探讨桥梁设计的现状与改善策略

高红霞

(贵州智恒工程勘察设计咨询有限公司，贵州 贵阳 550004)

1 桥梁发展概况

1.1 梁桥

如今，交通运输快速发展，对交通行车的平顺性与舒适性有着很高要求。在这种情况下，对伸缩缝数量较多的刚构桥而言，无法满足要求，而采用超静定结构体系的连续梁桥，凭借较高的刚度与很小的变形得到广泛应用。对于采用普通钢混结构的连续梁桥，其适宜跨径为15～30 m，如果跨径增大，则结构自重将导致弯矩不断增加，导致混凝土产生裂缝。对此，采用预应力混凝土可以良好的解决以上问题。

因连续箱梁的构造、施工与使用都具有明显优势，所以近几年建成的采用预应力混凝土结构的连续梁桥数量越来越多，并且正向以下趋势不断发展：结构的自重越来越轻，所用混凝土材料的强度标号越来越高；另外，在建筑材料与预应力技术快速发展下，桥梁跨径也有所增加，但以250 m的跨径较为合理，如果跨径较大，不仅施工难度大，而且会造成浪费。

1.2 跨线桥

高速公路跨线桥的跨度通常不大，桥梁结构受力相对较小，桥梁造型有一定发挥余地，此时需要采用新理念与新方法进行设计，以此在保证结构合理性的基础上做到美观大方，与时代气息相符。对于箱梁桥，既可采用变高度，亦可采用等高度。若从美观性的角度讲，则可采用大孔变高度箱梁桥，以营造出良好外观效果。

对于高速公路，由于是全封闭形式，可为车辆高速行驶提供良好条件，虽然这样能为社会带来良好经济效益，但也会对高速公路两侧正常通行造成影响。对此，上跨天桥得到大量的使用，上跨天桥除了可以营造良好行车环境，而且还能丰富高速公路景观，避免行驶过程中驾驶员产生疲劳，保证行车安全。

在上跨天桥设计中应遵循因地制宜的原则，充分考虑和地形与自然环境之间的结合。在确定建筑高度上，不仅要满足桥下净空要求，而且还要根据地形适当减少接线处的开挖和填筑工程量，以保证经济实用性。若桥梁两端地势相对较低，则可采用梁式桥；相反，若桥梁两端地势相对较高，则可采用拱肋桥。当地势更高时，以双向坡拱与斜腿刚构为宜。选择具体的桥型时，首先要从轻型方面入手，减少混凝土体积，其次则要考虑资源材料，遵循就地取材的基本原则。另外，在经济高速发展进程中，人们对生态环境保护越来越重视，作为全新的人文景观，上跨天桥若能和自然做到相互协调能达到良好的景观和环保效果。

在保证桥梁结构合理性与施工便利性的基础上，应尽可能的使桥型做到美观大方，并使桥型做到多样化，充分体现出时代的气息，同时在完成对主体工程的检查验收，并确认合格后，通过适当美化装饰，使高速公路及其桥梁做到线型良好，避免行车中驾驶员产生单调乏味的感觉，从而防止因疲劳而产生安全事故。在视野范围内，空间感觉直接影响行车安全性和舒适性。为创造出良好行车环境，不仅要做好绿化点缀，还应通过设计使桥梁做到美观得体，通过色彩的适当变换，使桥梁和环境良好协调，以此为司乘人员带来美的享受。

2 桥梁设计现状

虽然当前的桥梁工程设计取得了一定成果，但也始终存在一些问题亟待解决。一方面，参与桥梁设计的工作人员片面的重视结构强度能否达到设计要求，在其它方面考虑不周，如结构构造、材料与维护，尤其是对温度、环境和交通流等各项因素没有给予重视，导致设计成果无法满足要求，如混凝土结构强度不足、钢筋保护层厚度不足、结构体系的受力不均匀、建筑材料规格不满足要求，最终影响到桥梁工程耐久性与安全性。另一方面，桥梁的景观设计有误区：(1)采用包装式的传统设计方法，在当前的桥梁工程设计业界，已经形成传统认识，即景观设计只是桥梁设计附带的包装，显然这种做法不合理。对此，景观设计应尽可能早的介入，对于建筑师，必须在前期勘测阶段就投身到设计，通过综合思量形成一个有机的整体。此外，建筑师还要对方案实施多方面对比，在景观方面提出桥型上的设想，也可在结构专业上制定桥型方案，并实施景观论证，将其作为决策与方案深化重要参考依据；(2)在景观设计过程中存在伪桥型情况，其产生原因为建设单位或管理单位对现代风尚盲目的看重和追求，在这种情况下，设计人员不得不遵从。比如在梁板桥上附加悬索，导致桥梁形式和结构无法完全相符。对现代桥梁而言，已经不能单纯的将满足使用功能作为目标，由于桥梁跨度越来越大，形体表现越来越强，尺度越来越超凡，所以桥梁会对所在地区的景观带来很大影响。对此，在景观设计过程中，除了要保持良好的传统，还应对因为社会发展和进步而产生的景观方面的问题进行动态跟踪，只有这样才可以满足我国对桥梁建设提出的新要求。

3 桥梁设计改善策略

对桥梁工程的设计人员而言，应不断加强设计专业知识学习培训，提高自身责任意识，正确认识到桥梁设计对社会正常运营与人们生命财产安全具有的重要作用与意义，设计中做到对工程的全盘考虑，并保证日常工作的积极性，采用有效方法提高桥梁质量，减少隐患的产生。对于桥梁设计计算方案，应保证其合理性与科学性，使桥梁工程耐久性与安全性达到要求，避免安全隐患和问题的产生。除各类外部因素会对桥梁工程造成影响外，桥梁工程建筑材料的性能也具有一定决定性的作用，如果材料自身性能不满足要求，或在施工后发生退化，将其桥梁安全性与耐久性等关键指标带来影响，尤其是跨度相对较大的桥梁，其拉索耐久性会对桥梁正常运营造成影响，为保证安全只能频繁的更换，既增大了安全风险，又增加了成本。对此，设计过程中应首先考虑使用寿命，保证使用寿命可以满足现行标准与设计要求。在设计的过程中，还要对不同方面的影响因素做综合考虑，加强定期监测与维护，使使用寿命得以延长。因桥梁通车后要承受大量负载，桥梁内部结构将产生损伤，此时如果未能及时有效的维护，会使结构或材料发生断裂，进而产生安全事故。对此，设计工作中应引起足够的重视。在桥梁的减隔震设计中，应充分考虑如图1所示的加速度反应谱。

图1 加速度反应谱

另外一方面就是要加强景观设计，因为这是现阶段桥梁设计的重点问题。对于桥梁景观，按照“Frederick Gottemoeller”的说法，是对桥梁进行的艺术设计。景观设计可以分解成以下几个部分：其一，桥梁线形设计；其二，桥梁造型设计；其三，桥梁平面布局设计；其四，桥梁色彩设计；其五，桥梁肌理设计；最后，桥梁装饰设计。另外，在景观设计过程中，对于不同元素的使用也要做到规范化，以此使桥梁的技术、使用功能及景观美学等达到统一。桥梁并非孤立在环境当中，而是和其它景观伴生，对此，复合景观具有更大的作用与意义，比如我国的武汉长江大桥和龟蛇两山相伴生始终是武汉人的骄傲。实施景观伴生的根本目标在于使环境当中的景观达到和谐和有机，其中，环境除了自然环境还涉及到人文环境。基于此，桥梁环境景观是景观设计主要内容。在上世纪末，我国环境意识开始觉醒。经济的发展导致土地开始沙漠化且水源不断污染，越来越严重的环境破坏使人们逐渐开始认识到和环境和谐的重要性。对此，桥梁景观设计过程中，必须强调环境景观，这不仅是对之前提到的大背景的良好呼应，而且还是确保桥梁景观得以可持续发展的有效举措。体现至桥梁工程景观设计则是使桥梁的景观和其它景观良好协调，桥梁景观在地形地貌良好契合，比如桥梁景观对当地文化环境给予充分尊重，并在桥梁工程建设过程中对工程建设所在地点所有自然原生景观予以有效保护。以上这些内容都是传统意义上桥梁工程景观设计工作无法做到的。

4 结束语

通过以上分析可知，桥梁作为交通运输工程重要组成部分，它对交通运输的可达性有重要作用和贡献，也能对经济发展起到有效的推动作用。目前，桥梁工程的规模越来越大，对设计也提出了越来越高的要求。针对这种现状，需要在明确当前桥梁设计存在的问题基础上，制定有效策略予以改善和提高，以不断提高桥梁工程设计水平，为之后桥梁工程建设的进一步发展奠定良好基础。