顧長(zhǎng)青

(廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司)

淺述橋梁設(shè)計(jì)方法

顧長(zhǎng)青

(廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司)

隨著我國(guó)在役橋梁服役時(shí)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(kāi)始新建橋梁，這些橋梁的建設(shè)不止減少了交通壓力還給城市建設(shè)增加了亮點(diǎn)，完善區(qū)域路網(wǎng)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jiǎn)述一些橋梁設(shè)計(jì)的方法，希望對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提供一些依據(jù)。

橋梁設(shè)計(jì);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(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”的技術(shù)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?chē)h(huán)境和景觀協(xié)調(diào)，反映當(dāng)代橋梁建設(shè)水平。(6)選用設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟，易于質(zhì)量控制的橋型方案，確保橋梁品質(zhì)。(7)在造價(jià)適中的情況下，注意選用結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)跨的跨徑選擇與工程造價(jià)、景觀要求、施工進(jìn)度有著很大的關(guān)系。從城市景觀和道路交通功能、結(jié)構(gòu)受力性能和地質(zhì)條件等因素考慮，選用合適的橋梁跨徑，既滿足高架橋結(jié)構(gòu)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(yīng)綜合考慮橋位處地形、地貌及地質(zhì)要求等基本條件，同時(shí)充分考慮設(shè)計(jì)方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性，大橋與周邊環(huán)境的整體協(xié)調(diào)性以及橋梁建設(shè)與路面交通之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 上部結(jié)構(gòu)型式選擇

引橋結(jié)構(gòu)形式的選擇與工程造價(jià)、景觀要求、施工進(jìn)度有著很大的關(guān)系。應(yīng)從城市景觀和道路交通功能、結(jié)構(gòu)受力性能和地質(zhì)條件等因素考慮，選用合適的橋梁結(jié)構(gòu)形式，既滿足橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，又能給人以通透、舒適感。引橋標(biāo)準(zhǔn)跨的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)結(jié)合本工程的具體情況，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響、施工難度和進(jìn)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(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。

5 交通需求預(yù)測(cè)

(1)交通生成。

出行生成是四階段的第一步，其含義為各個(gè)交通小區(qū)的出行次數(shù)是多少。預(yù)測(cè)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(gè)人為研究對(duì)象，將出行按出行方式、出行目的進(jìn)行分類交叉回歸分析。在模型中，認(rèn)為出行產(chǎn)生量(簡(jiǎn)稱G)為家基出行(簡(jiǎn)稱HB)中全部居所端點(diǎn)與非家基出行(簡(jiǎn)稱NHB)的總和;出行吸引量(簡(jiǎn)稱A)為HB中全部非居所端點(diǎn)和NHB中的終點(diǎn)的總和。

(2)居民出行產(chǎn)生模型，經(jīng)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(xué)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(chē)、摩托車(chē)、助動(dòng)車(chē)、其它方式(公交、自行車(chē)、出租車(chē))。

(3)車(chē)輛出行生成模型。

車(chē)輛出行生成模型是預(yù)測(cè)在一定的土地利用情況下，各交通區(qū)可能產(chǎn)生的機(jī)動(dòng)車(chē)出行量的方法。與居民出行一樣，車(chē)輛出行生成也采用出行率模型。但是，車(chē)輛出行不能像居民出行模型一樣使用出行產(chǎn)生和吸引量，而是計(jì)算車(chē)輛的起、訖量。因此，沒(méi)有出行產(chǎn)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(yù)測(cè)的方法很多，主要有增長(zhǎng)系數(shù)法、系統(tǒng)平衡模型法等。因?yàn)橹亓δＰ湍鼙容^全面地反映交通分布與各種相關(guān)因素關(guān)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(yù)測(cè)的需要，出行分布模型采用最常用的重力模型法進(jìn)行分布預(yù)測(cè)比較合適。因?yàn)樗墓叫问筋愃朴谌f(wàn)有引力定律而得名。

(5)出行方式劃分。

出行方式劃分可簡(jiǎn)單地理解為在出行次數(shù)在不同交通方式之間進(jìn)行劃分，也可理解為對(duì)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(jìn)行方式劃分。目前交通方式常用預(yù)測(cè)模型主要包括轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移曲線模型。居民出行方式有:小汽車(chē)、摩托車(chē)與助動(dòng)車(chē)、步行、其它方式(公共交通、自行車(chē)、出租車(chē))。在出行方式劃分時(shí)，按兩步進(jìn)行，第一步是從上述四種出行方式中劃出步行、摩托車(chē)與助動(dòng)車(chē)、小汽車(chē)的出行比例，第二步是從其它出行方式中按轉(zhuǎn)移曲線確定公共交通、自行車(chē)和出租車(chē)三種出行方式的分擔(dān)率。轉(zhuǎn)移曲線是根據(jù)大量的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料給出的各種交通方式的分擔(dān)率與其影響因素之間的關(guān)系曲線，利用轉(zhuǎn)移曲線可直接查出各交通方式的分擔(dān)率。轉(zhuǎn)移曲線是目前國(guó)外廣泛使用的交通方式預(yù)測(cè)方法，它使用簡(jiǎn)單、方便，但要繪制轉(zhuǎn)移曲線卻并非易事，需要大量的調(diào)查資料，進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)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(gè)步驟。這個(gè)步驟是在已知全部出行的起點(diǎn)和終點(diǎn)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(wǎng)上分配，得出各路段(或線段)上的流量。如果分配的車(chē)輛出行的O－D矩陣表，得到的就是道路網(wǎng)上的車(chē)流量(小汽車(chē)的車(chē)流量也可從乘坐小汽車(chē)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(wǎng)上的客流量。對(duì)自行車(chē)的車(chē)流量，一般來(lái)說(shuō)就等同于自行車(chē)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(wú)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(chē)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(zhǔn)備工作是分不同的時(shí)段(高峰時(shí)段、非高峰時(shí)段)的O－D矩陣表、路網(wǎng)、轉(zhuǎn)彎懲罰、速度－流量曲線(即延誤函數(shù))、收費(fèi)文件。交通分配的順序設(shè)計(jì)為公共汽車(chē)、自行車(chē)、小汽車(chē)和摩托車(chē)、出租車(chē)、社會(huì)客車(chē)、小型貨車(chē)和重型貨車(chē)，依次分別進(jìn)行分配。

6 景觀建設(shè)需要

工程的建設(shè)是城市形象，景觀建設(shè)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(shè)和城市設(shè)計(jì)出發(fā)。強(qiáng)調(diào)城市外部綠色空間和城市內(nèi)部綠地系統(tǒng)對(duì)城市景觀環(huán)境的綜合影響。橋梁項(xiàng)目的建設(shè)將會(huì)成為城市地標(biāo)性建筑，對(duì)于整體景觀建設(shè)，提升城市整體形象有著重要的意義。

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