公路桥梁中大跨度桥梁设计研究论文

时间：2021-08-31

　　摘要：随着我国交通行业的不断发展，公路桥梁工程项目逐渐增多，且对公路桥梁的施工质量提出了更高的要求。所以本文主要探讨了公路桥梁中大跨度桥梁设计，以此实现大跨度桥梁设计水平的不断提升。

　　关键词：公路桥梁;大跨度;桥梁设计

　　随着公路桥梁技术水平的不断提升，大跨度桥梁工程逐年增加，在公路桥梁设计过程中，大跨度桥梁是其重要组成部分，与公路桥梁的使用息息相关，所以保证公路桥梁大跨度桥梁设计质量至关重要。所以在大跨度桥梁设计过程中，应充分考虑各项因素，并抓住大跨度桥梁设计要点，并对桥梁结构进行合理优化，进而保证大跨度桥梁安全。

　　1 大跨度桥梁设计的设计要点

　　1.1大跨度斜拉桥设计要点

　　大跨度斜拉桥具有许多的优势，包括稳定性以及承载能力强，且具有较强的跨越能力。大跨径斜拉桥主要由三部分组成，包括主梁、索塔以及斜拉索，在拉桥概念设计过程中，对于这三部分，设计人员通过合理的组合，将其组合成漂浮体系、半漂浮体系、塔梁同结体系以及刚构体系等。在对桥梁索面进行设计过程中，可以将桥梁索面设计成单索面、竖向双索面、斜向双索面以及空间索面。斜拉桥拉索具有自锚特征，多数斜拉桥的斜索是自锚体系，只有在如主跨很大边跨很小等特殊情况下，少数斜拉桥才采用部分地锚式的锚拉体系。一般情况下，将大跨度斜拉桥结构应用在200-800m之间的河流或者峡谷桥梁建设中。

　　1.2大跨度悬索桥设计要点

　　悬索桥是大跨度桥梁的主要类型之一，它由许多部分构成，包括主缆、吊索、桥塔、加劲梁以及锚碇等，一般情况下，将大跨度悬索桥梁应用在跨径大、高度高的山区桥梁建设中。在悬索桥设计过程中，将桥塔作为桥身支承，因此应设计两个桥塔，并利用两个桥塔，将悬索桥分成中跨以及两个边跨，同时设计人员合理确定边跨的长度，通常将中垮和边跨设计为2:1或者4:1，对于悬索桥的垂直比，也可以设计为1:6，也可以设计为1:7，具体应充分考虑桥塔高度。

　　1.3拱桥设计要点

　　在我国，拱桥是一种使用时间较长的桥梁类型，在现代拱桥设计过程中，为了使其能够充分发挥功能，可以采用钢筋混凝土结构的拱桥，并结合混合类型拱桥，目前现代拱桥主要以一种拱桥结构为主，即钢管混凝土结合钢筋混凝土拱桥。这种拱桥结构具有一定的优点，如施工简单，承载能力强等，在跨径较短、且V字形峡谷中，可以采用拱桥结构。.

　　2大跨度桥梁设计的优化对策

　　在公路桥梁设计过程中，应加强对大跨度桥梁设计进行合理的优化，使得大跨度桥梁设计方案更加的科学、合理，能够增强大跨度桥梁结构的稳定性、安全性以及耐久性，同时通过大跨度桥梁设计，还能够给增加跨度桥梁设计的经济性，具体的优化内容表现在以下几个方面：

　　2.1 索塔的结构优化

　　索塔结构的优化是大跨度桥梁设计优化的重要组成部分。在索塔结构优化过程中，主要进行两部分的优化，一部分为塔的受力合理性进行优化，另一方面对塔高进行优化。对于塔高，应保证最佳，若塔过高，就会增加施工难度以及施工成本，反之，则会增加主梁以及拉索的受力，并降低拉索工作效率，因此对塔高优化非常重要。但是需要注意的是对于塔高的优化，需要结合其它部分，充分考虑各种因素。另外还应加强缆索毛骨性、缆索形式以及锚固定的分布等等，不断提高大跨度桥梁设计水平。

　　2.2斜拉索或主缆的动力优化

　　在大跨度桥梁设计过程中，出现如斜拉一悬吊混合体系、全索桥等新型的桥梁结构，这些新型桥梁结构的属于柔性结构，主要由缆索进行支承。外部环境对拉索使用会产生一定的影响，使其发生大幅振动。例如在大风天气，大风会引起拉索的自激振动以及数据共振等，进而引进锚固端疲劳，进而降低拉索的使用寿命。所以应加强斜拉索或主缆的动力优化设计。

　　2.3索力调整优化

　　桥梁的跨度越大，其收缩徐变以及非线性条件会越显著，因此为了改善这一问题，可以严格控制斜拉索力以及施工时的立模标高，进而实现对主梁用力和线性的有效控制。目前对于索力调整的理论研究，国际桥梁界主要确定有以下几个方面：

　　(1)对指定受力索力进行优化，也可以对位移状态下的索力进行优化，优化方法主要包括两种，一种为零位移法，另一种为刚性支承连续梁法。(2)可以采用弯矩平方和最小法，对约束的索力进行优化，也可以采用弯曲能量最下法进行。(3)采用索量最小法，对有约束的索力进行优化。(4)影响矩阵法，通过该方法的合理应用，能够对活载、预应力以及约束边等影响进行计算，同时还可以获得不同加权优化结构，而且该方法不仅可以用于索力的调整，还应确定索结构合理状态。

　　2.4桥墩及基础优化

　　在桥梁建设过程中，桥墩是其重要的组成部分，同时也是受重的.主要部分，所以在桥梁及基础设计过程中，应合理选择桥梁建设工艺及材料，同时在桥梁设计之前，应对桥梁所选地质进行充分的考察，分析桥梁地质区域的水文地质条件，获得准确的数据，并以此为根据，合理的设计桥梁桥墩以及基础，并对设计进行优化处理。

　　3结语

　　总之，随着我国公路桥梁建设不断增多，大跨度桥梁建设也逐渐增加，因此其设计以及施工水平，对桥梁质量和安全具有直接影响。所以在大跨度桥梁设计过程中，应根据具体的实际情况，结合相关的规范，合理的进行大跨度桥梁设计，把握大跨度桥梁设计要点，同时应对大跨度桥梁设计进行不断的优化，包括索塔的结构优化、斜拉索或主缆的动力优化、索力调整优化以及桥墩及基础优化，以此不断提高大跨度桥梁设计水平的提升，以此促进我国公路桥梁建设长久、稳定的发展。

　　参考文献

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