周明星

湖北廣交工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 湖北 武漢 430000

引言

隨著公路橋梁建設(shè)技術(shù)的不斷改進(jìn)，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(shè)計(jì)中的重要組成部分，大跨度橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)質(zhì)量提高，極大的推動(dòng)著公路橋梁行業(yè)的實(shí)際發(fā)展。所以，如何保證公路橋梁中的大跨度橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量，是今后公路橋梁建設(shè)研究的重點(diǎn)。全面的對(duì)建設(shè)過程中的各方面因素進(jìn)行充分考慮，重點(diǎn)把握好道路橋梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠有效的保證大跨度橋梁的建設(shè)質(zhì)量。

一、大跨度橋梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（一 ）大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

大跨度斜拉橋相對(duì)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(shì)，在跨越能力方面的優(yōu)勢(shì)也十分明顯。大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)建造主要由主梁、索塔和斜拉索三部分構(gòu)成，通過對(duì)這三部分的科學(xué)組合形成橋梁的整體體系結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)的過程中，具體的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)可以根據(jù)跨越情況的不同進(jìn)行實(shí)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(gòu)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(shè)，有時(shí)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(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

懸索橋的應(yīng)用是大跨度橋梁設(shè)計(jì)建造的一大技術(shù)飛躍，很好的解決了較大跨度的公路橋梁設(shè)計(jì)問題，并且可以在高山地區(qū)建造，跨徑更大，應(yīng)用前景十分廣闊。由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，橋梁的承載能力大小主要取決于橋塔的設(shè)計(jì)。通常情況下大跨度懸索橋會(huì)設(shè)計(jì)兩個(gè)橋塔，兩個(gè)橋塔會(huì)將懸索橋劃分成中跨和邊跨兩個(gè)部分，橋塔的位置設(shè)計(jì)主要取決于橋梁跨度的大小或者橋梁的長(zhǎng)度值，中跨和邊跨的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)需要結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)的具體情況進(jìn)行修改，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)較大的比例差異。

（三 ）大跨度拱橋設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

拱橋，在我國的橋梁設(shè)計(jì)建造中歷史悠久，不僅在古代被廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代的道路橋梁的建造設(shè)計(jì)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(shù)的增加，拱橋的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，還衍生出了很多的混合型拱橋結(jié)構(gòu)。目前使用最廣泛的是鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)，其承載能力強(qiáng)，而且施工建設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用于V字形、小跨徑的山谷跨越。

二、大跨度橋梁設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

公路橋梁的建設(shè)中，離不開大跨度橋梁的設(shè)計(jì)，所以，大跨度橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量提升，可以有效的保證道路橋梁的建設(shè)質(zhì)量提高。為了更好的保證道路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量提高，就需要不斷的對(duì)大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，努力保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提升，進(jìn)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(shè)成本，推動(dòng)大跨度橋梁建設(shè)行業(yè)的更好發(fā)展。

（一 ）索塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)

索塔是大跨度橋梁設(shè)計(jì)建造中的關(guān)鍵部分，因此大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定改進(jìn)必須要優(yōu)先從索塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。索塔的優(yōu)化可以從兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)際考慮，分別是受力設(shè)計(jì)和塔高，尤其在塔高方面，在保證承載力足夠的同時(shí)要盡可能的降低塔高，因?yàn)樗魉母叨仍礁?，橋梁的建設(shè)難度越大，而且建設(shè)成本也會(huì)隨之增加。所以在進(jìn)行大跨度橋梁的設(shè)計(jì)過程中，塔高的優(yōu)化設(shè)計(jì)十分重要。另外，索塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，還需要對(duì)鋼索的強(qiáng)度以及韌性進(jìn)行綜合考慮，鋼索的固定在一定程度上也會(huì)影響到索塔的穩(wěn)定，索塔的設(shè)計(jì)要盡可能全面的進(jìn)行考慮，才可以保證大跨度橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)。

（二 ）斜拉索與主纜的優(yōu)化設(shè)計(jì)

大跨度橋梁的設(shè)計(jì)大部分都需要利用斜拉索對(duì)橋梁進(jìn)行固定，有些橋梁甚至是全索結(jié)構(gòu)，這些橋梁結(jié)構(gòu)的主要重量承載都匯集在鋼索上，而自然外部環(huán)境對(duì)橋梁的鋼索會(huì)產(chǎn)生很大影響，甚至有可能會(huì)對(duì)橋梁的承載能力產(chǎn)生很大的影響。尤其是在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)或者高海拔的地區(qū)，大風(fēng)天氣出現(xiàn)的概率極高，會(huì)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(shí)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(duì)斜拉索或者主纜的侵蝕和破壞。

（三 ）索力的優(yōu)化設(shè)計(jì)

有些橋梁的跨度非常大，所以橋梁的非線性條件變化也會(huì)非常明顯，要想對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)際改變，就需要科學(xué)的對(duì)橋梁的索力進(jìn)行優(yōu)化，努力實(shí)現(xiàn)對(duì)主梁和線性的實(shí)際控制，通常進(jìn)行索力優(yōu)化的方式有以下幾方面：（1）對(duì)指定的索力進(jìn)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(xué)的計(jì)算方法對(duì)橋梁的索力進(jìn)行優(yōu)化，可以使用的計(jì)算方法有彎矩平方和最小法，對(duì)橋梁的約束索力進(jìn)行具體的考慮和優(yōu)化；（3）影響矩陣法對(duì)索力進(jìn)行優(yōu)化，這樣方式對(duì)索力的預(yù)應(yīng)力和約束邊等進(jìn)行了最綜合的計(jì)算，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性更高，而且還可以有效確保橋梁鋼索結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。

（四 ）橋墩和基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

橋墩是橋梁承載的基礎(chǔ)部分，所以，大跨度橋梁的設(shè)計(jì)過程中，必須要對(duì)橋墩等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合考慮，對(duì)橋梁建設(shè)環(huán)境進(jìn)行實(shí)地考察，科學(xué)的選擇橋墩的建設(shè)材料，并且結(jié)合建設(shè)地點(diǎn)周圍的水文和氣候環(huán)境進(jìn)行綜合計(jì)算，盡可能保證橋墩等基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定，進(jìn)而保證和延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

三、結(jié)束語

大跨度橋梁的建設(shè)是公路橋梁建設(shè)的重要組成部分，所以，大跨度橋梁的穩(wěn)定性提升直接關(guān)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(shè)計(jì)中，一定要緊緊抓住橋梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從細(xì)節(jié)上提高道路橋梁的建設(shè)質(zhì)量，進(jìn)而保證道路橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)質(zhì)量的提升，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的更好更快發(fā)展。