文/刁進東 大連市市政設計研究院有限責任公司 遼寧大連 116000

1、綜述

橋梁設計應綜合考慮安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進以及環(huán)保美觀等問題，是一項綜合性的工作。本文就橋梁設計中的一些要點進行了詳細的分析，以更好地掌握橋梁設計的要點。

2、橋梁設計的基本原則

2.1 環(huán)保基本原則

橋梁設計必須考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求，包括生態(tài)、水、空氣、噪聲等各方面，應從橋位選擇、橋跨布置、基礎方案、墩身外形、施工方法、施工組織設計等多方面全面考慮環(huán)境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環(huán)境監(jiān)測保護體系，將不利影響減至最小。

2.2 經(jīng)濟基本原則

橋梁設計應體現(xiàn)經(jīng)濟上的合理性。一切設計必須經(jīng)過詳細周密的技術(shù)經(jīng)濟比較。使橋梁的總造價和材料等消耗為最??；選用的橋梁結(jié)構(gòu)形式要便于制造和架設，應盡量采用先進工藝技術(shù)和施工機械，以減少勞動強度。加快施工進度，保證工程質(zhì)量和施工安全；采用的建筑材料應因地制宜，就地取材，并具有良好的耐久性，盡可能降低日后營運養(yǎng)護費用，取得最佳經(jīng)濟效果。

2.3 安全基本原則

保證整個橋梁結(jié)構(gòu)及其各個構(gòu)件在制造、運輸、安裝和使用過程中具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。橋梁結(jié)構(gòu)的強度應使全部構(gòu)件及其連接構(gòu)造的材料抗力或承載能力具有足夠的安全儲備。對于剛度的要求，應使橋梁在荷載作用下的變形不超過規(guī)范規(guī)定的容許值，以免撓度過大而影響行駛、危及橋梁結(jié)構(gòu)的安全。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是要使橋梁結(jié)構(gòu)在各種外力作用下，具有能保持原來的形狀和位置的能力。結(jié)構(gòu)的耐久性，是要使橋梁結(jié)構(gòu)在正常的使用年限內(nèi)不過早地發(fā)生破壞而影響正常使用，例如橋梁裂縫寬度不超過規(guī)范規(guī)定的容許值等。

2.4 美觀基本原則

橋梁建筑不僅是交通工程中的重點建筑物，而且也是美化環(huán)境的點綴品。一座橋梁應具有優(yōu)美的外形，既能達到橋梁自身和諧，又能與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。對城市橋梁和游覽地區(qū)的橋梁，更要考慮橋梁美學的要求。設計者應結(jié)合自然環(huán)境精心比選方案、精心設計、精心施工，以期在增加投資不多的條件下，取得橋梁美觀的效果。

3、橋梁縱、橫斷面設計及平面布置

3.1 橋梁縱斷面設計

橋梁縱斷面設計主要確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋面標高與橋下凈空，橋上與橋頭的縱坡布置以及基礎的埋置深度等。

橋梁總跨徑的確定?？绾訕驑蛄嚎偪鐝揭话愀鶕?jù)水文計算，并結(jié)合橋位地形、斷面形態(tài)、河床地質(zhì)、橋頭引道填土高度等綜合分析確定。由于橋梁墩臺和橋頭路堤壓縮了河床，使橋下過水斷面減少，流速加大，引起河床沖刷，要求橋梁總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致遭受過大的沖刷。另一方面，為了使總跨徑不致過大而增加橋梁的總長度，以節(jié)省總投資。又允許有一定的沖刷。因此，橋梁的總跨徑應根據(jù)具體情況經(jīng)過全面分析加以確定。例如，對于非堅硬巖層上修筑的淺基礎橋梁，總跨徑應該大一些，以避免路堤壓縮河床，造成較大沖刷；對于深埋基礎，一般允許較大的沖刷，總跨徑就可適當減小。

橋梁的分孔。橋梁總跨徑確定以后，還需進行分孔布置。對于一座較大的橋梁，應當分幾孔，每孔的跨徑應當多大，通航孔如何布置。這些問題要根據(jù)通航要求、水文情況、地形與地質(zhì)條件、施工技術(shù)以及美觀等具體情況。通過技術(shù)經(jīng)濟等方面綜合分析后加以確定。

對于通航河流，首先要確定通航孔跨徑以滿足通航要求。當通航凈寬大于按經(jīng)濟造價所確定的跨徑時，一般將通航孔的跨徑按通航凈寬來確定，其余的橋孔跨徑則選用經(jīng)濟跨徑。但對于變遷性河流，鑒于航道位置可能發(fā)生變化，則需多設幾個通航孔;在平原地區(qū)的寬闊河流上修建多孔橋時，通常在主槽部分按需要布置跨徑較大的通航孔，而在兩旁淺灘部分則按經(jīng)濟跨徑進行分孔。

橋梁分孔是一個非常復雜的問題，各孔跨徑的確定需要綜合考慮各種因家。通常標準設計或新建橋涵，當跨徑在100m以下時，宜采用標準跨徑。為了避開不利的地質(zhì)段(如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等)，可將橋基位置移開，也可適當加大跨徑。在有些體系中，為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟，分孔布置時要考慮合理的跨徑比例。在山區(qū)歡在水深流急的江河上建橋時，往往采用大跨徑橋梁跨越深谷，以便減少中間橋墩。從戰(zhàn)備要求出發(fā)，需要將全橋各孔的跨徑做成一樣，并且跨徑不能太大，以便于搶修和互換。各孔跨徑的選擇還與施工能力有關(guān)，有時選用較大跨徑雖然在技術(shù).上和經(jīng)濟上是合理的，但由于缺乏足夠的施工技術(shù)機械設備，也不得不將跨徑減小。除此之外，橋梁的分孔既要自身和諧又要與自然環(huán)境協(xié)調(diào)，在整體規(guī)劃橋梁分孔時還必須重視美觀上的要求。

橋面標高與橋下凈空的確定。橋面的標高主要根據(jù)橋梁所在路線縱斷面設計中的規(guī)定，按照計算水位或最高流冰水位加安全高度、橋下通航(或通車)凈空、兩岸接線標高需要來確定。無鉸拱橋的拱腳允許被設計洪水俺沒，但不宜超過拱圈高度的2/3、且拱頂?shù)酌嬷劣嬎闼坏膬舾卟坏眯∮?.0m。當河流有形成流冰阻塞的危險或有漂浮物通過時，應按實際調(diào)查的數(shù)據(jù)。在計算水位的基礎上，結(jié)合當?shù)鼐唧w情況酌留一定富余量，作為確定橋下凈空的依據(jù)。對于有淤積的河流，橋下凈空應適當增加。

綜上所述，近幾年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和國家的財政的而支持，我國的橋梁基礎設施建設在逐漸的加大投入，橋梁工程的發(fā)展和規(guī)模也令世界矚目。許多橋梁設計表面上大都達到了設計規(guī)范強度指標，也逐步實現(xiàn)了人們所關(guān)心的適用、經(jīng)濟、安全、美觀等要求，但實際使用過程中在橋梁的設計和改進中就不同程度地出現(xiàn)了影響橋梁結(jié)構(gòu)安全問題，制約著著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民的生命財產(chǎn)安全。

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