淺述橋梁設計方法

顧長青

(廣東省公路勘察規(guī)劃設計院股份有限公司)

淺述橋梁設計方法

顧長青

(廣東省公路勘察規(guī)劃設計院股份有限公司)

隨著我國在役橋梁服役時間的增加，一些在役橋梁出現(xiàn)了大量的病害，難以滿足交通需求，為了緩解交通壓力，美化城市環(huán)境，很多城市開始新建橋梁，這些橋梁的建設不止減少了交通壓力還給城市建設增加了亮點，完善區(qū)域路網，促進區(qū)域經濟社會發(fā)展，大型橋梁可在一定程度提升區(qū)域形象，方便兩岸居民出行。簡述一些橋梁設計的方法，希望對橋梁設計提供一些依據(jù)。

橋梁設計;原則;選擇

1 橋梁方案布置原則

(1)滿足城市總體規(guī)劃。(2)滿足主橋的幾何線形要求。(3)滿足接線的線形要求。(4)全面滿足“安全、實用、經濟、美觀”的技術方針。(5)在滿足橋梁使用功能和通行等要求的前提下，力求橋梁造型新穎，使大橋與周圍環(huán)境和景觀協(xié)調，反映當代橋梁建設水平。(6)選用設計、施工技術成熟，易于質量控制的橋型方案，確保橋梁品質。(7)在造價適中的情況下，注意選用結構整體性好，承載潛力大的橋型，以確保橋梁的安全性、耐久性。

2 引橋橋跨布置

引橋標準跨的跨徑選擇與工程造價、景觀要求、施工進度有著很大的關系。從城市景觀和道路交通功能、結構受力性能和地質條件等因素考慮，選用合適的橋梁跨徑，既滿足高架橋結構技術和經濟要求，又能給人以通透、舒適感。

3 主墩位置及主跨確定

主橋跨徑和主橋墩位置的確定應綜合考慮橋位處地形、地貌及地質要求等基本條件，同時充分考慮設計方案的技術可行性、經濟合理性，大橋與周邊環(huán)境的整體協(xié)調性以及橋梁建設與路面交通之間的協(xié)調發(fā)展。

4 上部結構型式選擇

引橋結構形式的選擇與工程造價、景觀要求、施工進度有著很大的關系。應從城市景觀和道路交通功能、結構受力性能和地質條件等因素考慮，選用合適的橋梁結構形式，既滿足橋梁結構技術和經濟要求，又能給人以通透、舒適感。引橋標準跨的結構型式應結合本工程的具體情況，根據(jù)技術經濟、環(huán)境影響、施工難度和進度等因素比較，主要有以下幾種型式:空心板、T梁、小箱梁及預應力連續(xù)箱梁。

5 交通需求預測

(1)交通生成。

出行生成是四階段的第一步，其含義為各個交通小區(qū)的出行次數(shù)是多少。預測出行生成的常用模型包括生成率模型、類別生成率模型、回歸分析模型和類別回歸分析模型。出行生成模型是以出行個人為研究對象，將出行按出行方式、出行目的進行分類交叉回歸分析。在模型中，認為出行產生量(簡稱G)為家基出行(簡稱HB)中全部居所端點與非家基出行(簡稱NHB)的總和;出行吸引量(簡稱A)為HB中全部非居所端點和NHB中的終點的總和。

(2)居民出行產生模型，經專家咨詢，在模型中居民出行的目的分為四類:基于家的工作出行(HBW)、基于家的上學出行(HBS)、基于家的其它出行(HBO)、非基于家的出行(NHB)。將出行方式分為小汽車、摩托車、助動車、其它方式(公交、自行車、出租車)。

(3)車輛出行生成模型。

車輛出行生成模型是預測在一定的土地利用情況下，各交通區(qū)可能產生的機動車出行量的方法。與居民出行一樣，車輛出行生成也采用出行率模型。但是，車輛出行不能像居民出行模型一樣使用出行產生和吸引量，而是計算車輛的起、訖量。因此，沒有出行產生模型和出行吸引模型的區(qū)別，而代之以出行發(fā)生率。

(4)交通分布。

出行分布就是各交通小區(qū)相互交換的出行有多少。出行分布預測的方法很多，主要有增長系數(shù)法、系統(tǒng)平衡模型法等。因為重力模型能比較全面地反映交通分布與各種相關因素關系。所以在城市交通規(guī)劃中得到廣泛使用。為了滿足規(guī)劃預測的需要，出行分布模型采用最常用的重力模型法進行分布預測比較合適。因為它的公式形式類似于萬有引力定律而得名。

(5)出行方式劃分。

出行方式劃分可簡單地理解為在出行次數(shù)在不同交通方式之間進行劃分，也可理解為對出行方式的選擇。根據(jù)出行方式劃分模型在交通模型中的階段，交通模型采用的是第四種類型交通方式劃分模型，即在出行分布與交通分配之間進行方式劃分。目前交通方式常用預測模型主要包括轉移曲線模型、概率模型、回歸模型等。出行方式劃分模型采用的是最為常用的轉移曲線模型。居民出行方式有:小汽車、摩托車與助動車、步行、其它方式(公共交通、自行車、出租車)。在出行方式劃分時，按兩步進行，第一步是從上述四種出行方式中劃出步行、摩托車與助動車、小汽車的出行比例，第二步是從其它出行方式中按轉移曲線確定公共交通、自行車和出租車三種出行方式的分擔率。轉移曲線是根據(jù)大量的調查統(tǒng)計資料給出的各種交通方式的分擔率與其影響因素之間的關系曲線，利用轉移曲線可直接查出各交通方式的分擔率。轉移曲線是目前國外廣泛使用的交通方式預測方法，它使用簡單、方便，但要繪制轉移曲線卻并非易事，需要大量的調查資料，進行大量的統(tǒng)計分析。

(6)交通分配。

交通量分配是四步驟交通需求模型的最后一個步驟。這個步驟是在已知全部出行的起點和終點的情況下，求出道路或線路上的交通分配，其方法就是將O－D量在路網上分配，得出各路段(或線段)上的流量。如果分配的車輛出行的O－D矩陣表，得到的就是道路網上的車流量(小汽車的車流量也可從乘坐小汽車的客流量得到)。如果分配的是居民出行的O－D矩陣表，得到的就是路網上的客流量。對自行車的車流量，一般來說就等同于自行車的客流量。常用的交通量分配法有最短路徑法(亦稱全有全無法)、多路徑概率分配法和容量限制——增量分配法。交通模型采用的是多車種的容量限制下的多路徑分配法。在交通分配之前的必要準備工作是分不同的時段(高峰時段、非高峰時段)的O－D矩陣表、路網、轉彎懲罰、速度－流量曲線(即延誤函數(shù))、收費文件。交通分配的順序設計為公共汽車、自行車、小汽車和摩托車、出租車、社會客車、小型貨車和重型貨車，依次分別進行分配。

6 景觀建設需要

工程的建設是城市形象，景觀建設的需要。城市景觀發(fā)展規(guī)劃為從生態(tài)環(huán)境改善和提高，城市綠地系統(tǒng)建設和城市設計出發(fā)。強調城市外部綠色空間和城市內部綠地系統(tǒng)對城市景觀環(huán)境的綜合影響。橋梁項目的建設將會成為城市地標性建筑，對于整體景觀建設，提升城市整體形象有著重要的意義。

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