浅论公路桥梁设计
2017-02-06
我国公路工程建设规模的发展不断壮大，各种公路工程施工任务渐渐增多，人们对公路桥涵结构的标准化技术研究和设计的热情也日益高涨，继而公路桥梁工程的建设也显得越来越重要。公路桥梁的设计好坏直接关系到桥梁的安全性和耐久性在公路桥梁设计研究地过程中出现地各自为政、以我为标的局面不仅造成了大量的人力资源浪费，也给公路桥梁的系统性养护管理造成了困难，所以亟待解决。
1 公路桥梁设计要点
1.1 桥梁设计与环境配合
尤其要注意在山区桥梁的建设中与环境的配合，随着桥梁桩基础的桩基的成孔技术和手段越来越为丰富，工程成本越来越小，工程质量越来越高，在公路桥梁的广泛应用，特别是在强度高且并不透水的地质条件下，挖孔桩已被广泛应用，因此梁式桥梁选择基础方案时慎用扩大基础。
1.2 对高速公路桥梁设计的一般要求
对于大跨径桥梁，采用预应力混凝土连续梁，在桥位基本确定本着因地制宜，设计师应在综合比较的基础上结合桥梁周边地质等因素选桥型方案。应严格遵循的主要原则是在满足桥梁使用功能要求下力求，桥梁造型新颖合理，特别要注重墩高与桥跨的周围整体景观相互协调；桥梁设计在满足造价预算的前提下应尽量满足结构整体性好的桥型；尽量做到应选用技术成熟结构，标准化施工，快速简便的桥型方案，保证桥梁早日顺利投入使用。
1.3 高速公路桥梁上部设计的基本原则
从上部和下部设计两方面进行上部设计，应注重合理构造和设计。主线桥梁单孔跨径的桥梁，一般可采用预应力混凝土结构；其余跨径的桥梁宜采普通钢筋混凝土结构。单孔跨径以下宜采用其他连续结构，对于跨河桥梁尽量采用先简支后连续结构，对于山区内中支架现浇难度较大的问题等跨径的大桥，因受现浇难度非常大，也宜采用预制结构。
1.4 桥梁下部结构设计
下部结构应能满足上部结构对支撑力的要求，同时在外形上要做到与上部结构相互协调、布置均匀。
1.5 设计应考虑的一些细节问题
高速公路桥梁设计除了应遵循的一般性要求和基本原则外，还具有与一般桥梁设计的差异之处，设计中为避免在施工和运营阶段，应强调支座安放必须水平，防止主梁沿支座产生不可恢复位移，施工应保证支座要水平放置。
2 现行公路桥梁设计存在的主要问题
2.1 方案设计的不合理性
在桥梁设计领域关于桥梁施工和使用期安全性的问题存在不少需要改进的地方，许多结构设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。
2.2 公路桥梁工程设计水平较低
国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁安全极为重视，大家一般会认为事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。
2.3 设计理论不够完善
结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。目前国内的设计可视为静态的设计，它只定义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，只考虑了建造成本，却忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。
2.4 设计人员对结构设计缺乏充足的经验
不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求，不少桥梁虽然满足了设计规范的强度要求，仅用了五年到十年的时间就因为耐久性出了问题影响结构安全，结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。因此这就还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。
3 对公路桥梁设计的思考
3.1 桥梁安全性、耐久性差的主要原因
桥梁的安全性和耐久性是桥梁设计者永远追求不变的宗旨。所谓安全性是指结构防止破坏倒塌的能力，主要体现在结构构件承载能力和结构的整体牢固性上。耐久性是指结构抵抗外界环境、有害化学物质侵蚀的能力。近些年来，国内发生不少桥梁倒塌的严重事故，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。
3.2 提高安全性，耐久性的措施
从思想上强化责任，要求，建立、完善公路桥梁设计责任体系，落实安全生产责任机制，强化责任意识，层层落实责任，确保桥梁设计责任到岗、责任到人，按属地管理原则加强安全监管，敦促公路桥梁的建设、改造、养护等相关单位履行好企业主体职责，确保桥梁安全。重视汽车超载问题，在设计过程中，科学使用材料：钢筋混凝土的质量和合理使用对桥梁的安全性具有极其重要的作用。提高对桥梁结构耐久性设计的重视程度，只有切实提高对桥梁耐久性设计的重视，才能有效避免此类现象的发生，并且有效提高桥梁的使用寿命。重视桥梁疲劳损伤问题的研究，应积极借鉴欧美等先进国家的做法：我们的工程设计人员应该博采众长，取长补短，积极借鉴国外的经验和成果，避免走弯路，从而提高我国公路桥梁建设的成效，使之可以跨入一个新的台阶。
4 结语
展望我国公路建没的前景将是一片繁荣，因而桥梁新建、改建、加固的任务依然很重。而桥梁设计需要设计人员具有丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响，桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题，应积极借鉴国外成功的经验和做法。设计人员应当坚持技术创新和可持续发展，总结经验，正视不足之处，并能认真解决公路桥梁建设中所存在的问题，除了注重设计建成时具有的工作能力和性能外，还应该更为重视营运期的维护成本与使用寿命相对应的成本效益，并且加强从桥梁设计理念、结构体系和构造的角度做好耐久性的设计。在设计过程中，还要善于结合工程实际分析问题、解决问题，根据场区的地质状况以及桩基本身的各项指标，运用合理的计算分析手段，准确地确定桩基承载力，以达到经济、安全的设计效果。
参考文献
[1] 黄静.浅析公路桥梁设计及应用[J]. 四川建材. 2009（03）
