現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新

張東方

（鄭州市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院， 河南 鄭州 450000）

1 橋梁設(shè)計(jì)的重要性

為了確保橋梁項(xiàng)目建設(shè)可以順利的進(jìn)行，首先要保證設(shè)計(jì)的正確性，其次要保證所有施工人員自身的安全性，不但可以為企業(yè)節(jié)省一大部分的資金，而且還可以為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國城市化的快速發(fā)展，我國橋路項(xiàng)目的發(fā)展也得到了明顯的提高，既促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又為廣大群眾的出行提供了便利條件。另外，為了提高項(xiàng)目施工質(zhì)量，必須要保證設(shè)計(jì)的合理性與方案的正確性，從而確保結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，促進(jìn)項(xiàng)目施工可以順利進(jìn)行。

2 我國橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前，我國橋梁工程主要以斜拉橋、拱橋以及懸索橋?yàn)橹鳌６覈哂歇?dú)特傳統(tǒng)代表性的橋梁就是拱橋，其已經(jīng)有百年歷史，由于拱橋的設(shè)計(jì)具有豐富的藝術(shù)風(fēng)格，所以在園林造景當(dāng)中最突出?，F(xiàn)如今，大多數(shù)的橋梁都是以斜拉橋和懸索橋?yàn)橹鳎?0世紀(jì)80年代末我國突破性的建成了南浦大橋，這也就意味著我國現(xiàn)代橋梁的建造水平已經(jīng)達(dá)到了世界級水平，同時(shí)也是我國橋梁建設(shè)發(fā)展的重要奠基石。例如：1999年，我國建成并投入使用的江陰長江大橋，其是我國第一、世界第四大橋，同時(shí)也是我國第一座超過1000米的懸索橋，標(biāo)志著我國橋梁建造水平已經(jīng)達(dá)到了世界第六；2009年我國所建設(shè)的重慶朝天門大橋已經(jīng)建成并通車，其成為“世界第一大拱橋”，其主跨長度已達(dá) 552米；這些足以證明我國的橋梁建設(shè)水平已經(jīng)到了一定的高度。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無論是我國的橋梁規(guī)模還是橋梁建筑率都已經(jīng)達(dá)到了世界頂尖水平，同時(shí)也證明了我國橋梁建設(shè)正處于不斷提高的高潮階段。不過，隨著建設(shè)速度越來越快，越來越多的問題也隨之出現(xiàn)，比如：在進(jìn)行建設(shè)橋梁時(shí)，為了可以成為國內(nèi)第一而追趕施工進(jìn)度，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不但沒有全面考慮，而且其設(shè)計(jì)特色也沒有新意，因?yàn)樵O(shè)計(jì)周期過短而進(jìn)行倉促的設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)特點(diǎn)就比較少。總的來說，目前我國橋梁設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造仍然需要進(jìn)一步的完善，同時(shí)還需要提高施工方面的安全性以及使用壽命。

3 現(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)在橋梁設(shè)計(jì)里的運(yùn)用

3.1 重視橋梁構(gòu)造的耐久性

在大約20年前，關(guān)于橋梁構(gòu)造方面上的問題就已經(jīng)受到了我國高度重視，不過由于當(dāng)時(shí)財(cái)力問題，只能利用模擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行有效的研究，從而獲得大量的實(shí)驗(yàn)成果。不過，隨著社會時(shí)代的快速發(fā)展，為了能夠滿足社會發(fā)展的實(shí)際需求，不但要不斷創(chuàng)新施工技術(shù)和施工設(shè)計(jì)等方面，還需要對設(shè)計(jì)理念進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，進(jìn)而可以有效提升橋梁構(gòu)造的使用壽命。同時(shí)，在對結(jié)構(gòu)運(yùn)算方法進(jìn)行研究時(shí)，既要對橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方面的考慮，又要對頻發(fā)的自然災(zāi)害以及突發(fā)性因素進(jìn)行有效的分析，比如：交通事故。

3.2 強(qiáng)化疲勞損傷的研究

如果橋梁正處于應(yīng)用的過程中，汽車和風(fēng)力就會對其進(jìn)行長期的負(fù)荷，而這種負(fù)荷屬于動力荷載，從而就會對橋梁構(gòu)造內(nèi)部的應(yīng)力進(jìn)行改變。另外，建筑橋梁一般所采用的建筑材料都屬于混合材質(zhì)，不過當(dāng)中還是會存在一些細(xì)小的空隙，通過長時(shí)間的變化運(yùn)用，這些細(xì)小的空隙就會慢慢的變大，隨著時(shí)間的推移，橋梁的表面就出現(xiàn)不同程度的裂縫，從而降低了橋梁構(gòu)造的可靠性。比如：在進(jìn)行橋梁工程建設(shè)的過程中，比較常用的就是施工材料就是鋼筋砼，不過其抗拉性比較弱，就會產(chǎn)生不程度的縫隙，隨著縫隙的不斷擴(kuò)大和時(shí)間的推移，橋梁構(gòu)造就會出現(xiàn)不同程度的損傷，基于這種情況下，倘若沒有對其進(jìn)行有效的處理，就會導(dǎo)致橋梁構(gòu)造出現(xiàn)脆性分裂等問題，同時(shí)還無法進(jìn)行補(bǔ)救。

3.3 橋梁防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)

為了提高現(xiàn)代橋梁的防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)，就需要從各個(gè)方面來進(jìn)行提高，比如：抗風(fēng)設(shè)計(jì)的精細(xì)化、數(shù)值化和橋梁防船撞以及抗震設(shè)計(jì)等方面。橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)的精細(xì)化和數(shù)值化是通過采用理論剖析以及CFD數(shù)值模擬技術(shù)，并深入研究橋梁縫和流體以及同體的耦合效果，同時(shí)在對CFD技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的過程中創(chuàng)建數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)以及建橋梁抗風(fēng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)而可以完成有關(guān)物理的橋梁構(gòu)造啟動彈性數(shù)值模擬。另外，通過利用抗震設(shè)計(jì)觀念的作用來與不同影響因素進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)還要采用多級抗震設(shè)計(jì)預(yù)防理念，既可以充分展現(xiàn)構(gòu)造目的功效的個(gè)性化又可以使設(shè)計(jì)構(gòu)造滿足不同預(yù)定作用的實(shí)際目標(biāo)需求，進(jìn)而可以將人員自身的安全問題以及經(jīng)濟(jì)損失情況控制在合理的范圍內(nèi)?？绾蛄旱暮Ｑ蟓h(huán)境因素比較復(fù)雜，比如：天氣和跨徑以及橋位浪高水深等。由于臺風(fēng)和臺風(fēng)引發(fā)大浪的損傷性非常的強(qiáng)，同時(shí)二者之間的強(qiáng)度和方向都具有繁雜的聯(lián)系，所以就會嚴(yán)重影響到跨海橋梁的動態(tài)特點(diǎn)和隨機(jī)性以及耦合性。通常情況下，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中會把波浪激勵和瞬態(tài)大風(fēng)比作等效靜力。但是，針對跨海大橋而言，較為明顯的動態(tài)特點(diǎn)就是因臺風(fēng)而形成的大浪以及臺風(fēng)，其耦合效果非常的強(qiáng)。所以，根據(jù)大浪對環(huán)境造成負(fù)荷的實(shí)際動力特點(diǎn)，充分分析耦合性的隨機(jī)性，不但可以進(jìn)一步提高跨海橋梁的設(shè)計(jì)水平，而且現(xiàn)階段跨海橋梁在進(jìn)行建設(shè)的過程中，其最重要的技術(shù)要點(diǎn)就是通過相應(yīng)的構(gòu)造技術(shù)手段和振動掌控技術(shù)來避免臺風(fēng)大浪耦合性的影響。

3.4 加強(qiáng)仿生材料和新功能

通過全面分析鋼筋混凝土材質(zhì)的應(yīng)用，就可以分析出現(xiàn)代橋梁建設(shè)技術(shù)的重點(diǎn)。鋼筋混凝土材料不但全面提高了建筑工程行業(yè)的建筑技術(shù)水平，而且還推動了橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展水平。不過，在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)和創(chuàng)建當(dāng)中最重要的因素就是材料，同時(shí)也要對其進(jìn)行更深一層的優(yōu)化。例如：在進(jìn)行建設(shè)橋梁的過程中，必須要根據(jù)建筑材料的實(shí)際特點(diǎn)，并充分展現(xiàn)出其實(shí)際性能，從而可以實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是由于科技的快速發(fā)展，所以就誕生了新型仿生材料，再對其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，為了能夠提高橋梁工程的發(fā)展水平，不僅要對鋼筋混凝土材料進(jìn)行優(yōu)化，而且還要保證設(shè)計(jì)的合理性，從而該材質(zhì)才可以完全替代鋼筋混凝土材料。不過，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對大自然的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行全方面的考慮，才可以有效提高橋梁的使用價(jià)值，從而保證橋體構(gòu)造的質(zhì)量。例如：對大自然的水消融以及腐蝕的原理進(jìn)行充分的研究，就可以研發(fā)出高品質(zhì)的橋梁防水材料。之所以新興蓄光型自發(fā)光材質(zhì)被廣泛應(yīng)用于公路標(biāo)記當(dāng)中，是因?yàn)槠渚哂锌梢宰越o自足的優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上，如果將其應(yīng)用到橋梁涂裝方面并精心設(shè)計(jì)不同的染色材質(zhì)并進(jìn)行應(yīng)用，在夜晚不但可以自發(fā)光進(jìn)行照明，而且還可以增加橋梁的美觀程度,同時(shí)還可以起到降低能源消耗的作用。

4 結(jié)束語

總而言之，由于橋梁技術(shù)得到了顯著的提高，隨之我國橋梁建設(shè)水平也在不斷的提高。另外，因?yàn)闃蛄洪_通運(yùn)營的數(shù)量持續(xù)增加，所以在很大程度上為我國交通運(yùn)輸提供了很多的便利，不過，我國現(xiàn)代化橋梁設(shè)計(jì)仍然存在很多問題，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，不但可以提高橋梁的美觀和質(zhì)量，而且還可以促進(jìn)橋梁領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。