簡析路橋結構的設計及優化

丁興紅

摘 要：伴隨著現在科學技術正在不斷進步，路橋的建設也在與時俱進，而路橋的結構設計與優化的問題，已經成為了路橋建設一個重要的內容，本編文章就針對路橋結構的優化和設計進行了分析。并從路橋的結構設計現狀，結構設計方案與機構設計優化這三個方面進行闡述，具體指出路橋結構設計和優化的策略，為了能夠完善路橋的結構施工建設，從而更好地為人民服務。

關鍵詞：路橋建筑；設計要求；優化

引 言

在當今社會經濟不斷發展中，路橋建設里存在著兩個問題就是：路橋結構的耐久性不夠強與結構的不完善，因此，路橋的設計者需要加強對路橋結構的設計與優化的工作。優化方案得包含橋位選擇優化，橋型結構的設計優化，橋長設計的優化等內容；而路橋結構的設計方案中包含了設計里混凝土的裂縫地寬度，設計的地基高度等措施。使得路橋結構的設計程度不斷地優化變得完美，讓其可以更好地服務于人民群眾，并促進交通便利。

1 路橋的結構設計現狀總結

1.1 路橋結構不完善

路橋結構的設計現狀之一就是路橋結構的不完善。路橋建設的過程中，整體框架有好多結構與體系來組成，但是因為設計人員的結構設計片面，沒有在結構完整性，安全性上面考慮，從一定意義上面說，路橋結構是不能符合國家規范的要求，路橋的使用壽命也會大大降低。具體來說，好多結構路橋的整體存在延性問題，沒有精確計算受力路線，從而導致局部的受力大，保護層的厚度小，強度也會降低，還會造成截面薄或是過大現象，對路橋的耐久性和整體性會降低，會威脅到使用安全。同樣的，很多的路橋設計者思維呆板，沒有充分考慮對象的變化，環境和使用的條件，沒有辦法根據變化因素對設計存在的問題給出相對應的措施。路橋結構的體系上，如果沒有很完整的規劃，過多偏向性能變化和服務能力，所以設計人員要不斷變化思維，善于考慮發展問題，才能更好的保障設計的完整性。

1.2 路橋結構的耐久性不夠

路橋結構的設計現狀之二就是路橋結構的耐久性不夠強。一般來說，在路橋結構的設計過程中，有三個重要的階段，施工期，服役期，超齡期。保證橋梁在正常使用和維護的前提下，外界的環境對結構的變化有很重大的影響。有害毒氣也會對路橋結構產生影響，同時車輛的載重在一定意義上面也會破壞路橋結構。舉個例子，在20世紀的中后期，修建的斜拉橋，到現在為止有好多坍塌事故。由此來看，路橋結構的設計里很多的內容都需要考慮到耐久性。而材料的選擇，施工的過程都會影響到耐久性地強度，還必須解決好設計人員的選擇，施工人員的選材等問題，努力把耐久性的研究落到實處。

1.3 路橋結構的疲勞損傷

路橋結構的設計現狀之三就是路橋結構的疲勞損傷。目前階段，因為對路橋結構的使用材料存在不合理的選擇，出現很多的缺陷，在荷載的作用下，很容易有很大面積的裂紋出現，讓結構出現疲勞損傷。從一定程度來說，路橋很容易斷裂?，F在，很多路橋的事故說明，路橋結構失效很多是由疲勞損傷造成的，這會使得人類的財產和人身安全存在巨大威脅。

2 路橋結構的設計方案

2.1 混凝土裂縫寬度的調整

路橋結構在設計上要加強混凝土的裂縫寬度。鋼筋架設計拱橋時候，混凝土會發揮一些作用，而混凝土的裂縫寬度設計，才可以加大路橋的本身拉力，讓混凝土的橫截面更加牢固。而在混凝土設計寬度上，是采用局部預應力手段，讓寬度適中，剛好滿足施工設計需要。在設置混凝土裂縫的寬度時，要讓鋼筋調整位置，鋼筋位置會直接影響混凝土的裂縫寬度。混凝土的裂縫調整寬度，可以幫助拉力承受更大力量。

2.2 計地基高度

路橋結構的設計一定要加強地基的高度設置，建筑施工中地基是一項重要工作。如果地基高度不合理，就會給路橋帶來好多不安全隱患。以此同時，地基的土層很容易風化，若不是合理的解決方法會造成地基的軟化，高度的下降，最后可能發生地基崩潰，使用封閉防水的技術，就可以提高地基的牢固性，保護路橋地基的強度，標高地基的長度，承壓地基的路面。除此之外，設計人員還要掌握地基的高度，地基的設計當中，要充分考慮上部分結構，地基和基礎的共同作用，要采取有用地措施，加強結構剛度與強度，加強建筑物對地基不同變形的承受能力。

3 路橋結構的設計優化

3.1 橋位選擇優化

橋梁建筑要考慮的首要問題是對于橋位的選擇。一個好的橋位，可以最大程度提升社會的經濟效益。比如，靠近山并沿溪的地區，跨溪橋位得到確定后，一定要避開水路來搭建橋梁，還要考慮沿著山來開路，要減少路基的填埋工作，還要注意避免污染了河流。在對橋位選擇時候，還應該要考慮橋軸與水面的傾斜度，這會有利于在大雨到來排水工作可以順利進行。選擇橋位除一定得符合地形和水文的要求，還對通航河道到有要求，才能保證橋位優化選擇。

3.2 橋長的設計優化

設計橋梁的長度應該根據建橋地點來確定。橋所在位置面積大，那么橋的長度就要有所增加。相反橋所在地方面積小，那么橋的長度也要減少。對橋梁的長度優化，就要會橋梁的長度計算方法。首先要得到橋梁模型的長度，然后根據橋梁實際的長度與本身模型的比例，才能更加精確的對橋梁的實際長度進行計算。比如龍門跨海大橋在設計長度上面就很合理，大橋連接南北，在整個設計里優化的理念得到很好的體現，從一定意義上面可以提升城市的文化品位及海洋文化，還能促進經濟發展。因此，路橋結構的設計優化不能缺少橋梁長度的設計，其作用不能忽視，能夠連接設計中想要達到的區域，可以起到商品流通和經濟發展的作用。

3.3 橋型結構的設計優化

橋型結構的設計優化，最先要考慮的就是橋型選擇，然后制定結構方案，最終分析橋型結構設計，使其更好的優化。以石拱橋結構來說，拱頂高，方便橋下行船。而在橋的大拱兩肩處，分別做出兩個小拱，讓整個橋的外形特別對稱，均衡。不僅方便在雨季泄洪，而且節省建筑材料。如果建橋的地方石頭呈現梯形，就像折扇的面一樣。在建筑的時候，大面在外，小面在里。這樣，在橋面重量向下壓時，石頭會被夾住，以此同時，還有兩邊橋墩頂著。因此，石拱橋不容易坍塌。橋型結構合理的優化，不僅可以增強橋的堅固，還能成為一種藝術。

3.4 加強路橋結構的耐久性優化

在當今國家的規范中，路橋的設計要求不但要適用，美觀；還得讓經濟安全的要求得到滿足，同時要加強路橋結構的耐久性設計。路橋的使用周期里，要使路橋性能得到重視，整體結構得到維護，使用極限狀態得到充分考慮，使用年限與路橋結構質量得到提高，從而避免工程事故的發生。有關的設計人員在設計過程里，要全面考慮各種相關因素，特別是外在的環境因素，并積極的變換思想和觀念，重視耐久性的設計，最大程度的延長衰退期，增長安全的使用年限，讓實用性和經濟性同時得到滿足。

3.5 關注路橋的超載問題

一般來說，噸位較大的車輛長時間地從路橋上通過，這是一種很大的考驗對于橋梁的承載能力來說，假如超過了路橋地承載力，就會增加危險性，在這種時候路橋可能會產生一系列變化，但是可以肯定的是變化是不良的變化，會造成公路的質量下降，而承載能力也沒有以前好了，這將對路橋的使用壽命造成影響，一旦發生了裂痕，必須及時的對路橋進行仔細的觀察，并組織人員進行維修。

3.6 充分考慮路橋的疲勞損傷

由于交通壓力越來越大，路橋結構對車輛荷載的承受也越來越大，各種荷載在會在路橋結構中產生應力，出現震動結構的現象，最終使得結構產生積累性的疲勞損傷。在這種循環荷載的作用推動下，在結構內將會出現大面積裂痕。所以必須積極的檢查在早期出現的疲勞損傷，能夠最大限度的減少疲勞損傷，消除發生事故的可能性。

4 施工期的優化設計方案

在路橋的施工期，優化設計方案主要有以下三個內容：①斜腹桿的混凝土受到拉力導致開裂問題的處理，使用局部的預應力法，置入冷拉級的預應力鋼筋到斜腹桿里，以拱片預制成型為基礎，實施張拉錨固，將斜腹桿拉應力有效的降低，以此同時，混凝土的裂縫寬度也得到了降低。②泥巖地基問題的處理，使用巖面的防水封閉技術。施工中在基坑達標時候，平整基底，澆筑封底的防水混凝土在地基上，預防表層地基的膨化。③在工程竣工時期，要注意橋墩的抗推問題，要增設水平拉桿在墩頂，讓墩基底的應力達到國家的規范要求，使得抗滑穩定性能的到大大的提升。

5 結 語

路橋的建設就是為了減少城鄉道路地擁擠，還為了加速經濟的發展，提高國家經濟快速增長的步伐。路橋在日常生活中是必不可少的，在交通運輸中也起著至關重要的作用，必須不斷研究路橋的設計體系，根據安全性，耐久性和疲勞損傷問題，使得路橋結構的穩定性得到提高，最大程度的節省維修費用，最終讓路橋的使用壽命得到增加，整體質量得到提高，保障人民群眾的生命財產安全。

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