淺議市政橋梁結構設計要點

摘要：市政橋梁的安全、耐久以及健康性不僅體現了施工設計人員的智慧與審美觀點，也意味著該橋梁能否經得住時間考驗，是否值得世人回味。市政橋梁結構設計應堅持因地制宜原則，也就是要結合建設單位公布的市政橋梁設計方案，積極學習外國先進技術，引進一些成熟的新結構、新型設備以及新材料與新的施工工藝，嚴格按照施工設計總則、荷載以及每種材料技術條件要求等各項施工設計部規范及其技術標準，采取合適的設計方法，盡可能的規避主管因素可能給施工設計造成的影響。本文首先對橋梁結構設計進行了概括說明，之后著重對市政橋梁結構設計相關內容進行了分析研究，從而幫助有效提升城市橋梁建設使用質量。

關鍵詞：市政橋梁；結構設計；要點

市政橋梁與其它類型橋梁相比，其主要的建設作用在于充分滿足使用功能需求的同時，對周邊景觀、環境的協調度也著重關注。

一、橋梁結構設計概述

1.由于整個結構設計的科學準確性將會在一定程度上受到設計人員主觀因素的影響。因此，在橋梁設計中，需要相關工作人員在設計中能夠具備極為扎實的理論基礎及豐富的實踐經驗。在當前的橋梁設計中，大部分設計人員都著重關注強度問題，但整體結構的耐久度始終處于被遺忘的狀態下。結構耐久度與時間有著較為緊密的關聯，在橋梁建成的較短時間內是無法對其進行細致查看的。但是如果結構耐久性出現問題，哪怕是極其細微的問題，都有可能帶來難以解決的問題。而這種結構設計問題是完全不符合結構動態設計理念的。

2.目前我國橋梁結構設計理論與構造體系不夠完善，橋梁的設計特別是橋梁施工和安全的問題上還有很多需要改善的地方。結構設計的第一要務便是選擇一套經濟、適用的結構設計方案，然后對方案及連接方面進行設計，并選出施工規范允許的安全系數和指標來確保結構的安全性。

二、我國橋梁結構設計現狀分析

1.橋梁結構的設計覆蓋范圍非常廣，屬于一種比較復雜的系統工程，只有將理論知識充分的融入進去才能有效的預防主觀經驗因素給設計帶來的不利影響，在橋梁結構的設計中會出現很多問題，其中最主要的問題分為下面幾種：第一，橋梁結構設計中考慮強度的因素要多于耐久性；第二，設計時重視強度的極限狀態，而忽視使用的極限狀態，然而橋梁結構屬于整個生命周期里最為重要的使用性能表現；第三，橋梁結構設計中過于重視結構建造而忽視結構維護。

2.在實際的橋梁施工中，對橋梁的耐久性只是處于表面設計，一方面缺少明確的使用要求，另一方面還缺少專門關于耐久性的設計，這些問題是導致橋梁事故發生的主要因素，這些因素同橋梁結構設計的要求相背離，也不能滿足當前橋梁結構設計在經濟性方面的要求。

三、市政橋梁結構設計方面具體細節分析

1.在市政橋梁結構設計中，極為常見的一大問題便是伸縮縫的相關設計。大部分的城市橋梁在設計中將伸縮縫設置為普通類型的橡膠支座。但是為了確保其安全性，需要將其修正為活動型的橡膠支座，從而有效避免出現拉裂問題。此類問題產生的主要原因是，如果設計普通支座，則有極大的可能會出現變形情況，對整個橋梁的結構安全及耐久性兩方面均極為不利。通常情況下，橋面不會與整體的鋼筋網相關，也不會對超載問題進行考慮。但當前現狀是，在我國交通運輸超載問題極為常見，對于城市橋梁的使用安全性及耐久性均帶來了極大的考驗。針對此類問題，在將相關情況上報給管理部門加強管理的同時，還需在設計中將超載相關內容納入其中，對其全面充分的考慮。由于伸縮縫所預埋之處的空心梁常常會出現數量不夠的問題，因此，相關施工管理部門需著重注意前期檢查工作。

2.結構耐久性設計。建造與使用市政橋梁期間，因為橋梁主體本身長期暴露在空氣中，很容易受到環境與有害化學物質等因素的侵蝕，加上橋梁結構要承受的車輛、地震、疲勞以及超載等各種因素的影響，加上市政橋梁施工時采用的材料性能風吹日曬下不斷退化，便促使橋梁的結構各部位出現不同程度的損傷及劣化。現階段橋梁倒塌湖綜合嚴重損害例子越來越少，然而還是有很多市政橋梁由于拉鎖耐久性問題使其使用性能受到影響，一些橋梁的拉鎖未到使用期便不得不進行更換，不僅促使橋梁不能正常使用，還造成嚴重的經濟損失。這些問題都和橋梁耐久性安全設計有著最為直接的關系，因此也促使人們加強對市政橋梁耐久性問題的重視。長久以來，人們側重于研究結構的計算方法，卻忽視了關于總體構造與細節處理上的重視，所以要加強橋梁的耐久性和安全性方面的研究必須往定量分析方面發展。

3.結構常見的疲勞損傷。市政橋梁結構通常所需承受的車輛荷載與風向荷載屬于動荷載，它們會在結構內部形成可以循環變化的應力，這些應力不僅會導致結構出現振動，還會促使結構因累積出現疲勞損傷。一般市政橋梁使用的材料不是均勻和連續性的，而且材料上經常會有各種微小缺陷出現，受循環荷載作用，該類缺陷會日益發展合并在一起，進而造成損傷，嚴重時還會在材料內部產生宏觀裂紋。假如施工人員不能有效控制住宏觀裂紋，便可能導致材料與結構出現脆性斷裂現象。通常早期疲勞損傷很難被檢測到，然而由于它帶來的后果屬于災難性的，因而要嚴加防范。疲勞損失在以往常被認為鋼橋設計過程中最為核心的問題，并且由它引發的鋼材開裂情況比較多，所以結構設計中要將這個問題列為結構設計考慮因素的重中之重。

4.防洪水位及人行橋欄桿。在對橋梁結構進行設計時，需在充分考量百年洪水位的基礎上對所處地域的防洪水位著重關注，核查其相關影響。在對人行橋欄桿進行設計時，需做好相關的抗水平外推檢算設計，欄桿重量也不應超過1.2kN/m的范圍，樣式應以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬，對于一些特殊欄桿給予橋梁設計的影響也應充分全面的考慮。

5.交通量及特殊荷載。在進行城市橋梁結構設計時需在對其所承載交通量全面分析的基礎上進行車道寬度、結構的預測明確。特別是一些互通式的立交橋在設計時，需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量，對橋梁的結構規模合理設計，避免出現交通堵塞問題。我國的超載問題極為突出卻又無法完全杜絕。對于一些極為突出、明顯化的超載情況，可能會導致出現橋梁塌陷、傾覆等問題。因此在結構設計中需對此類特殊因素著重考量。在進行橋梁荷載驗算時，需在最大荷載值的基礎上進行1.4倍的乘以處理。對于一些支座或是墩梁結構可以考慮安裝抗傾覆裝置

6.實例說明。某大橋無論是從結構還是施工上看均達到了世界超一流水平。整座大橋無論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設計施工，均讓相關工作人員煞費苦心。通過對橋梁設計問題的著重分析研究，最終獲取到了較好的成效。為了更好地應對可能出現的問題，相關設計人員對此橋結構進行了再設計施工，對其系桿進行了加固設計，以此幫助其更好承受拱腳推力，滿足荷載需求。與此同時，還在橋梁內部結構加強了減震性能的設計，從而全面有效的抵擋可能發生的地震災害。另外，在大橋的兩側還進行了1.5m人行道的設置。（大橋基本資料如表1所示）

總體而言，我國市政橋梁的設計理論與結構構造體系尚不完善，很多方面都需要進一步的改進與完善。從某種程度上來講市政橋梁設計屬于系統性非常復雜的工程，不僅需要具備極其豐富的理論知識，還要盡可能的減少主管經驗因素給施工設計造成的不良影響，只有全面規避一切不良因素，才能確保市政橋梁設計方案能夠達到工程規劃的要求，也才能為后期工程實際施工作業的開展指明道路。

參考文獻：

[1]張建仁，劉揚.結構可靠度理論及其在市政橋梁工程中的應用[M].北京：人民交通出版社，2013（8）.

[2]武芳，趙雷.市政橋梁結構可靠性研究的現狀和發展[J].工程結構，2013（8）.

[3]吳海軍，陳艾榮.橋梁結構耐久性設計方法研究[J].中國公路學報.2013（3）.