公路橋梁中大跨度橋梁設計要點分析

周明星

湖北廣交工程勘察設計有限公司 湖北 武漢 430000

引言

隨著公路橋梁建設技術的不斷改進，我國的大跨度橋梁數量不斷增加，已經成為公路橋梁設計中的重要組成部分，大跨度橋梁的設計和建設質量提高，極大的推動著公路橋梁行業的實際發展。所以，如何保證公路橋梁中的大跨度橋梁設計的質量，是今后公路橋梁建設研究的重點。全面的對建設過程中的各方面因素進行充分考慮，重點把握好道路橋梁的設計要點，能夠有效的保證大跨度橋梁的建設質量。

一、大跨度橋梁的設計要點分析

（一 ）大跨度斜拉橋的設計要點分析

大跨度斜拉橋相對于其他類型的橋梁來講，穩定性和承載能力是其最大的優勢，在跨越能力方面的優勢也十分明顯。大跨度斜拉橋的設計建造主要由主梁、索塔和斜拉索三部分構成，通過對這三部分的科學組合形成橋梁的整體體系結構。在設計的過程中，具體的結構組合設計可以根據跨越情況的不同進行實際調整，有單索面、斜向雙索面和豎向雙索面等幾種代表性的結構類型，通常情況下大跨度斜拉橋用于距離為200米到800米之間的河流或者溝谷的跨越建設，有時可以很明顯的看見橋梁斜拉索的自錨，特征比較明顯。

（二 ）大跨度懸索橋的設計要點分析

懸索橋的應用是大跨度橋梁設計建造的一大技術飛躍，很好的解決了較大跨度的公路橋梁設計問題，并且可以在高山地區建造，跨徑更大，應用前景十分廣闊。由于其特殊的結構設計，橋梁的承載能力大小主要取決于橋塔的設計。通常情況下大跨度懸索橋會設計兩個橋塔，兩個橋塔會將懸索橋劃分成中跨和邊跨兩個部分，橋塔的位置設計主要取決于橋梁跨度的大小或者橋梁的長度值，中跨和邊跨的設計比值一般為二比一或者四比一，橋梁的垂直比則一般為一比六或者一比七，具體的比例設計需要結合橋梁設計的具體情況進行修改，有時也會出現較大的比例差異。

（三 ）大跨度拱橋設計要點分析

拱橋，在我國的橋梁設計建造中歷史悠久，不僅在古代被廣泛應用，在現代的道路橋梁的建造設計中依舊發揮著極其重要的作用。并且隨著鋼筋混凝土等現代橋梁建造技術的增加，拱橋的結構更加穩定，還衍生出了很多的混合型拱橋結構。目前使用最廣泛的是鋼管混凝土拱橋結構，其承載能力強，而且施工建設相對簡單，主要應用于V字形、小跨徑的山谷跨越。

二、大跨度橋梁設計的優化策略

公路橋梁的建設中，離不開大跨度橋梁的設計，所以，大跨度橋梁的設計質量提升，可以有效的保證道路橋梁的建設質量提高。為了更好的保證道路橋梁設計的質量提高，就需要不斷的對大跨度橋梁的結構進行科學的優化，努力保證橋梁結構的穩定性提升，進而保證橋梁使用的安全性和耐久性，并且在一定程度上，還可以很好的建設成本，推動大跨度橋梁建設行業的更好發展。

（一 ）索塔的優化設計

索塔是大跨度橋梁設計建造中的關鍵部分，因此大跨度橋梁結構的穩定改進必須要優先從索塔結構進行調整。索塔的優化可以從兩個方面進行實際考慮，分別是受力設計和塔高，尤其在塔高方面，在保證承載力足夠的同時要盡可能的降低塔高，因為索塔的高度越高，橋梁的建設難度越大，而且建設成本也會隨之增加。所以在進行大跨度橋梁的設計過程中，塔高的優化設計十分重要。另外，索塔結構的穩定，還需要對鋼索的強度以及韌性進行綜合考慮，鋼索的固定在一定程度上也會影響到索塔的穩定，索塔的設計要盡可能全面的進行考慮，才可以保證大跨度橋梁的設計質量實現。

（二 ）斜拉索與主纜的優化設計

大跨度橋梁的設計大部分都需要利用斜拉索對橋梁進行固定，有些橋梁甚至是全索結構，這些橋梁結構的主要重量承載都匯集在鋼索上，而自然外部環境對橋梁的鋼索會產生很大影響，甚至有可能會對橋梁的承載能力產生很大的影響。尤其是在一些偏遠的山區或者高海拔的地區，大風天氣出現的概率極高，會直接影響到橋梁的使用壽命。因此，必須要從鋼索的材料上入手，選擇剛度和韌性較好的鋼索作為橋梁的斜拉索或者和主纜，同時在斜拉索和主纜外部做好防銹和防腐蝕處理，避免和減少外部環境對斜拉索或者主纜的侵蝕和破壞。

（三 ）索力的優化設計

有些橋梁的跨度非常大，所以橋梁的非線性條件變化也會非常明顯，要想對這一現象進行實際改變，就需要科學的對橋梁的索力進行優化，努力實現對主梁和線性的實際控制，通常進行索力優化的方式有以下幾方面：（1）對指定的索力進行具體的優化調整，在具體的調整方式主要有零位移法和剛性支撐連續梁法；（2）使用科學的計算方法對橋梁的索力進行優化，可以使用的計算方法有彎矩平方和最小法，對橋梁的約束索力進行具體的考慮和優化；（3）影響矩陣法對索力進行優化，這樣方式對索力的預應力和約束邊等進行了最綜合的計算，數據的準確性更高，而且還可以有效確保橋梁鋼索結構的科學性和合理性。

（四 ）橋墩和基礎的優化設計

橋墩是橋梁承載的基礎部分，所以，大跨度橋梁的設計過程中，必須要對橋墩等基礎設施進行綜合考慮，對橋梁建設環境進行實地考察，科學的選擇橋墩的建設材料，并且結合建設地點周圍的水文和氣候環境進行綜合計算，盡可能保證橋墩等基礎設施的穩定，進而保證和延長橋梁的使用壽命。

三、結束語

大跨度橋梁的建設是公路橋梁建設的重要組成部分，所以，大跨度橋梁的穩定性提升直接關系著道路橋梁的使用安全能否得到保證。在大跨度橋梁的設計中，一定要緊緊抓住橋梁的設計要點，從細節上提高道路橋梁的建設質量，進而保證道路橋梁設計和建設質量的提升，促進我國經濟的更好更快發展。