公路桥梁中大跨度桥梁设计要点阐释

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　　摘  要：我国不断地发展现代科学技术，也在一定程度上革新了建筑施工技术，可以完善各种复杂结构的桥梁设计。公路桥梁中大跨度桥梁设计要点关系到后期的施工，提出有效的设计方案，才可以保证公路桥梁中大跨度桥梁设计水平，顺利落实公路桥梁中大跨度桥梁施工。该文主要阐述了公路桥梁中大跨度桥梁设计要点，提高公路桥梁质量。
　　关键词：公路桥梁;中大跨度;桥梁;设计要点
　　中图分类号：U442        文献标志码：A
　　0 前言
　　我国不断发展社会经济，扩展了我国桥梁建设的数量和规模，这也进一步发展了桥梁施工技术，提升了桥梁设计水平，有利于进一步缓解公路桥梁中大跨度桥梁设计问题。但是我国桥梁建设工程不断增加，要想进一步发展大跨度桥梁，需要提升桥梁建设的稳定性和持久性，这对于桥梁设计工作提出了更高的要求，需要进一步完善桥梁设计工作，全面优化其内部设计结构，保证大跨度桥梁的安全性和稳定性。
　　1 公路桥梁中大跨度桥梁设计要点
　　1.1 大跨度斜拉桥的设计要点
　　對比其他桥梁结构，大跨度斜拉桥具有较大的跨度，同时具有较高的稳定性和承载力，这些优势突破了传统桥梁跨越能力不足的问题。大跨度斜拉桥主要包括主梁、斜拉索以及索塔3个部分，设计人员在设计大跨度斜拉桥的时候，自由组合各个部分，设计出多种结构体系的桥梁。但是在设计过程中需要设计桥梁索面，以桥梁最大承受能力为基础设计单索面、双索面、斜索面等。因为斜拉桥具有自锚特点，在峡谷和河流地区施工，无需设置桥梁锚碇，设计大跨径斜拉桥的跨径范围通常处于200 m～800 m。
　　1.2 大跨度悬索桥的设计要点
　　我国很多内陆地区具有较多的丘陵，在建设山区公路的时候，需要利用大跨度桥梁联通山区的公路。大跨度桥梁通常都会选择大跨度索桥类型，大跨度悬索桥包括塔柱和主缆以及锚碇等结构。因为山区具有较大的跨径，如果环境高度比较高，适合利用悬索桥结构。设计悬索桥的时候，需要将2个塔柱设置在桥梁两端，塔架是桥身的主要支撑，塔架材料为钢筋混凝土材料，这样可以提升塔柱的承载能力，连接塔柱和悬索，在桥梁两端固定悬索，这样可以划分整个悬索桥为3个部分，主要包括中跨和两边跨，需要根据锚固位置和工程成本设置边跨长度。设计人员可以适当地调整跨比，根据塔柱高度作为参考调整实际比例。
　　1.3 拱桥设计要点
　　我国使用时间最长的桥梁的拱桥，象我国著名的赵州桥和卢沟桥都是拱桥类型。原来因为建筑条件受到限制，通常都选择石拱桥类型。当前设计技术不断发展，增加了拱桥的现代元素，同时也丰富了拱桥的建筑材料，可以选择钢筋混凝土结构的桥梁，也可以结合钢筋混凝土和传统石拱。当前拱桥结构广泛利用钢管混凝土和钢筋混凝土。拱桥施工比较短，工期也比较短，同时拱桥承载力较高，具有很强的实用性和竞争性，因此我国山区大跨度桥梁设计当中广泛利用拱桥类型。
　　在跨径较小的桥梁施工当中拱桥结构具有一定的优势，象V形峡谷就适用于拱桥结构。拱桥主要材料为钢筋混凝土，拱肋包括实体拱肋和桁式拱肋。利用实体拱肋，需要以桥梁跨径为基础选择单管形式或者多管形式，其中单管形式抗弯性能比较差，如果拱桥桥梁跨径在80 m范围内，可以利用单管形式拱肋;多管桁式拱肋加入了小直径的钢管，可以使拱肋抗弯能力由此提升，如果拱桥跨径在100 m以上可以利用多管桁式拱肋。
　　2 公路桥梁中大跨度桥梁设计优化
　　2.1 优化桥梁结构设计
　　首先，需要优化加劲梁的横截面，全面强化钢梁和叠合梁以及混合梁，我国很多公路桥梁中大跨度桥梁都选择钢梁材料完成主跨梁建设，很少利用混凝土和钢梁;其次优化斜拉索和主缆索力，因为我国公路桥梁中大跨度桥梁普遍利用斜拉桥类型，大跨度桥梁索缆支撑力比较低，在外界因素的影响下，使拉索受到严重的影响，拉索可能会出现震动问题。如果发生了自然灾害，主梁和拉索可能会出现震动问题;最后需要优化桥墩和桥梁基础，保证桥梁的稳定性，桥墩和桥梁的稳定性和耐久性关系非常密切，直接影响到桥梁上部结构，因此设计人在设计桥梁之后，需要全面考虑桥梁自身的运行情况，进一步优化大跨度桥梁设计工作。
　　2.2 整体优化
　　大跨度桥梁具有复杂的结构，设计过程中需要考虑各种变量，大部分结构具有高次超静定的特征，因此在设计的时候，不利于设计人员掌握各种相关信息，增加了整体设计桥梁的阻碍。为了总体优化桥梁，在实际过程中需要利用局部优化的措施，进而保证整体优化的目的。对于桥梁质量进行评判的时候，需要从整体出发，综合桥梁使用效果和运作情况，整体优化大跨度桥梁，需要优化桥梁造价和动力性能以及施工工艺等，改善桥梁局部性能，保证大跨度桥梁整体优化效果。
　　2.3 优化桥梁上部结构
　　设计大跨度桥梁上部结构形式的过程中，需要结合桥梁使用情况和特点，全面了解整个桥梁的承载力以及施工工艺等各方面的经济性。针对空心板桥梁，板梁结构较矮，施工工艺成熟，简单。箱梁承载能力较大、刚度大，而T梁承载能力较小、刚度小，施工工艺都已成熟。现浇梁整体性能较好，且跨越能力大。如果曲线桥梁跨径比较小，可以设计以直代曲的方式，根据翼板宽度，科学地调整整个桥梁的线性，将桥梁弯曲的作用充分发挥出来。
　　2.4 优化墩台塔吊结构
　　在设计桥梁墩台塔吊的时候，经常利用翻模施工技术，在平台上固定模板支架，利用塔吊对于模板实施运送和拆卸，最后安装和测量上层模板。为了使墩台塔吊结构进一步优化，需要控制施工平台间距。因为墩台塔吊都是直线运动的，为了使施工过程不断简化，需要使大跨度桥梁整体质量得到提升，应该保证墩台塔吊始终位于直角坐标系当中。
　　2.5 优化设计可靠性大跨度桥梁结构
　　优化大跨度桥梁结构，需要利用容许应力设计法完成结构设计。当前我国不断发展现代设计理论，开始利用概率法和半概率设计法以及全概率设计法等，优化设计可靠性的桥梁结构。利用可靠度结构优化设计方法，需要利用结构系统实效概率进一步优化设计的方法，根据元件可靠度和失效模式的可靠度，使设计方法更加完善。
　　利用可靠性结构优化理论，可以描述桥梁结构当中各种不确定的因素，利用定量分析确定安全性指标和竞技性指标，进一步协调桥梁安全性和建设经济性需求，优化大跨度桥梁设计，需要优化结构本身来达到其价值，这是传统设计方法无法实现的。在设计大跨度桥梁结构的时候，要想提高桥梁实用性，需要根据实际情况建立优化模型，通过分析提升优化结构的合理性。
　　大跨度桥梁结构优化设计需要根据实际情况确定最优算法，保证大跨度桥梁设计效果。当前可以利用的优化算法有上百种，并且还在不断增加各种种类，以算法类型为基础，在大跨度桥梁优化设计当中可以利用数学规划法和最优准则法以及仿生学法等。
　　3 结语
　　我国不断提高运输行业的发展速度，也进一步发展了大跨度桥梁行业，在设计大跨度桥梁的过程中，需要满足大跨度桥梁设计各种需求，这就需要优化大跨度桥梁结构，促进大跨度桥梁设计工作持续性发展。
　　参考文献
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