淺述橋梁設計方法

顧長青

(廣東省公路勘察規劃設計院股份有限公司)

淺述橋梁設計方法

顧長青

(廣東省公路勘察規劃設計院股份有限公司)

隨著我國在役橋梁服役時間的增加，一些在役橋梁出現了大量的病害，難以滿足交通需求，為了緩解交通壓力，美化城市環境，很多城市開始新建橋梁，這些橋梁的建設不止減少了交通壓力還給城市建設增加了亮點，完善區域路網，促進區域經濟社會發展，大型橋梁可在一定程度提升區域形象，方便兩岸居民出行。簡述一些橋梁設計的方法，希望對橋梁設計提供一些依據。

橋梁設計;原則;選擇

1 橋梁方案布置原則

(1)滿足城市總體規劃。(2)滿足主橋的幾何線形要求。(3)滿足接線的線形要求。(4)全面滿足“安全、實用、經濟、美觀”的技術方針。(5)在滿足橋梁使用功能和通行等要求的前提下，力求橋梁造型新穎，使大橋與周圍環境和景觀協調，反映當代橋梁建設水平。(6)選用設計、施工技術成熟，易于質量控制的橋型方案，確保橋梁品質。(7)在造價適中的情況下，注意選用結構整體性好，承載潛力大的橋型，以確保橋梁的安全性、耐久性。

2 引橋橋跨布置

引橋標準跨的跨徑選擇與工程造價、景觀要求、施工進度有著很大的關系。從城市景觀和道路交通功能、結構受力性能和地質條件等因素考慮，選用合適的橋梁跨徑，既滿足高架橋結構技術和經濟要求，又能給人以通透、舒適感。

3 主墩位置及主跨確定

主橋跨徑和主橋墩位置的確定應綜合考慮橋位處地形、地貌及地質要求等基本條件，同時充分考慮設計方案的技術可行性、經濟合理性，大橋與周邊環境的整體協調性以及橋梁建設與路面交通之間的協調發展。

4 上部結構型式選擇

引橋結構形式的選擇與工程造價、景觀要求、施工進度有著很大的關系。應從城市景觀和道路交通功能、結構受力性能和地質條件等因素考慮，選用合適的橋梁結構形式，既滿足橋梁結構技術和經濟要求，又能給人以通透、舒適感。引橋標準跨的結構型式應結合本工程的具體情況，根據技術經濟、環境影響、施工難度和進度等因素比較，主要有以下幾種型式:空心板、T梁、小箱梁及預應力連續箱梁。

5 交通需求預測

(1)交通生成。

出行生成是四階段的第一步，其含義為各個交通小區的出行次數是多少。預測出行生成的常用模型包括生成率模型、類別生成率模型、回歸分析模型和類別回歸分析模型。出行生成模型是以出行個人為研究對象，將出行按出行方式、出行目的進行分類交叉回歸分析。在模型中，認為出行產生量(簡稱G)為家基出行(簡稱HB)中全部居所端點與非家基出行(簡稱NHB)的總和;出行吸引量(簡稱A)為HB中全部非居所端點和NHB中的終點的總和。

(2)居民出行產生模型，經專家咨詢，在模型中居民出行的目的分為四類:基于家的工作出行(HBW)、基于家的上學出行(HBS)、基于家的其它出行(HBO)、非基于家的出行(NHB)。將出行方式分為小汽車、摩托車、助動車、其它方式(公交、自行車、出租車)。

(3)車輛出行生成模型。

車輛出行生成模型是預測在一定的土地利用情況下，各交通區可能產生的機動車出行量的方法。與居民出行一樣，車輛出行生成也采用出行率模型。但是，車輛出行不能像居民出行模型一樣使用出行產生和吸引量，而是計算車輛的起、訖量。因此，沒有出行產生模型和出行吸引模型的區別，而代之以出行發生率。

(4)交通分布。

出行分布就是各交通小區相互交換的出行有多少。出行分布預測的方法很多，主要有增長系數法、系統平衡模型法等。因為重力模型能比較全面地反映交通分布與各種相關因素關系。所以在城市交通規劃中得到廣泛使用。為了滿足規劃預測的需要，出行分布模型采用最常用的重力模型法進行分布預測比較合適。因為它的公式形式類似于萬有引力定律而得名。

(5)出行方式劃分。

出行方式劃分可簡單地理解為在出行次數在不同交通方式之間進行劃分，也可理解為對出行方式的選擇。根據出行方式劃分模型在交通模型中的階段，交通模型采用的是第四種類型交通方式劃分模型，即在出行分布與交通分配之間進行方式劃分。目前交通方式常用預測模型主要包括轉移曲線模型、概率模型、回歸模型等。出行方式劃分模型采用的是最為常用的轉移曲線模型。居民出行方式有:小汽車、摩托車與助動車、步行、其它方式(公共交通、自行車、出租車)。在出行方式劃分時，按兩步進行，第一步是從上述四種出行方式中劃出步行、摩托車與助動車、小汽車的出行比例，第二步是從其它出行方式中按轉移曲線確定公共交通、自行車和出租車三種出行方式的分擔率。轉移曲線是根據大量的調查統計資料給出的各種交通方式的分擔率與其影響因素之間的關系曲線，利用轉移曲線可直接查出各交通方式的分擔率。轉移曲線是目前國外廣泛使用的交通方式預測方法，它使用簡單、方便，但要繪制轉移曲線卻并非易事，需要大量的調查資料，進行大量的統計分析。

(6)交通分配。

交通量分配是四步驟交通需求模型的最后一個步驟。這個步驟是在已知全部出行的起點和終點的情況下，求出道路或線路上的交通分配，其方法就是將O－D量在路網上分配，得出各路段(或線段)上的流量。如果分配的車輛出行的O－D矩陣表，得到的就是道路網上的車流量(小汽車的車流量也可從乘坐小汽車的客流量得到)。如果分配的是居民出行的O－D矩陣表，得到的就是路網上的客流量。對自行車的車流量，一般來說就等同于自行車的客流量。常用的交通量分配法有最短路徑法(亦稱全有全無法)、多路徑概率分配法和容量限制——增量分配法。交通模型采用的是多車種的容量限制下的多路徑分配法。在交通分配之前的必要準備工作是分不同的時段(高峰時段、非高峰時段)的O－D矩陣表、路網、轉彎懲罰、速度－流量曲線(即延誤函數)、收費文件。交通分配的順序設計為公共汽車、自行車、小汽車和摩托車、出租車、社會客車、小型貨車和重型貨車，依次分別進行分配。

6 景觀建設需要

工程的建設是城市形象，景觀建設的需要。城市景觀發展規劃為從生態環境改善和提高，城市綠地系統建設和城市設計出發。強調城市外部綠色空間和城市內部綠地系統對城市景觀環境的綜合影響。橋梁項目的建設將會成為城市地標性建筑，對于整體景觀建設，提升城市整體形象有著重要的意義。

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1008－3383(2014)04－0138－01

2014－02－02