公路橋梁中大跨度橋梁設計要點分析

周明星

湖北廣交工程勘察設計有限公司 湖北 武漢 430000

引言

隨著公路橋梁建設技術的不斷改進，我國的大跨度橋梁數(shù)量不斷增加，已經(jīng)成為公路橋梁設計中的重要組成部分，大跨度橋梁的設計和建設質(zhì)量提高，極大的推動著公路橋梁行業(yè)的實際發(fā)展。所以，如何保證公路橋梁中的大跨度橋梁設計的質(zhì)量，是今后公路橋梁建設研究的重點。全面的對建設過程中的各方面因素進行充分考慮，重點把握好道路橋梁的設計要點，能夠有效的保證大跨度橋梁的建設質(zhì)量。

一、大跨度橋梁的設計要點分析

（一 ）大跨度斜拉橋的設計要點分析

大跨度斜拉橋相對于其他類型的橋梁來講，穩(wěn)定性和承載能力是其最大的優(yōu)勢，在跨越能力方面的優(yōu)勢也十分明顯。大跨度斜拉橋的設計建造主要由主梁、索塔和斜拉索三部分構成，通過對這三部分的科學組合形成橋梁的整體體系結(jié)構。在設計的過程中，具體的結(jié)構組合設計可以根據(jù)跨越情況的不同進行實際調(diào)整，有單索面、斜向雙索面和豎向雙索面等幾種代表性的結(jié)構類型，通常情況下大跨度斜拉橋用于距離為200米到800米之間的河流或者溝谷的跨越建設，有時可以很明顯的看見橋梁斜拉索的自錨，特征比較明顯。

（二 ）大跨度懸索橋的設計要點分析

懸索橋的應用是大跨度橋梁設計建造的一大技術飛躍，很好的解決了較大跨度的公路橋梁設計問題，并且可以在高山地區(qū)建造，跨徑更大，應用前景十分廣闊。由于其特殊的結(jié)構設計，橋梁的承載能力大小主要取決于橋塔的設計。通常情況下大跨度懸索橋會設計兩個橋塔，兩個橋塔會將懸索橋劃分成中跨和邊跨兩個部分，橋塔的位置設計主要取決于橋梁跨度的大小或者橋梁的長度值，中跨和邊跨的設計比值一般為二比一或者四比一，橋梁的垂直比則一般為一比六或者一比七，具體的比例設計需要結(jié)合橋梁設計的具體情況進行修改，有時也會出現(xiàn)較大的比例差異。

（三 ）大跨度拱橋設計要點分析

拱橋，在我國的橋梁設計建造中歷史悠久，不僅在古代被廣泛應用，在現(xiàn)代的道路橋梁的建造設計中依舊發(fā)揮著極其重要的作用。并且隨著鋼筋混凝土等現(xiàn)代橋梁建造技術的增加，拱橋的結(jié)構更加穩(wěn)定，還衍生出了很多的混合型拱橋結(jié)構。目前使用最廣泛的是鋼管混凝土拱橋結(jié)構，其承載能力強，而且施工建設相對簡單，主要應用于V字形、小跨徑的山谷跨越。

二、大跨度橋梁設計的優(yōu)化策略

公路橋梁的建設中，離不開大跨度橋梁的設計，所以，大跨度橋梁的設計質(zhì)量提升，可以有效的保證道路橋梁的建設質(zhì)量提高。為了更好的保證道路橋梁設計的質(zhì)量提高，就需要不斷的對大跨度橋梁的結(jié)構進行科學的優(yōu)化，努力保證橋梁結(jié)構的穩(wěn)定性提升，進而保證橋梁使用的安全性和耐久性，并且在一定程度上，還可以很好的建設成本，推動大跨度橋梁建設行業(yè)的更好發(fā)展。

（一 ）索塔的優(yōu)化設計

索塔是大跨度橋梁設計建造中的關鍵部分，因此大跨度橋梁結(jié)構的穩(wěn)定改進必須要優(yōu)先從索塔結(jié)構進行調(diào)整。索塔的優(yōu)化可以從兩個方面進行實際考慮，分別是受力設計和塔高，尤其在塔高方面，在保證承載力足夠的同時要盡可能的降低塔高，因為索塔的高度越高，橋梁的建設難度越大，而且建設成本也會隨之增加。所以在進行大跨度橋梁的設計過程中，塔高的優(yōu)化設計十分重要。另外，索塔結(jié)構的穩(wěn)定，還需要對鋼索的強度以及韌性進行綜合考慮，鋼索的固定在一定程度上也會影響到索塔的穩(wěn)定，索塔的設計要盡可能全面的進行考慮，才可以保證大跨度橋梁的設計質(zhì)量實現(xiàn)。

（二 ）斜拉索與主纜的優(yōu)化設計

大跨度橋梁的設計大部分都需要利用斜拉索對橋梁進行固定，有些橋梁甚至是全索結(jié)構，這些橋梁結(jié)構的主要重量承載都匯集在鋼索上，而自然外部環(huán)境對橋梁的鋼索會產(chǎn)生很大影響，甚至有可能會對橋梁的承載能力產(chǎn)生很大的影響。尤其是在一些偏遠的山區(qū)或者高海拔的地區(qū)，大風天氣出現(xiàn)的概率極高，會直接影響到橋梁的使用壽命。因此，必須要從鋼索的材料上入手，選擇剛度和韌性較好的鋼索作為橋梁的斜拉索或者和主纜，同時在斜拉索和主纜外部做好防銹和防腐蝕處理，避免和減少外部環(huán)境對斜拉索或者主纜的侵蝕和破壞。

（三 ）索力的優(yōu)化設計

有些橋梁的跨度非常大，所以橋梁的非線性條件變化也會非常明顯，要想對這一現(xiàn)象進行實際改變，就需要科學的對橋梁的索力進行優(yōu)化，努力實現(xiàn)對主梁和線性的實際控制，通常進行索力優(yōu)化的方式有以下幾方面：（1）對指定的索力進行具體的優(yōu)化調(diào)整，在具體的調(diào)整方式主要有零位移法和剛性支撐連續(xù)梁法；（2）使用科學的計算方法對橋梁的索力進行優(yōu)化，可以使用的計算方法有彎矩平方和最小法，對橋梁的約束索力進行具體的考慮和優(yōu)化；（3）影響矩陣法對索力進行優(yōu)化，這樣方式對索力的預應力和約束邊等進行了最綜合的計算，數(shù)據(jù)的準確性更高，而且還可以有效確保橋梁鋼索結(jié)構的科學性和合理性。

（四 ）橋墩和基礎的優(yōu)化設計

橋墩是橋梁承載的基礎部分，所以，大跨度橋梁的設計過程中，必須要對橋墩等基礎設施進行綜合考慮，對橋梁建設環(huán)境進行實地考察，科學的選擇橋墩的建設材料，并且結(jié)合建設地點周圍的水文和氣候環(huán)境進行綜合計算，盡可能保證橋墩等基礎設施的穩(wěn)定，進而保證和延長橋梁的使用壽命。

三、結(jié)束語

大跨度橋梁的建設是公路橋梁建設的重要組成部分，所以，大跨度橋梁的穩(wěn)定性提升直接關系著道路橋梁的使用安全能否得到保證。在大跨度橋梁的設計中，一定要緊緊抓住橋梁的設計要點，從細節(jié)上提高道路橋梁的建設質(zhì)量，進而保證道路橋梁設計和建設質(zhì)量的提升，促進我國經(jīng)濟的更好更快發(fā)展。