城市道路橋梁設計常見問題探討

摘要： 隨著國民經濟的飛速發展，綜合國力的不斷增強.我國各大中城市為解決越來越嚴重的城市交通問題，修建了大量橋梁。城市橋梁的建設，不僅緩解了道路交通壓力，增加了城市景觀，而且從一定意義上講.它還代表了一個城市的經濟發展水平及現代化程度。本文針對我國城市橋梁建設現狀及設計特點，剖析了目前橋梁設計中存在的一些問題，并提出改進建議。

關鍵詞：城市道路 橋梁設計靜 超靜定結構

1前言

隨著我國經濟的快速發展，人們生活水平的提高，私家車日益增多，這給道路交通帶來了極大壓力。為緩解交通壓力，加大城市道路橋梁建設已經成為解決問題的重要舉措。城市道路橋梁一般兼有功能性作用和良好的感觀效果，不僅有效緩解了交通擁堵，還為城市增添了一道風景。但是，隨著科學技術的進步，以及不同城市的不同要求，對于城市道路橋梁設計的要求也越來越高，橋梁設計中存在的問題也日益出現。

2 城市道路橋梁設計的特點

近年來，為了解決城市道路交通問題，我國加大了橋梁建設的力度。橋梁安全性是首要考慮的問題，因此高質量的橋梁設計是關鍵。當前的城市道路橋梁設計，主要有兩大特點：第一，外觀優美；第二，橋梁設計師具有較高的素質。具體分析如下：

2.1 外觀優美

一般，市政工程自身結構有其固有的剛性，特別是高架橋梁工程，其美觀h的一大要素就是要在其自身剛性的基礎上融入柔和的要素，使其剛柔相濟，更富有藝術的美感。城市道路橋梁要有優美的外觀，這是橋梁設計師們進行設計時的首選因素。而隨著建筑材料和施T_T藝的不斷進步，也為橋梁的優美外觀提供了可能。城市道路橋梁已逐漸向大跨經、低梁高、長懸臂趨勢邁進，橋梁斷面的形狀也發展的很快，例如蝶型斷面，大挑臂斜腹型斷面，魚腹型斷面及飛燕弧型斷面等，這也大大提高了城市道路橋梁的視覺效果。

2.2 橋梁設計師要具備較高的素質

由于城市道路橋梁會受到很多因素的制約，如城市規劃等，一定程度上增加了橋梁設計的要求。要想保證橋梁的安全性，做好質量控制，就必須有較高專業素質的橋梁設計人員。他們要能夠靈活運用理論知識，結合實踐經驗，從而解決設計過程中出現的各種問題，最終完成高質量的橋梁沒計。

3 橋梁設計存在的幾個問題及建議

在看到近十幾年來我國橋梁建設水平獲得突飛猛進發展的同時，我們還應注意到我國在橋梁建設的總體水平上距國際先進水平尚存在一定差距這就要求我們要在橋梁設計理論、數據分析方法、施工工藝及建筑材料等方面均做出不懈努力。針對我國橋梁設計水平的現及存在問題，現提出自己的一粗淺認識與同行商榷。

3.1 設計規范內容有待完善

首先，我國目前使用的《公路鋼筋混凝土及予應力混凝土橋涵設計規范》內容有待完善，同時缺乏部分專業標準設計內容，主要表現在以下幾方面。

（1）規范中部分條文僅適用于靜定結構，缺少超靜定結構適用的相應條文.同時也未明確表示能否參照簡支結構處理，這一點顯然存在不足。

（2）部分橋型的規范有待補充

近年來在城市橋梁的建設中出現了較多新的上、下部結構形式。如在人行過街天橋中采用柔細的鋼管混凝土墩臺結構，在上承式、中承式拱橋中采用單根或多根鋼管混凝土管柱作為拱肋。有資料表明，鋼管混凝土管柱不僅由于周邊包圍鋼板而具有較高的抗彎拉強度，而且由于鋼箍的作用.混凝土抗壓強度也有明顯提高，但設計缺少相應的專業標準.而只能參考建筑結構專業有關標準。又如目前在中小跨經橋梁中普遍采用的無梁板式結構系參照建筑工程中無梁樓蓋的作用，將原本受力明確的板梁與橋墩蓋梁和二為一，外觀上趨于輕巧.但墩頂梁板的受力則變得復雜。如設計僅考慮墩頂梁板增加橫向彎矩、剪力的作用是不全面的，還應考慮墩頂荷載產生扭矩對整個梁板的作用，而這一點容易為設計人員忽略，因而有必要出臺相應規范。

在城市橋梁設計中普遍采用的箱梁結構最應引起重視。規范中有關箱梁結構的條文并不多，有些條文指出參考T型梁相關內容，經過近年的經驗和教訓，部分專家認為，箱梁與T梁的受力模式不盡相同，而且差別很大。T梁的單片梁截面一致.受荷載作用時實際情況與理論假設相近，受力主筋能充分發揮抗拉性能，而箱梁的肋板受頂、底版的牽制作用，受力狀態趨于復雜，不僅承受彎矩、剪力，而且還有扭矩作用，隨著荷載位置的不同，受力狀態隨著變化，尤其是較寬或支座較少的箱粱受力情況與理論模型可能相去甚遠，因此以T梁理論為依據的箱梁設計存在明顯缺陷。

（3）目前規范采用的“承載能力極限狀態”設計方案有待完善。

一些體系簡單、受力單一的結構設計時已普遍采用該方法，而在受力復雜的超靜定結構中，尚缺乏必要的理論研究和實踐，設計時仍采用偏于保守的容許應力法。

3.2 橋梁結構的計算分析方法亟待改進并推廣。

目前國內尚缺乏一套權威的計算軟件對橋梁結構進行綜合受力分析，許多單位設計時采用多套軟件電算，比較結果后取最不利內力作為設計依據.這種做法可能導致橋梁可靠度過高而浪費建筑材料。這些軟件在不斷完善過程中，雖然在荷載的前期處理及內力結果的處理方面做了很大改進.但在使用過程中仍顯繁瑣，有待繼續完善。

3.3 連續結構由各種原因產生的裂縫對橋梁安全的影響

近年來.我國城市建造了大量的連續結構橋梁，尤其以連續箱梁居多，隨著使用時間的逐漸延長，部分橋梁尤其是普通鋼筋混凝土橋梁出現了不同程度的裂縫。

應當指出，普通鋼筋混凝土連續梁橋負彎矩區頂面混凝土的開裂是不可避免的。橋梁受負彎矩作用時，位于頂面的混凝土保護層最先處于受拉狀態，然后是負彎矩區主筋受力，由于混凝土抗拉強度遠低于鋼筋的抗拉強度.頂面混凝土的開裂是必然的。問題的關鍵是負彎矩區頂面的處理.如采用柔性或半剛性材料作為橋面鋪裝層則可彌補裂縫，結構受到的影響較小，如采用混凝土橋面鋪裝，裂縫則直接由鋪裝層頂面開始向外延伸.由此會導致橋面雨水沿裂縫下滲，使負彎矩區主筋銹蝕.給結構安全帶來隱患：同時鋪裝層裂縫的不斷發展，也使行車安全受到一定影響，目前，防水材料已經在橋梁負彎矩區使用，但使用效果有待進一步驗證。防水材料在橋梁結構中的應用與推廣已成為另一新的課題。

部分箱梁肋板頂面出現的裂縫值得深入研究。該區域的裂縫主要由箱梁剪力滯效應所致，目前尚缺乏定量的有價值的分析成果。

4 結語

城市道路橋梁最主要的問題就是工程質量方面的承載能力設計和滿足人們生產生活基本功能保證城市發展需求兩大因索。難度很大，不同于公路設計，只要滿足國家相關的質量等級就是優秀的設計。城市道路橋梁設計以人性化的理念，解決日益膨脹的交通問題，才能成優秀的設計方案。