桥梁结构设计模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇桥梁结构设计，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1.1耐久性设计问题

在对市政桥梁进行建设时，由于整个桥梁体是需要完全暴露在空气之中的，因此日积月累下来极易遭受周边环境的影响与有害物质的侵蚀。另外，桥梁结构还会受到交通车辆承载、地震、疲劳等多重因素的影响，在对其进行施工建设时所用材料在经过风吹日晒的侵袭后，自身的性能将会逐渐走向衰退，整个桥梁结构各处均会出现损伤。虽然现今出现的桥梁倒塌案例数在逐渐减少，但是不可否认的是，仍旧有许多桥梁由于受到拉锁耐久性的影响，致使其使用性遭受严重损害。有部分市政桥梁拉锁并未到达常规使用年限便不得不提早退休。耐久性问题的突出化致使桥梁建设后无法正常使用，带来了极大的经济损失。耐久性问题的日益突出促使人们不得不加强对其的关注，在相关的结构设计中应对整体与细节上的结构设计加强重点，对桥梁耐久及安全性的研究也应逐渐趋向于定量分析。

1.2着重关注抗震性能

有部分市政桥梁的修筑地可能在于一些地震常发地带，因此在对此类市政桥梁进行结构设计时，应将抗震性能考虑其中，采取一定的抗震措施。在结构设计中应注重对施工质量的控制，在接缝处确保其强度。对于桥梁的结构设计，还需将整体联结性放在重要位置，加强桥梁墩台与基础结构之间的整体连贯度。加强配筋，进一步提升整体结构的延性。有部分桥段所处地域的土质较为不良。在对此桥段结构进行设计时，则需对实际状况充分考量，采取相应的加固措施。对于一些抗震性能较为薄弱的地方还应对其构造进一步加强[2]。有部分市政桥梁对于整个城市的发展而言极为重要。针对此种桥梁，在结构设计时，可以在各方面条件均允许的情况下，对桥梁采取一些具有较好减震性能的装置，如橡胶垫块等。

1.3疲劳损伤问题

市政桥梁结构一般承载的车辆及风向荷载均属于动荷载范畴内，在整个桥梁的结构内将会逐渐形成一种应力，且此应力具有循环变化性。这些应力一旦产生会致使整个桥梁结构出现不必要振动的同时，出现疲劳损伤。大部分的市政桥梁施工中所采用的材料或多或少的会存在着一定的缺陷，且缺乏均匀、连续性。一旦受到循环应力的作用影响，细小的缺陷将会逐渐集中汇聚，最终产生结构损伤或是裂纹。如果设计人员在设计中未将此问题纳入至考虑范畴中，相关的施工人员在施工时则无法对出现的宏观裂纹采取科学的应对解决措施，进而导致更为严重的结构脆性断裂问题出现。较早时期的疲劳损失无法被及时检测出，但是其所带来的危害却是能够与灾难相等同的。因此，在桥梁设计中需对此问题着重关注，加强防范。疲劳损伤在桥梁设计中的地位极为重要且关键，由其引发导致的开裂问题极多。因此，在市政桥梁结构设计中，需将此类问题作为极为重要的考虑因素。

2.市政桥梁结构设计关键点

2.1防洪水位及人行桥栏杆在对桥梁结构进行设计时，需在充分考量百年洪水位的基础上对所处地域的防洪水位着重关注，核查其相关影响。在对人行桥栏杆进行设计时，需做好相关的抗水平外推检算设计，栏杆重量也不应超过1.2kN/m的范围，样式应以竖条或是整板为主。栏杆建成后明令禁止行人攀爬，对于一些特殊栏杆给予桥梁设计的影响也应充分全面的考虑。

2.2交通量及特殊荷载在进行城市桥梁结构设计时需在对其所承载交通量全面分析的基础上进行车道宽度、结构的预测明确。特别是一些互通式的立交桥在设计时，需依照其自身需求、车辆行驶速度充分考量，对桥梁的结构规模合理设计，避免出现交通堵塞问题。我国的超载问题极为突出却又无法完全杜绝。对于一些极为突出、明显化的超载情况，可能会导致出现桥梁塌陷、倾覆等问题。因此在结构设计中需对此类特殊因素着重考量。在进行桥梁荷载验算时，需在最大荷载值的基础上进行1.4倍的乘以处理。对于一些支座或是墩梁结构可以考虑安装抗倾覆装置。

2.3实例说明英雄大桥是位于南昌的一座跨赣江特大桥，其无论是从结构还是施工上看均达到了世界超一流水平。整座大桥无论是桩基、边跨钢箱梁还是钢箱梁合龙的设计施工，均让相关工作人员煞费苦心。通过对桥梁设计问题的着重分析研究，最终获取到了较好的成效。为了更好地应对可能出现的问题，相关设计人员对此桥结构进行了再设计施工，对其系杆进行了加固设计，以此帮助其更好承受拱脚推力，满足荷载需求。与此同时，还在桥梁内部结构加强了减震性能的设计，从而全面有效的抵挡可能发生的地震灾害。另外，在大桥的两侧还进行了1.5m人行道的设置。英雄大桥基本资料如表1所示

篇2

Abstract: With the development of modern bridge design technology, to need to have rich bridge design theory knowledge, try to avoid subjective experience factors effect on the design. This paper, from the current situation of bridge structure design, introduces the common bridge structure design, and the measures of structural design and the design of bridge the problems should pay attention to make analysis and discussion.

Keywords: highway bridge; bridge structure design; safety structure; theory research, problem; explore

中途分类号：U442.5文献标识码： A 文章编号：

进入21世纪，我国经济高速发展，物流运输也伴随经济的发展快速增加。在巨大的交通量之下需要大量的交通通道来保证全国的物流运输通畅。而桥梁作为不可或缺的交通通道，应用得越来越广泛。桥梁最初是作为水上纽带出现，但如今，桥梁不仅仅是水上通道，也是陆地重要的交通枢纽。

作为重要交通设施的桥梁，结构的设计是影响其使用寿命的决定性因素。在结构设计中，稍有疏忽或考虑不周，就会形成安全隐患，不仅是影响桥梁的使用寿命，而且会造成重大安全事故危及人民群众的生命财产安全。因此，除了加强施工质量管理外，要从桥梁设计理念、结构体系和构造的角度做好防患设计，从而保证桥梁的安全性和耐久性，给人们的出行安全和社会经济发展提供强有力的保障措施。

一、我国桥梁结构设计的现状分析

我国桥梁建设在20世纪得到了历史性的发展：实现了跨径大超越；桥型结构和技术有创新；深水大跨桥梁建设技术成熟；桥梁美学理念有所增强。虽然我国桥梁建设发展很快，但桥梁技术的总体水平同世界领先水平相比仍存在一定差距，桥梁建设中还存在很多不足：主要表现在理念和设计、材料、工艺技术创新上；桥梁的安全耐久性是桥梁界关注的突出问题，一些桥梁所暴露出的质量缺陷，不同程度地反映出在设计、施工、材料、养护维修、运营管理等方面存在的缺憾和不足；不少桥梁桥型结构呆板、笨拙，与环境、地貌的协调不足，存在拓展空间；地区、单位之间的设计、施工、科研实力水平普遍不平衡，存在很大差异，致使桥梁设计水平差距很大。

此外，我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。在桥梁设计领域，尤其在桥梁使用的耐久性和安全性两个方面，还有很多需要改进和有待完善的地方。桥梁结构设计的首要任务是选择经济合理的建造方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并采取规范中所规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的耐久性和安全性。

二、桥梁结构设计中存在的问题分析

目前国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向：很多设计人员往往只是满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。

1、结构的耐久性设计问题

桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。大量的桥梁病害实例证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的根本因素是来自构造设计上的缺陷，与没有进行合理的耐久安全性设计有很大的关联。长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。

2、结构的疲劳损伤问题

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题，由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多，亦有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的例子。近20年来，疲劳损伤的研究已进入混凝土结构，但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还处在起步阶段，特别是在某些关键部位的局部疲劳失效问题研究上还很缺乏。

3、桥梁的超载问题

桥梁超载主要有三种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是桥梁通行的实际车流量超过设计流量；另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加，后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部 损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。

篇3

1.1设计标准不高

我国道路桥梁设计对规范标准的要求并不高，进行施工就会对道路交通产生诸多不便或产生安全隐患，还会对桥型的美观程度造成一定的负面效应。所以设计时应充分的考虑这个方面，结合现场环境，很多时候都需要在桥梁的主梁或梁侧部分预留一定空间，为日后的施工打下良好的基础。

1.2管道预留空间不足

专用桥梁管道是每一座桥梁设计中必须要考虑到的方面，但在具体的设计和施工中往往是忽略这一点的。产生的原因主要是城市化所带来的人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程很有可能产生管道预留空间不足的情况，而在很多时候我们只能采用少量的扩容处理，将桥梁管道在桥体之外，这样做的直接后果就是会对交通线产生不利影响，还可能影响到桥体的美观。遇到桥梁管道预留空间不足的情况时，再次开挖是比较适宜的方法，但一大弊端就是会加大工程的资金投入力度，同时也不利于交通情况。

1.3绿化带专项防水设计缺陷

桥梁工程必须具有一定的使用功能，除此之外还要有一定的美观性。所以桥梁绿化带专项防水设计应运而生。在设计桥梁结构的过程中，绿化美观需要在设计的考虑范畴内。通盘考量了所有的影响因素后，必须要保证桥梁结构使用性和美观性。

1.4结构设计选型问题

桥梁工程结构选型问题在设计中是比较重要的一个方面，满足视距和净空的要求的同时，还要具有美观的外形和科学合理的结构，这也视为桥梁结构设计的基本标准和原则，尽可能的打造出功能和美观于一体的桥梁工程，为城市平添一抹亮色。但在具体的设计时，关注实用功能的比较多，而忽视结构选型，结构选型不合理也就不足为怪了。

1.5装饰结构设计问题

我国的桥梁工程结构设计中安全材料不合标准的情况是比较常见的。一项工程要想成为精品，所使用的材料可以说是最为关键的，其是保障桥梁结构的安全运行根本。所以必须要保证装饰材料的可靠性，可以采用材料取样试验的方式来严把材料的质量关，为桥梁工程的安全运行保驾护航。

2道路桥梁结构设计要点

2.1主梁设计

不同于整体式简支梁结构，装配式简支梁结构最为重要的特点是可将预制独立构件进行运输与吊装，并且通过现场安装、拼接制梁。对于自动化、机械化施工技术的应用在设计中就可以完成，这样就大幅度的节省了施工成本，劳动生产力也有显著的提高，季节变化也无法对施工造成实质上的威胁。桥梁上部结构的主要承重构件就是主梁，一般的设计型式有T型和箱型，箱型结构主梁大多在预应力混凝土结构梁中应用。设计采用箱型结构主梁需要对主梁结构的间距与片数作要求，主梁间距与片数两者相互制约，即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸是以荷载的计算方法加以确定的，若主梁对称布置，梁身的荷载也是呈对称分布，此时要用杠杆法来计算，如若不然就要以偏心受压来计算。上述两种情况的相同之处是控制设计的标准是内力的最大值，要注意的是此标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算，主要是因为很多不安全的因素夹杂在计算结构中。

2.2型式的选择应为桥台设计桥台结构设计的重点

在桥台结构的选择上，装配式简支桥梁主要有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式体积较小，比较适合挡土的翼墙结构设计。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中，这样不仅能够降低桥台结构受上部荷载的作用力，还能够使桥台留有足够的空间。但护坡容易受到洪水的侵袭使台身，所以设计时不可缺少的是对强度和稳定性的计算。

2.3桥墩型式选择

双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是装配式简支桥梁结构设计的主要型式，单幅双柱式是最为常见的。鉴于以往的经验教训，设计时应谨慎选择桥墩结构型式，在岩溶性地质、桩基础施工难度比较大的地方应以实际情况为前提，减少桩基的设计，单柱单桩的设计是比较适合的。而在施工在河谷或容易受滚石威胁的地方时，设计的重点应该放在如何加强桥墩结构的整体抗撞击能力上，也比较适合单柱单桩设计。对于高位墩柱长桥，设计时应重点考量桥梁上部结构荷载累积变位的问题，这是双幅两柱整体下部构造设计是比较理想的。

2.4定线原则

（1）在1:10000比例尺的地形图上在起、终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌分布情况，尽量选择地势平缓地带，确定各种路线方案。

（2）山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主；而平原微丘地区地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主，最终合理确定出公路中线的位置。

篇4

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

交通事业迅猛发展，公路建设进入黄金时代，随着公路总里程的增加，公路建设逐步由干线网高交通量路段向省际连接段和加密线方向发展，地形条件也逐渐由平原微丘向山岭重丘发展，设计施工的难度越来越大，对公路设计的技术、环保、安全等方面的要求也越来越高。本文笔者探讨了山区公路桥梁设计。

一、上部结构设计要点

山区公路，桥梁所占的比重较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁相比较是少数。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有16m、20m、 25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小桥标准跨径有6m、8m、10m、13m、16m。横断面型式主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等.一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预制小箱梁等结构形式均可以采用，对于跨径35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些，且空心板的建筑高度最低，对于较小跨径且桥梁净空不高时，空心板截面最适宜.从受力上讲，对于较大跨径40m、50m的桥梁，用T梁截面则更好。小箱梁无论从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25m-35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。当然，也不排除因一些地区由于T梁施工技术的成熟性也常采用T梁截面。

二、下部结构设计要点

下部构造设计主要指桥梁墩台的设计.对于常见高度的桥墩，即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圆柱和方柱。圆柱施工时外观质量易控制，且与桩基衔接方便，平原地区使用较多。但从美观角度来说，方柱棱角分明，与上构梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱，方柱的抗弯刚度要大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。从施工角度说，圆柱施工更简单，方柱与桩基衔接一般需增设桩帽，增加了工程量，而且对于山区地形横坡较陡，增设桩帽会增加挖方工程量，易引起边坡失稳。Y型墩施工较复杂，在墩高较矮时，从工程造价上考虑不经济。但Y型墩相当于独柱双肢，在墩高较高时，Y型墩只需一套模板，在山区地面横坡差异较大时，或地面情况受限无法采用双柱桥墩时，Y型墩则显示其优点。若地面横坡差异大，修建双柱墩则会形成“高低腿”，同一桥墩，两个墩柱受力差异较大，Y型墩则不出现此问题，同时，横坡差异大时，双柱墩的两套模板搭设费工费料，且对边坡稳定影响较大，Y型墩为独柱，不存在此问题。在墩高较高时，从造价上讲，Y型墩占有优势。因此，对于常见墩高，设计中采用哪种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等综合考虑。

山区高速公路桥台一般采用重力式U型台、肋式台、柱式台。根据《墩台与基础》规定，U台控制的填土范围一般为4-10m，所以U台高度最好控制在10米之内。山区桥梁U台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约圬工方量，U台设计时必须合理分台阶。桩柱式桥台由于抗推刚度小，当联长较长，台后填土较高时不宜使用，一般台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。埋置式肋式台适用范围广一些，但也不宜太高，不宜超过12m。山区高速公路纵向地形陡峭，往往不能设置锥坡，这时采用柱式台或肋式台就会受到较大限制。当地质条件较差时，往往会出现U台下设置桩基的情况。

三、基础设计要点

在桥梁结构设计过程中，做好了上部结构设计、下部墩台设计之后，再下来的设计重点就是基础设计。任何结构物的基础都是与相应的地基相接触，因而设计人员在做基础设计时必须掌握各种桥梁基础结构方面的知识以及相关的工程地质方面的知识。山区桥梁，正是由于其工程地质方面的复杂多样性，导致了桥梁基础设计具有了相当的难度，再加上山区工程地质当中往往会遇到岩溶、滑坡、冻土、黄土等各种不良地质条件，就更加增添了基础设计的复杂性。工程设计人员在做工程设计时，应尽可能的做到环保优先，最大限度的减少对自然环境的扰动，在做基础设计时就更应精心设计，因地制宜的选择最适宜的基础结构型式。

1.基础工程的分类

基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。将埋置深度较前(一般小于5米)，且施工简单的基础称为浅基础；由于淡层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上，且施工较复杂的基础称为深基础。基础埋置在土层内深度虽较浅，但在水下部分较深，如深水中桥墩基础，称为深水基础，在设计和施工中需要作为深基础考虑。公路桥梁及其人工构造物首先考虑用天然地基上的浅基础。当需要设置深基础时常采用桩基础或沉井基础，我国公路桥梁现今最常用的深基础是桩基础。

2.山区桥梁基础工程的常见形式

对于山区公路桥梁，墩台基础形式主要有两类：钻(挖)孔桩基础(嵌岩桩或摩擦桩)和明挖扩大基础。在做设计时，应根据具体地基条件来选择基础形式。一般来说，对于地质条件较好的桥位处，指岩层或地基持力层埋藏位置较浅，一般不大于5米，且基岩稳定，山体平缓，基础边缘距坡面有一定安全距离的情况下，我们首先选择明挖扩大基础。小型构造物，如涵洞、通道，一般也考虑设计为浅基础，若地基持力层达不到承载力要求可考虑采用换填或夯实等方法对地基先进行处理。对于荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深时，可考虑采用桩基础。桩基础的设计核心是在满足单桩承载力的前提下，以摩擦桩桩长作为控制指标；嵌岩桩一般取用双控指标：嵌岩深度和基岩强度。目前规范对嵌岩深度无明确要求，设计中一般取用2.5倍桩径。同时，对山区常见的陡坡位置，需按岩面陡坡的安全距离计算有效嵌岩深度，不小于3倍桩径。山区桥梁地质、地形条件复杂，在基础型式选用设计中应慎重考虑。

结束语

总之，我们作为设计者，应不断的丰畜桥梁建设理论和实践知识，对桥粱方案进行探入细致的研究分析，确定合理的桥梁设计方案以满足不断加速的山区公路建设和发展的需要。

【参考文献】

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中图分类号：U442.5+9 文献标识码：A文章编号：

一座安全、耐久、健康的市政桥梁充分体现了设计者的智慧和审美观，值得世人回味，经历时间的考验。总之，市政桥梁的结构设计，要在因地制宜的前提下，根据建设单位的市政桥梁设计任务书，认真学习国内外的先进技术，尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺，遵照有关包括设计总则、荷载、各种材料的技术条件要求和各种容许数值、各类结构的构造要求和检算方法等的设计规范和技术标准，采取适宜的设计方法，尽量避免主观经验因素对设计的影响。

市政桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在市政桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。日前，国内的市政桥梁结构设计普遍有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的市政桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求。

我国的市政桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在市政桥梁设计领域，特别是关于市政桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构力案，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。

许多致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，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

1 设计方面的具体细节

构造设计存在漏洞。典型问题是伸缩缝处仅设普通橡胶支座。应改为橡胶活动支座，否则在汽车荷载作用下伸缩缝处易拉裂，普通橡胶支座变形，极大地影响结构安全和耐久性。桥面没有设计整体钢筋网，没有考虑汽车超载问题。超载现象在我国公路运输中较为普遍，汽车超载营运，会对市政桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。伸缩缝处空心梁预埋数量不足，监理及施工单位必须事先做好复查工作。桩基主筋保护层与建筑制图不一致，施工及监理单位必须十分注意这一问题，否则桩基主盘保护层难以达到设计要求。

2 结构的耐久性设计问题

市政桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时市政桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。

在大跨度市政桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，建造了大量的斜拉桥。虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少，但已经有多座市政桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索，既影响了使用，又带来了经济损失。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关，这也促使人们重新认识市政桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的根本因素是来自构造设计上的缺陷。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久安全性的研究，也取得了不少成果。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度来改善市政桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此，需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。

3 结构的疲劳损伤问题

市政桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于市政桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题，由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多，亦有不少因疲劳断裂引起市政桥梁垮塌的例子。

4 市政桥梁的超载问题

市政桥梁超载主要有三种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是市政桥梁通行的实际车流量超过设计流量；另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加，后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。市政桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使市政桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。

5 抗震性能

对于修建在地震区的市政桥梁，应按抗震要求采取防震措施；设计中严格要求施工质量，如施工接缝处的强度保证等；对结构各部加强整体联结，加强市政桥梁支座的锚固，加强墩台及基础结构的整体性，增强配筋，提高结构的延性；对桥位处的不良土质采取必要的土层加固措施，对结构抗震的薄弱环节在构造上予以加强；对梁式桥，要在墩台上设置防止落梁的纵、横向挡块，以及上部结构之间的连接件；在重要的市政桥梁上，必要时需采用减震消能装置，如橡胶垫块，特制的消能支座等。

6 环境保护和可持续发展

市政桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪声等几个方面。应从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求，对于施工过程中的植被破坏、水土流失、排渣污染等，应采取切实可行的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。

7 市政桥梁结构设计的几点注意事项

7.1 结构系统的可靠度分析

对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。系统可靠度分析研究内容车富，难度较大。

7.2 人为差错的分析

许多结构的失效并作由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

7.3 在役结构的可靠性评估与维修决策问题

对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科。它不仅涉及结构力学、断裂力学，建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

7.4 模糊随机可靠度的研究

模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容。随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

8 结束语

总体来讲我国的市政桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，市政桥梁设计是一个复杂的系统的工程，需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。

篇6

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

一、桥梁钢结构疲劳设计的基本原则

1、在选取桥梁钢结构细节时，在经济条件允许的情况下，尽量选取疲劳强度等级较高的细节构造或采取提高构件疲劳强度等措施。

2、在桥梁钢结构疲劳计算时应考虑构造的可更换性，同时照顾施工、营运、维修、养护等桥梁寿命期内的各种因素，对构造进行分类，在进行疲劳计算时要采用不同的保证率；对于重要但无法更换的构件，取其中最高的保证率，对于可以更换的构造按更换和维修费用高低分别取不同的保证率，费用较高的保证率就高，反之则较低，但最低保证率不得低于97％。

3、在低温地区建造钢桥或钢筋混凝土叠合桥梁，必须考虑冷脆性和动态负载耦合作用的影响，材料的选择要有比较高的韧性，要提高材料断裂韧性的水平。应明确结构工作温度的最底限，设计时要将连接部位的承载力比其相连的杆件承载力高20～50％。在设计构件的断面时，在满足应力和结构稳定的情况下，尽量使用相对较薄的断面。

4、在结构设计上，当结构不能避免应力集中和焊接缺陷时，或由于结构形状限制而不能进行非破坏性检验，或结构中小于临界尺寸的缺陷有被漏检的可能时，选用的材料和焊条必须韧性要高。

5、在进行焊接结构的设计时，避免焊缝集中和重叠交叉，尽量减少焊接产生的残余应力。结构设计应尽量使由于缺陷所引起的应力集中减小到最低限度，如不采用尖锐角，尽量用较大半径的圆弧代替，尽量保证结构的几何连续性和刚度连贯性。除特殊情况外，不得使用间断焊。焊缝端尽量设置在应力较低处，对重要构件焊缝位置应打磨平顺，保证应力流线平顺通过。

二、桥梁中的钢结构设计问题

1、设计方面

对任何一个工程来说，核心部分是设计，设计的优劣在很大程度上影响着工程的造价、质量、施工难度以及工期。我国虽然有一些优秀的设计，但是大多数设计都存在着一定的问题，设计上的不合理不仅给经济带来损失使得投资加大，还给桥梁工程的质量埋下了安全隐患，严重阻碍了我国桥梁建设技术的进步。尤其是桥梁钢结构的设计，基本上遵循相同的模式，套用现成的设计，没有创新思维，也很少采用一些新材料或者新结构，不能根据实际的地域情况、周遭环境进行设计。加之在设计的过程中，没有充分计算钢结构的性能参数，往往为了追求稳固的效果，而随意增大强度系数，造成了不必要的材料和物资的浪费，另外在参数计算中对实际使用情况考虑的不够全面，使桥梁在使用过程中出现失稳以及应力屈服的现象。上述情况都是钢结构桥梁设计中的常见问题。

2、质量方面

桥梁钢结构在选材方面一定要注意质量问题，因为针对于桥梁来说，受力的主体是钢筋和混凝土，所以影响桥梁的使用性能的决定性因素就是钢结构的质量。在设计时要严格遵守国家强制规范设计，不得随意降低标准设计，另外在制作钢结构的时候要严格按照规范进行操作，严格执行每一道工序以保证桥梁的工程质量，避免出现安全事故。

3、锈蚀现象

钢材的主要成分是铁，所以对于钢材而言不可避免的就会发生自然锈蚀现象，这也是造成桥梁设计危害的一个方面原因。如果钢结构锈蚀到一定程度就会严重危及桥梁的安全和使用寿命。钢结构在使用过程中，如果发生锈蚀，就会使结构本身的受力能力降低，使桥梁在行车荷载的作用下，整体受力不稳定，部分锈蚀严重的位置出现弯曲现象，会影响桥梁的使用，严重的还会引发交通事故，后果不堪设想。

4、焊接工艺

焊接质量对工艺方法的依赖性较强，在影响工序质量的各因素中占有更重要的地位。其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。钢结构主要是靠焊接工艺结合在一起的，焊接过程如严格不按合理的工艺执行就会产生焊接缺陷，焊接缺陷不仅给生产带来了许多困难，而且可能带来灾难性的事故。据统计好多钢结构事故中，绝大多数是由焊接缺陷而引起的。这种焊接缺欠比较容易出现在钢结构焊接的细节上，这些焊接细节问题都是会影响钢结构整体受力的稳定性。如果不加以防范，就会埋下安全隐患。

5、不良细节构造

不良的构造细节会使几何应力集中，这在钢结构设计中是最容易被忽视的地方，也是比较容易引发事故的原因之一。桥梁钢结构因为细节设计不良致使桥梁在使用过程中，几何应力集中叠加，在可变荷载的作用下，这些细小的损伤不断扩展，导致疲劳应力的扩大，最终导致事故发生。桥梁是一个整体结构，一些不起眼的细节可能就会使整个桥梁的受力系统遭到破坏，如果某个细小的构造出现应力集中或者应力疲劳，就容易出现变形，使钢结构出现应力屈服。

三、钢结构的完整性设计

1、钢结构的完整性理念

钢结构的特点是强度高，并且具备抗压和抗拉的相关优点，而桥梁是为了满通运输要求的产物，在我国，钢结构桥梁应用十分广泛。在现代桥梁建设中，钢结构属于主体构造，钢结构是把钢材经过焊接手段连接到一起组成的复杂的受力系统，具有承载性能和耐久性。桥梁的完整性设计的目标是确保在使用年限内的可靠与安全，近年来，人们开始更多的考虑如何才能保证桥梁钢结构的完整性。桥梁的钢结构完整性设计有多种因素确定，设计除对结构、构件连接及细节考虑外，焊接结构损伤和扩展也应引起广大设计人员的关注。

2、焊接结构的完整性设计

(1)损伤的控制方式

①对于材料以及焊接接头的强度和韧性要严格控制，尽量减少由于设计或者工艺因素对结构造成的伤害，注意焊接接头处的工艺处理，在焊接之后进行必要的磨处理，避免由于焊接工艺不规范，影响钢结构的稳定性。

②在焊接接头的地方容易出现力学性能方面的改变，对于由于焊接缺陷导致的损害，不能只是通过提高母材的质量进行控制，还要思考通过其他的方法解决应力屈服的问题。

③焊接材料的选择以及和母材的组配方式对钢结构的整体性和稳定性产生着较大的影响，因此注意要焊接材料的选择以及和母材组配的方式。

④细节决定成败，因此在实际的使用过程中要特别注意细节的处理，例如桥梁钢结构的稳定性遭受到破坏，或者由于受力不均匀出现应力屈服这些方面都会引起桥梁的钢结构的损害，由此可见，我们对于一些细节的设计要有足够的重视，细节设计是控制损伤和保证结构完整的关键。

⑤钢结构的腐蚀会直接影响应力情况，在钢结构的设计中合理的防腐设计不仅可以是钢材的耐腐蚀性能充分发挥出来而且可以弥补钢结构性能本身的不足，因此桥梁工程钢结构在设计时就要做好防腐措施的设计，避免桥梁在使用过程中出现锈蚀现象。

(2)钢结构完整性的设计要点

在桥梁钢结构的焊接中，根据受力需要的不同来决定接头的形式，由于接头组织和力学性能的不均匀，致使接头和母材存在一定的差异，此外，因为焊接残余应力等细节造成几何应力上的集中，这些对钢结构的完整性都会造成影响。所以，在设计的时候要注意以下几个要点：根据桥梁的实际使用情况以及荷载要求计算钢结构的应力系数，选择合适的材料以及焊接形式；关键结构的细节设计要遵循不留死角，方便焊接、传力简洁、方便维修以及安装的原则；要避免出现应力集中或者应力疲劳现象，有效防止应力屈服或者受力失稳现象；在设计时必须考虑焊接检测的相关要求，必须以无损检测等相关控制指标来检测焊接质量。

结束语

桥梁工程质量的好坏直接关系到国家财产和人民生命安全，只有采用正确的焊接工艺、优选设计和科学的质量管理方法，加强对焊接质量的有效控制，提高了桥梁工程质量，对桥梁的制造及检测、管理具有实际的指导意义。

参考文献：

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就桥梁结构设计而言，需要设计者具备较为丰富的理论知识，以及丰富的工程经验，避免基于主观认知的偏差而影响到整个设计的准确性。当前国内桥梁结构设计中，过多的关注桥梁设计的结构强度，而对桥梁结构设计的耐久性与抗震性等缺乏关注，在设计过程中由于缺少全方面的关注，导致整个桥梁结构设计方案存在一定的缺陷，而这种缺陷若不能够及时的解决，则为桥梁日后应用带来风险隐患。针对此，需要桥梁结构设计者不断的总结工程经验，并及时更新桥梁结构设计工艺与观念，不断优化桥梁结构设计方案，使其符合不断发展的桥梁建设需求。

一、国内桥梁结构设计现状

在桥梁设计整体上分析，当前国内桥梁设计理论与结构构造体系尚不完善，在桥梁设计领域，尤其是针对桥梁施工与使用期安全性问题仍存在着诸多需要改进的地方。桥梁结构设计者首先需要考量的问题是选择经济合理且符合安全标准的结构设计方案，其次是结构分析与构建以及连接的设计，并选择合规范规定的安全系数或可靠性指标，确保桥梁结构的安全性。普遍设计人员更多的关注于规范对结构强度的计算上的安全性需求，但是却缺少了从结构体系、结构材料、结构维护、耐久性等方面去对结构安全性的考量。综合以上，可以总结为当前国内普遍桥梁结构设计存在着片面性的问题，桥梁结构设计考量因素缺乏全面性[1]。

二、常规桥梁结构设计注意事项

常规桥梁结构设计需要关注三个方面的问题，首先，桥梁结构的耐久性问题。耐久性也就是桥梁的使用寿命，从桥梁结构设计方面考量也就是整体结构设计是否能够确保桥梁未来投入应用中符合预期的耐久性标准。其次，桥梁疲劳损伤问题。桥梁投入应用过程中需要承载车辆荷载以及风荷载，在长期应用中可能在结构内部产生损坏变化盈利，影响到桥梁的稳定性，基于此，在桥梁设计期间，需要考虑到整体结构设计是否能够承受多种客观环境所形成的荷载量。第三，桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面能够引发疲劳问题，另一个反面由于长期超载导致桥梁内部损伤不能够及时回复，或长久不能恢复，将会导致桥梁在正常负荷载下的工作状态发生改变[2]。

三、常规桥梁结构设计所存在的问题分析

（一）桥梁设计耐久性问题

桥梁结构设计的耐久性问题，一方面来自于初期设计的影响，另一个方面来自于施工期间环境与操作的影响。耐久性是评价桥梁建设质量的重要指标之一，在设计与建设期间是否考虑到耐久性原则，将对后期应用效果产生重要影响，一旦耐久性受损，则为后期修复带来一定难度。例如，近几年所发生的大桥坍塌事故，便是由于桥梁使用年限较为久远，导致结构材料的力学性有所弱化，结构整体承载能力下降，由此致使大桥出现坍塌。基于此，需要设计人员在设计初期对机构设计中的细节问题加以重视，同时对施工期间可能出现的多种影响因素进行综合考虑，完善桥梁结构的耐久性设计[3]。

（二）桥梁设计疲劳损伤问题

在不同的地区，桥梁具有着不同的应用价值，但是承受车辆的荷载是所有桥梁需要具备的基础功能。车辆荷载属于动荷载，将会在桥梁结构内部形成循环盈利，而桥梁长期受到这种循环盈利的作用，必然会导致其内部结构产生疲劳损伤。另外，在桥梁建设期间，受到多种不确定因素的影响，而桥梁结构的内部材料会存在不均匀或不连续的情况，因此，设计人员在进行桥梁结构设计期间，需要全面的认识到建设期间不确定因素的存在，且这些因素对桥梁耐久性的重要影响。但是，显然当前国内普遍设计师对这一点原则的关注度不足，导致其不能够在设计上予以更多的考量[4]。

（三）桥梁结构设计的超载问题

在桥梁投入到实际应用期间，可能存在着多数数据不在原有的桥梁结构设计范围内，出现荷载超出原定值的情况。超载对桥梁的影响为，加大了桥梁负载应力的幅度，导致桥梁结构的疲劳损伤等问题。而当前普遍桥梁结构设计是不能够充分的认识到这一点问题，或不将其考虑在设计范围内，可能对桥梁结构造成不可恢复的损坏，影响到桥梁的整体质量，甚至是在应用期间出现严重的安全事故。例如，武夷山公馆大桥坍塌事件、哈尔滨机场高速大桥坍塌事件等，都是由于超载问题考虑不到位所导致[5]。

（四）桥梁结构设计的抗震性能问题

就我国地理环境来看，存在着地势多样、山地面积广、处于环太平洋地震带上的特征，基于此，针对我国地势环境在进行桥梁设计期间，需要考虑到桥梁的抗震功能。地震对桥梁的破坏力非常强烈，尤其是震中地带，可能会导致毁灭性的伤害。需要桥梁设计者充分考虑到抗震原则，在进行结构设计期间参与抗震工艺设计，同时需要考虑到桥梁施工期间材料的选择或施工工艺的选择等。但是，国内普遍桥梁设计仅按照常规桥梁设计原则进行桥梁结构方案的设计，只有针对特殊要求的桥梁才会考虑到抗震设计，因此，多数桥梁结构设计中并未参与到抗震设计[6]。

四、常规桥梁结构设计优化建议

（一）优化桥梁结构设计的耐久性

针对桥梁的耐久性，国内之前的技术规范中并没有明确作出规定，设计人员在进行桥梁设计过程中对桥梁的耐久也没有过多的关注，也就没有针对耐久性设计的相关方案。在桥梁投入到应用期间，日常维护与检修也没有针对耐久性作出具体规范，导致桥梁在应用期间可能基于耐久性不足而出现坍塌等事故。为改善这一问题，最新推出的桥梁设计规范中，对桥梁的应用年限进行了明确的规定，要求设计人员结合应用期限参与到实际设计中，加强对桥梁耐久性设计的关注[7]。

（二）改善桥梁结构设计的超载问题

当前，国内多数桥梁会在实际应用期间出现不同程度的超载问题，其主要表现为桥梁超出应用年限而导致的超龄负载以及车流量过大所导致的桥梁超载问题。以上所述超载现象都会导致桥梁结构出现疲劳损伤，影响到桥梁的整体质量与运行效果，极大的降低了桥梁同行的安全性。针对此，需要设计人员在实际设计期间，结合桥梁工程所处的环境与地质条件等，准确的对桥梁运行中可能出现的因素进行分析，应用相关科技手段对桥梁的运行进行模拟操作，以便于对整个设计方案进行调整与优化，确保桥梁结构的设计质量能够满足桥梁运行的实际需求。

（三）解决桥梁结构设计的疲劳损伤问题

桥梁在实际应用期间所受到的荷载主要来自于车辆荷载动态荷载，桥梁设计人员需要充分认知到这一点。动态荷载能够直接对桥梁结构产生作用，为桥梁结构带来循环变换的作用力，价值桥梁运行期间所出现的超载现象，导致桥梁在长期应用下出现结构疲劳损伤，而这种损伤可能形成桥梁裂缝或断裂等。基于此，需要桥梁设计人员在设计阶段变成充分考虑到桥梁在长期应用下会出现的疲劳损伤问题，经由对桥梁应用地区车流量与其他环境指标的分析，掌握准确的数据，将其考虑到桥梁的实际设计过程中。确保设计流量能够符合此地区的最大符合量，并有针对性的对整个桥梁结构的设计进行优化，避免或降低其可能出现的疲劳损伤情况，如此才能够避免桥梁结构在实际应用期间出现严重的不良事故。

（四）优化桥梁结构设计的抗震性

虽然并不是每个地区都会面临地震的威胁，但是基于地震对桥梁所产生的重要影响，需要将抗震因素考虑到整个桥梁设计中。桥梁是抗震救灾期间的主要通道，其抗震性能必须要提升，在整个桥梁设计期间，需要关注避开地震带与板块活跃地带，在桥梁建设地区进行地震动力学分析，根据其分析结果，对结构抗震的薄弱环节予以强化，提升桥梁的整体连贯性。另外，桥台的设计需要尽量选择在稳定地带，加强桥墩的基础；关注桥梁施工质量，做好细节处理，确保桥梁连接处的稳固性；针对特殊环境在桥梁上架设减震设施。

五、结语

综合上文所述，桥梁结构设计是整个桥梁设计中的重要环节，其设计质量如何将直接影响到桥梁应用期间的安全性，因此，必须要不断的优化设计方案，确保桥梁运行的稳定性与安全性。当前国内常规桥梁结构设计普遍存在的情况是缺乏对抗震、耐久性、超载问题的考虑，需要有针对性的优化原有的桥梁设计方案，提升桥梁结构设计的全面性。

作者:陈小刚 单位:浙江省交通规划设计研究院

参考文献：

[1]杨振祥，张忠文.高速公路常规结构桥梁设计分析[J].工程建设与设计，2016，09(15):63-65.

[2]彭德秀.桥梁结构设计问题分析[J].黑龙江交通科技，2015，06(01):154-156.

[3]杨舟.桥梁结构设计关键问题讨论[J].江西建材，2014，07(22):165.

[4]宋吉.解析桥梁结构设计问题[J].中国新技术新产品，2014，05(12):92.

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【关键词】市政桥梁；结构设计；要点

市政桥梁与其它类型桥梁相比，其主要的建设作用在于充分满足使用功能需求的同时，对周边景观、环境的协调度也着重关注。

1.桥梁结构设计概述

由于整个结构设计的科学准确性将会在一定程度上受到设计人员主观因素的影响。因此，在桥梁设计中，需要相关工作人员在设计中能够具备极为扎实的理论基础及丰富的实践经验。在当前的桥梁设计中，大部分设计人员都着重关注强度问题，但整体结构的耐久度始终处于被遗忘的状态下。结构耐久度与时间有着较为紧密的关联，在桥梁建成的较短时间内是无法对其进行细致查看的。但是如果结构耐久性出现问题，哪怕是极其细微的问题，都有可能带来难以解决的问题。而这种结构设计问题是完全不符合结构动态设计理念的。当前我国对于市政桥梁设计的结构体系依旧有待近一步完善，在市政桥梁的设计领域在施工及安全性两方面有待解决的问题较多。对市政桥梁进行设计的首要任务便是尽可能地选取一个经济合理性较强的设计方案，另外还需着重关注桥梁内部构件及连接方面的设计。采取符合相关规范的安全系数对整个桥梁工程的安全性实施保障。

2市政桥梁结构设计问题及解决措施

2.1设计上存在的漏洞问题

在市政桥梁结构设计中，极为常见的一大问题便是伸缩缝的相关设计。大部分的城市桥梁在设计中将伸缩缝设置为普通类型的橡胶支座。但是为了确保其安全性，需要将其修正为活动型的橡胶支座，从而有效避免出现拉裂问题。此类问题产生的主要原因是，如果设计普通支座，则有极大的可能会出现变形情况，对整个桥梁的结构安全及耐久性两方面均极为不利。通常情况下，桥面不会与整体的钢筋网相关，也不会对超载问题进行考虑。但当前现状是，在我国交通运输超载问题极为常见，对于城市桥梁的使用安全性及耐久性均带来了极大的考验。针对此类问题，在将相关情况上报给管理部门加强管理的同时，还需在设计中将超载相关内容纳入其中，对其全面充分的考虑。由于伸缩缝所预埋之处的空心梁常常会出现数量不够的问题，因此，相关施工管理部门需着重注意前期的检查工作。

2.2耐久性设计问题

在对市政桥梁进行建设时，由于整个桥梁体是需要完全暴露在空气之中的，因此日积月累下来极易遭受周边环境的影响与有害物质的侵蚀。另外，桥梁结构还会受到交通车辆承载、地震、疲劳等多重因素的影响，在对其进行施工建设时所用材料在经过风吹日晒的侵袭后，自身的性能将会逐渐走向衰退，整个桥梁结构各处均会出现损伤。虽然现今出现的桥梁倒塌案例数在逐渐减少，但是不可否认的是，仍旧有许多桥梁由于受到拉锁耐久性的影响，致使其使用性遭受严重损害。有部分市政桥梁拉锁并未到达常规使用年限便不得不提早退休。耐久性问题的突出化致使桥梁建设后无法正常使用，带来了极大的经济损失。耐久性问题的日益突出促使人们不得不加强对其的关注，在相关的结构设计中应对整体与细节上的结构设计加强重点，对桥梁耐久及安全性的研究也应逐渐趋向于定量分析。

2.3着重关注抗震性能

有部分市政桥梁的修筑地可能在于一些地震常发地带，因此在对此类市政桥梁进行结构设计时，应将抗震性能考虑其中，采取一定的抗震措施。在结构设计中应注重对施工质量的控制，在接缝处确保其强度。对于桥梁的结构设计，还需将整体联结性放在重要位置，加强桥梁墩台与基础结构之间的整体连贯度。加强配筋，进一步提升整体结构的延性。有部分桥段所处地域的土质较为不良。在对此桥段结构进行设计时，则需对实际状况充分考量，采取相应的加固措施。对于一些抗震性能较为薄弱的地方还应对其构造进一步加强[2]。有部分市政桥梁对于整个城市的发展而言极为重要。针对此种桥梁，在结构设计时，可以在各方面条件均允许的情况下，对桥梁采取一些具有较好减震性能的装置，如橡胶垫块等。

2.4疲劳损伤问题

市政桥梁结构一般承载的车辆及风向荷载均属于动荷载范畴内，在整个桥梁的结构内将会逐渐形成一种应力，且此应力具有循环变化性。这些应力一旦产生会致使整个桥梁结构出现不必要振动的同时，出现疲劳损伤。大部分的市政桥梁施工中所采用的材料或多或少的会存在着一定的缺陷，且缺乏均匀、连续性。一旦受到循环应力的作用影响，细小的缺陷将会逐渐集中汇聚，最终产生结构损伤或是裂纹。如果设计人员在设计中未将此问题纳入至考虑范畴中，相关的施工人员在施工时则无法对出现的宏观裂纹采取科学的应对解决措施，进而导致更为严重的结构脆性断裂问题出现。较早时期的疲劳损失无法被及时检测出，但是其所带来的危害却是能够与灾难相等同的。因此，在桥梁设计中需对此问题着重关注，加强防范。疲劳损伤在桥梁设计中的地位极为重要且关键，由其引发导致的开裂问题极多。因此，在市政桥梁结构设计中，需将此类问题作为极为重要的考虑因素。

3.市政桥梁结构设计关键点

3.1防洪水位及人行桥栏杆

在对桥梁结构进行设计时，需在充分考量百年洪水位的基础上对所处地域的防洪水位着重关注，核查其相关影响。在对人行桥栏杆进行设计时，需做好相关的抗水平外推检算设计，栏杆重量也不应超过1.2kN/m的范围，样式应以竖条或是整板为主。栏杆建成后明令禁止行人攀爬，对于一些特殊栏杆给予桥梁设计的影响也应充分全面的考虑。

3.2交通量及特殊荷载

在进行城市桥梁结构设计时需在对其所承载交通量全面分析的基础上进行车道宽度、结构的预测明确。特别是一些互通式的立交桥在设计时，需依照其自身需求、车辆行驶速度充分考量，对桥梁的结构规模合理设计，避免出现交通堵塞问题。我国的超载问题极为突出却又无法完全杜绝。对于一些极为突出、明显化的超载情况，可能会导致出现桥梁塌陷、倾覆等问题。因此在结构设计中需对此类特殊因素着重考量。在进行桥梁荷载验算时，需在最大荷载值的基础上进行1.4倍的乘以处理。对于一些支座或是墩梁结构可以考虑安装抗倾覆装置。

3.3实例说明

英雄大桥是位于南昌的一座跨赣江特大桥，其无论是从结构还是施工上看均达到了世界超一流水平。整座大桥无论是桩基、边跨钢箱梁还是钢箱梁合龙的设计施工，均让相关工作人员煞费苦心。通过对桥梁设计问题的着重分析研究，最终获取到了较好的成效。为了更好地应对可能出现的问题，相关设计人员对此桥结构进行了再设计施工，对其系杆进行了加固设计，以此帮助其更好承受拱脚推力，满足荷载需求。与此同时，还在桥梁内部结构加强了减震性能的设计，从而全面有效的抵挡可能发生的地震灾害。另外，在大桥的两侧还进行了1.5m人行道的设置。

4.结语

现今的市政桥梁结构设计体系尚且有待进一步的健全完善，需要借助多方力量的帮助支持。城市桥梁设计本身就具有极强的系统复杂性，需要设计人员具备极为丰富的理论知识及专业化的实践技能，尽可能地将一些由于主观因素导致出现的不利设计结构影响降到最低，将对桥梁质量产生损害的不良因素尽可能地规避，从而更好地达成城市桥梁工程规划要求，为后期的施工建设提供帮助。

参考文献：

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在我国基础建设与快速发展和行业竞争激烈的今天，充分利用企业历史设计资料对提高设效率及竞争力显得尤为重要。然而现行的软件已经无法良好支持后续方案设计所用的数据，阻碍了设计单位对其进行有效的复用。桥梁设计资料复用是一个复杂的过程，要综合考虑桥梁的功能、结构、造型以及材料待信息。

设计复用是加快设计进程和降低成本一个有效方法，但设计工程师同时还必须要注意设计复用的易用性、可配置性以及第三方所能提供的技术支持和相关技术配套，如设计文档、验证和测试工具等。

随着计算机辅助设计技术的普及，几乎每个设计院都留下了大量电子设计图纸和文档，其中有设计图纸以及相应的计算书。知识经济时代的到来，使历史设计资料已经成为设计院核心竞争力的重要组成部分，充分利用这些历史设计资料显得犹为重要。复用技术已经成为目前软件开发等领域的热点问题。为了以后在桥梁结构设计过程中有效地利用已有资料，需要在已形成的企业文档和可供复用的设计案例之间建立联系，从而形成利用已有设计案例的有效机制，在提高设计效率的同时也使企业竞争力加强。

1 系统框架

为了充分挖掘设计院留存的设计案例，需要将已有的设计文档，按照组织方式进行分类形成设计资料库并进行结构化存储。基础数据库包括知识库和系统数据库，用来存放企业知识；基础数据库由预处理模块对企业设计文档进行处理后获得，形成可供重用的案例库，并通过结构设计的结果进一步充实。

但是桥梁结构的可靠性也是我们要研究的重点，结构设计要解决的根本问题是：在安全适用与经济合理之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径，使建造的结构满足下列各项预定功能要求：1）正常施工和使用时，结构能承受可能出现的各种作用，在设计规定的偶然事件发生时和发生后，结构能够保持必需的整体稳性；2）在正常使用时，结构具有良好的工作性能，不会产生过大的裂缝和变形；3）在正常维护下，结构具有足够的耐久性能，不会过早地发生破坏。只有这样留存下来的数据，才能更好的为以后的设计复用提供有效的帮助。

2 面向对象的层次型桥梁数据组织

面向对象的框架表示方法，将复杂对象逐步分解为各个相互关联简单的子对象，这样比较符合桥梁结构设计人员的分析思路。系统中按功能及常规的设计步骤来决定分层原则，同时也考虑了设计对象与案例分层原则的一致性。设计人员所用的层次型桥梁结构设计数据模型，面向对象的案例数据组织桥梁结构设计案例中包括项目的案例、结构体系案例和构件类案例,在这种多类案例的集合中，不同类别的案例，由于其问题求解描述不同，其属性集中的元素往往不同；而同一类别的案例，其属性集相同，仅由于属性的取值不同就构成了不一样的案例。为将图形属性和一般属性区别开来，首先建立如下定义: 较大的实例序列，基于此形成可供进一步修改的相似案例，从而得到基本满足功能需求的实例构件描述性属性，该属性和构件的图形和材料属性无关，是描述性属性，如构件名、构件类型等。构件案例属性,包括图形属性和材料属性，如在某案例中T 梁翼缘高、混凝土等级等。通过划分描述性属性和案例属性，将构件的描述性属性和构件的几何绘图属性以及材料属性分隔开来，从而在降低计算量和算法复杂度等方面为案例的分类和获取提供了方便，为后期构件的相似性定义提供了数据基础。

3 桥梁结构设计案例相似性定义

采用基于案例推理( case2based reason ing CBR )。CBR 的主要思想是将抽象的功能需求转化为具体的结构设计方案；推理的过程是将知识库中的实例和实际的功能需求进行比较，找出相似度比。

4 基于相似案例的智能修改技术

最简单的案例修改方法是不进行任何改动而采用检索到的案例；但在桥梁结构设计中，由于设计条件千差万别，完全一致的设计案例相对较少，大部分设计案例需要在以往的相似案例上进行一系列修改以达到新的设计要求。一般的CBR系统将案例修改工作留给设计人员，这是CBR 系统弱点之一。本研究采用多元线性回归对构件参数进行修正，以下论述具体的修改步骤。

1) 获得输入参数,根据相似性计算确定最接近的案例；2) 将已经得到的相似案例和数据库中的案例比较，获得相似案例的同一类案例组。

5 设计结果图形自动化排列

在结构设计出图过程中，结果输出时往往需要人工对输出图块进行定位，而在图纸输出过程中往往一次生成大量图块，这就需要繁琐的人工操作鉴于，此系统中集成了图形输出的智能排列模块，通过制定一系列规则，完成图形排列的自动化。同时，为方便用户调整，还为其开发了图形快速排列工具，允许用户通过简单选取与拖动，调整图形排列布局。

现在，在工程设计资料复用方面有了一些初步研究，美国斯坦福大学学者通过对建筑类产品模型相关研究，发现支持设计复用的有效信息，并开发了CoMem系统，该系统可以支持设计知识的复用，使设计者能够对已有设计案例进行数据获取。

本文构建了桥梁结构设计复用系统的架构，通过对桥梁数据分析和面向对象的桥梁结构数据组织，提出了适合桥梁结构设计，基于最近邻方法的桥梁构件、结构体系以及项目3个层次的相似性定义，系统地建立了获取相似案例的方法。采用多元回归和人工神经元网络挖掘以往设计案例中包含的知识，以实现对相似案例的修改生成符合新的设计要求的桥梁设计案例，并实现了输出修改案例后图形自动排列，辅助用户快速排列系统生成的图形。本文尝试建立包括结构设计、出图、图形排列全过程的桥梁结构设计计算机辅助体系的基本架构，为复用以往桥梁结构设计方案提供了新的方法和手段。

参考文献：

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中图分类号：TU99文献标识码： A

一、桥梁结构设计中的原则

（1）结构安全

桥梁必须安全，要有足够的承载能力，能保证桥梁上部车辆、行人交通的正常运行，并保证桥梁下部的水流或交通流的宣泄不会对下部结构造成损伤，只有在满足了这一基本原则后，才能谈得上对桥梁结构的其他要求。目前我国的规范主要基于可靠度理论研究而来，在桥梁结构设计时，结构荷载的种类、形式和大小的选择是否合适以及结构荷载组合的选择也就成为了桥梁结构安全设计的重中之重，对大跨度桥梁风载、地震荷载、混凝土徐变和收缩影响以及温度的变化影响都需列入荷载进行分析、组合、验算。

（2）耐久适用

目前我国的桥梁设计施工对桥梁的强度重视有余而对桥梁的耐久性重视不足，而桥梁的耐久性是涉及结构、环境、材料、施工、运行期间荷载、后期养护等众多因素的复杂问题，桥梁耐久性的保证应由细致正确的结构设计、优良的材料选择、严格的施工以及必要的养护管理组成。我国目前定量的耐久性设计理论并不完善，故在具体工程设计中加强定性设计。

（3）经济合理性原则

鉴于我国是世界上人口最多的国家，也是最大的发展中国家，蓬勃发展的经济与现有资源的矛盾日趋突出，城市桥梁设计应在安全、适用的前提下，遵循有利于节约资源的原则，除了要考虑施工技术、结构形式等因素外，还要考虑桥梁造价问题，这是一个现实的问题，在考虑的时候应遵循基本达标、择优而取、节约成本的原则：1、必须要达到桥梁的最基本要求，且经济指标是否接近最佳范围；2、要和其他方案反复比较，确立最佳方案；3、所选方案要尽量减少对自然环境的破坏，尽量和自然环境相协调，相结合。

（4）保护环境原则

在建造桥梁的过程中往往会对周围的环境造成破坏，对空气和植被也会产生一定影响，目前人们对环境的重视程度大大提高，所以在桥梁结构设计中要高度重视环境的保护，在设计桥梁结构之前要充分考虑桥梁位置的选择、桥梁的跨度以及施工的方法，要将施工对环境的影响降到最低；要减少对自然河道、植被的破坏，减少水土流失，避免污染，最大程度的保护好环境，还要把可持续发展的思想融入到桥梁结构的设计中去。

二、城市桥梁结构设计要点

（1）桥梁结构设计的抗震性

由于桥梁可以起到联络交通的作用，所以在许多山区以及大江大河横穿的城市等都需要搭建桥梁，但像我国的云贵川山区等地又是地震的多发处，所以在这些地区的桥梁结构设计就需设计者充分考虑地势问题，应避开地震高发区或地震后易发生塌方、崩塌、泥石流等的地质灾害的地区。因为地震灾害具有的不确定性，以及人们对桥梁结构地震破坏机理的认识尚不完备，这时为了应对突如其来的灾难，桥梁设计人员就需要对于桥梁结构进行一些必要的减隔震措施，同时加强桥梁接缝处、桥梁上下部连接处、地基墩台和桥面的整体强度，对桥梁的关键部位进行仔细的核算与周全的考虑，而且需要提前预算到地震后可控状态下桥梁的完整程度，对于桥梁抗震结构的设计就需要全面考虑，精细核算，加强设计，这样才能保证桥梁结构的优质性。

（2）桥梁结构设计的抗载荷能力

随着我国经济建设的大幅度提高，交通运输日益繁忙，交通量与日俱增，超重和超载车辆不断增多，车辆荷载加大，设想一下，在跨河桥梁上成群结队的车辆全部拥挤在桥面上行驶，这对于桥梁的结构坚实度是一项巨大的考验，所以在桥梁抗高负荷承载的情况下，就需要设计者对于桥梁目前和未来所要面临的载荷能力能高瞻远瞩，应用合理的结构来应对这一情况，通过在桥梁结构设计中采用高强钢材、高强钢筋、高标号混凝土、预应力混凝土等先进材料和先进施工工艺减轻桥梁自重，增加桥梁抗荷载能力，在山区也可充分利用抗拉性能差而抗压性能好的圬工材料（石料、混凝土等）来建造拱桥，具有就地取材、节省钢材和水泥、构造简单、养护费用少、承载潜力大等优点。

（3）重视耐久性设计，完善更新设计理念

通过对近几年桥梁病害的分析余总结，桥梁的防水失效是诱发各种桥梁病害的最直接原因，所以在新设计桥梁时必须重视桥梁的防水设计，通过桥梁的整体性防水与桥梁细部防水相结合，以及桥梁的防水与排水相结合，同时增加桥梁钢筋的保护层厚度，使用高标号混凝土以及在混凝土中添加阻锈剂等方法均能有效的提高桥梁的耐久性。我国目前桥梁设计中耐久性设计仅仅作为一个概念受到关注，而没有专门的耐久性设计，应该努力把桥梁的耐久性设计从定性分析向定量分析发展，完善我国的耐久性设计理论。

三、城市桥梁设计过程中的细节

（1）提高桥梁两侧人行道路缘石高度

城市桥梁不同于公路桥梁，城市桥梁为了方便行人通常都在会桥梁车行道两侧设置专供人行过桥的人行道，而道路上人行道路缘石外露高度通常在10～20cm,通过近几年案例分析桥梁上人行道路缘石高度越低则增大了车辆交通事故的概率，也增加了车辆发生交通事故是对桥上行人的伤害，我国重庆市已率先要求城市桥梁路缘石外露高度不小于30cm，这一点也值得其他地区的桥梁设计工作者借鉴。

（2）加强人行道栏杆设计

人行道栏杆宜采用防止行人蹬踏的横线条栏杆，栏杆长度应以防止行人掉落为基准，栏杆结构必须安全可靠，我国现行的《城市桥梁设计规范》要求“作用在桥上人行道栏杆扶手上竖向荷载应为1.2KN/m；水平向外荷载应为2.5KN/m。两者应分别计算。”的规定已经远大于原《城市桥梁设计准则》中关于作用在桥上人行道栏杆扶手上的活载为“竖向荷载1.2KN/m;水平向外荷载1.0KN/m。两者分别考虑（不同时作用）。”的规定，也大于现行《公路桥涵设计通用规范》中“计算人行道栏杆时，作用在栏杆立柱顶上的水平推力标准值取值0.75KN/m;作用在栏杆扶手上的竖向标准值取1.0KN/m。”的规定。同时在人行道栏杆设计时须采用下设锚筋的基础，而以往许多设计仅仅采用榫槽设计，许多桥梁人行道为了考虑景观设计通常采用石材栏杆，这类栏杆对防推、防撞效果不理想。

（3）桥上应预留足够的管线穿桥管

城市中的各类管线如电力、通信、监控、给水等众多市政配套管线需要敷设过桥，所以在桥梁的设计初期就应该综合考虑，若前期考虑不足，就可能出现桥梁运行后期拆翻人行道加设市政管线，这样不仅造成经济损失也会造成不好的社会影响，故前期应加强与管线设计人员沟通确定需要在桥梁上预设的管道种类、数量，并且应考虑后期市政管线扩容的因素。同时我国现行《城市桥梁设计规范》规定了几类禁止在桥梁上敷设的市政管线“不得在桥上敷设污水管、压力大于0.4MPa的燃气管和其他可燃、有毒或腐蚀性的液、气体管。条件许可时，在桥上敷设的电信电缆、热力管、给水管、电压不高于10KV配电电缆、压力不大于0.4MPa燃气管必须采取有效的安全防护措施。”

四、结语

就目前而言，我国的城市桥梁结构设计理论尚不完善，结构构造体系不够细致，作为桥梁设计工作者应该不断总结经验，引进国外先进设计理论，不断创新完善我国城市桥梁设计理论，确保城市桥梁建设为我国城市发展做出贡献。

参考文献