浅谈桥梁结构设计的一般原则

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摘 要：桥梁工程的设计必须符合“技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理”的要求，同时还应按照外形美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和方便养护等因素。

关键词：桥梁工程 结构设计 原则

桥梁设计应遵循美观安全及经济适用的原则，全线桥型相对统一。一般来说，跨径20m以下、长度不超过100m的桥梁，采用16～20m的预应力混凝土空心板较为合理；跨径25～40m的桥梁，通常采用先简支后连续的预应力混凝土组合箱梁；跨径45～50m的桥梁，可采用先简支后连续的预应力混凝土连续T梁；跨径超过50m的桥梁，应该考虑采用特殊结构。当主线桥梁位于半径较小的曲线上时，采用预制安装结构难度是比较大的，可考虑采用预应力混凝土现浇箱梁。对于单柱单墩桥梁，设计时应该采用预偏心、双支座、预应力盖梁等措施。装配式桥梁一般可采用FYT-1型防水材料覆盖整个混凝土桥面，桥而铺装增设钢筋网等措施以增加行车舒适。为便于运营后桥梁的养护，桥梁设计在初步设计阶段应计入养护阶梯、检修通道等工作量，施工图设计阶段再进行细部设计。

1.桥涵设计的基本原则

针对路线经过区域的地形、地质、水文、水利等具体因素，构造物类型的选择遵循“安全、适用、经济、美观”的原则，大中桥设计考虑路桥配合，注重结构选型与地形的协调，原则上桥梁布设服从路线走向。

1.1技术先进

在因地制宜的前提下，桥梁设计尽可能采用较成熟的新结构、新设备、新材料、新工艺；必须认真学习国外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成就，把学习外国和自己独创结合起来。提高我国的桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。

1.2安全可靠

桥梁和涵洞的结构设计，在强度、稳定和耐久性方面应当具有足够的安全储备。对于交通繁忙的桥梁，应有良好照明设施设计，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。

1.3适用耐久

设计的桥面宽度应当能满足当前以及今后规划年限内的交通流量；桥跨结构的下面有利于泄洪、通航或车辆和行人的通行；桥梁设计要考虑到综合利用，方便各种管线的搭载；桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝；桥梁的两端方便车辆的进入和疏散，不致产生交通堵塞现象等。

1.4经济合理

桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，尽管降低桥涵的造价；所选择的桥涵位置应是地质、水文条件好的地方，同时桥梁和涵洞的长度也较短；经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通的时间最短；桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益，对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快回收投资的目的。

1.5外形美观有利环保

在实用、经济和安全的前提下，尽可能使桥梁具有优美的外形，这就是对桥梁在美观方面的要求。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，桥梁各部分结构在空间应有和谐的比例，结构细部的美学处理也十分重要。桥型应与周围自然环境和景观相协调；城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求；特殊大桥宜进行景观设计。除了满足上述基本要求外，由于桥梁建设与当地的社会、经济、文化及人民生活密切相关，还应适当考虑当地的需要，如考虑农田排灌的需要等；靠近村镇、城市、铁路及水利设施的桥梁，也应结合各有关方面的要求，适当考虑综合利用。

2.桥梁设计的基本要求

桥涵是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，特别是大中型桥涵对当地的政治、经济、文化、交通和国防等意义重大，因此桥涵设计必须遵照“适用、经济、安全和美观”的基本原则进行，同时还应充分考虑技术的先进性、环境保护和可持续发展等各方面的要求。

适用经济：必须满足使用上的要求。如要有足够的承载和泄洪能力，能保证车辆和行人的安全畅通；既满足当前的要求，又照顾今后的发展；既满通运输本身的需要，也要兼顾其它方面的要求；在通航河道上，应满足航运的要求；靠近城市、村镇、铁路及水利设施的桥梁，还应结合有关方面的要求，考虑综合利用。建成的桥梁要保证使用年限，并便于检查和维护；要求桥梁设计应体现经济上的合理性。一切设计必须经过详细周密的技术经济比较，使桥梁的总造价和使用材料等的消耗为最小，在使用期间养护维修的费用最省，并且经久耐用。另外，桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅能降低施工费用，而且尽早通车在运输上将带来很大的经济效益。

设计因地制宜且施工方便安全：桥梁设计必须积极采用新结构、新设备、新材料、新工艺和新的设计思想，认真研究国外的先进技术，充分利用国内外最新科学技术成果，把国外的先进技术与自己的独创结合起来。施工上的要求桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的施工工艺技术和施工机械，提高施工机械化水平，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全，降低工程造价，提高投资效益；整个桥涵结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中，应当有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。在地震地区修建桥涵时，在计算和构造上要满足抵御地震破坏力的要求。同时，根据实际情况，在桥面上设置人行道、安全带、护栏、栏杆等附属设施，以保证行人和行车的安全。

美观：尽可能使桥梁具有优美的建筑外形，并与周围的景物相协调。尤其是在城市和游览地区，更应该重视桥涵美学方面的要求，应更多地考虑桥涵的建筑艺术，但不可把美观片面地理解为豪华的细部装饰。对于公路上的特殊大桥，应进行专门的景观设计；重视环境保护和可持续发展的问题，桥涵设计必须足够重视这方面的要求。应当从桥位选择、桥跨布置、规模大小、桥的造型、基础方案、墩身外形、上部结构、施工方法、交通预测等多方面考虑环境，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测环保体系，将不利影响减至最低程度。

3.桥梁外业设计的要求

在进行桥涵设计时，涉及的方面和因素很多，在着手设计之前，必须进行充分的调查研究，详细分析建设桥涵的具体情况，才能从客观实际出发，提出合理的设计建议和计划任务书。在一般情况下，桥涵的外业设计工作，主要包括野外勘测和资料调查。

调查研究桥涵的使用任务根据桥涵所在路线和位置，调查桥上交通的种类及其要求，如车辆荷载等级、车辆及行人的实际交通量和增长率，需要的行车道和人行道的宽度，并确定桥上是否需要通过各类管线；桥涵位置的选择各级公路上的特大桥、大桥和中桥的位置，原则上应服从路线的总方向，道路与桥涵综合考虑。一般可选择2～5个可能的桥位，经各方面综合分析比较，从中选择出最合理的桥位。小桥涵的位置，则一般应服从路线的走向，当遇到不利情况时，应采取适当的技术措施，不应因此改变路线走向。

桥位的详细勘测和调查：对于已确定的桥位，要进一步搜集有关资料，为设计和施工提供可靠依据。桥位的详细勘测和调查主要包括以下工作：按有关规定测量桥位附近的地形，并绘制成大比例的地形图，供设计和施工使用；进行桥位处的地质钻探，并将钻探所得资料绘制成地质剖面图，作为基础设计的依据，最后与航运部门协商确定设计通航水位和通航净空，从而确定桥梁的分孔跨径与桥跨底缘的设计标高。

其它与建桥涵有关的情况调查：除了认真调查以上与建桥涵的资料外，还应当根据工程实际对以下情况进行调查：调查当地建筑材料砂、石的来源，水泥、钢材和其它材料的供应情况及运输条件；调查、收集有关的气象和地震资料，包括当地的气温、雨量、冰冻期，桥位附近的风向、风速等。对于地震区的桥涵，应调查桥涵附近有关地震的资料；调查拟建桥涵处有无旧桥，及其桥型布置和使用情况，对新建桥涵有无特殊要求；调查了解施工单位的技术水平、施工机械的装备情况，以及现场动力设备与电力供应的情况等。

4.总结

各项野外勘测与调查工作，往往是相互渗透、相互交错进行的。为了选择桥位，就需要有一定的地形、地质和水文资料；为了给设计提供更为详细和准确的勘测资料，又必须首先选定合理的桥涵位置。

参考文献：

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