公路桥梁中大跨度桥梁设计分析

黄波

要：社会经济的快速发展使得城市化建设进度也在快速推进，我国公路桥梁工程的数量与规模都有了进一步拓展。与此同时桥梁施工技术也有了明显进步，工程设计水平的提高使得原本存在于公路桥梁中的大跨度桥梁设计问题得到了有效改善。但由于公路桥梁工程数目的不断提高，为有效推进大跨度桥梁工程的发展，还需要不断加强桥梁建设的稳定性与使用寿命，这针对公路桥梁设计工作来说有着更加严格的要求，所以为改进桥梁设计，完善内部结构设计规划，确保大跨度桥梁的安全性，则需要明确设计要点和优化对策。本文便围绕公路桥梁中大跨度桥梁设计展开论述，重点探讨了有关的设计优化策略。

关键词：公路桥梁工程;大跨度桥梁;工程设计

0 引言

大跨度桥梁工程是路桥施工中的关键构成，在公路桥梁工程的设计与应用方面具有关键性意义。为了进一步改善公路桥梁工程的建设质量，在大跨度桥梁设计发那面便需要注重设计优化。相比之下，在桥型的设计上往往会面临很多复杂的设计问题，为了保障桥梁设计方案及图纸设计的科学性，需要不断探索设计优化对策，在提高大跨度桥梁工程使用效益的同时控制其工程造价。

1 公路桥梁中大跨度桥桥梁设计要点

1.1 大跨度斜拉桥设计要点

大跨度斜拉桥的跨度相较于其他结构类型来说更大，而且稳定性与承载性能都具有明显优势，有效改善了传统桥梁跨度不足等缺陷。大跨度斜拉桥结构一般有主梁、斜拉索、索塔，在设计过程中需要将各个结构进行组合，设计多种结构形式的桥梁。但设计期间也要重点关注桥梁索面，围绕桥梁结构的最大承载力，设计单或双索面以及斜索面。斜拉桥有着自锚特征，因此部分河流区域不需要设计桥梁锚碇，跨径一般设计在200 m～800 m之间。

1.2 大跨度悬索桥设计要点

面对一些山区丘陵地段，往往需要设计大跨度索桥来接通山区公路，而大跨度索桥在结构设计上一般有塔柱、主缆、锚碇等结构。很多山区地区跨径较大，若环境高度较高，那么则适合悬索桥结构。对于悬索桥来说，在设计过程中需要有两个塔柱分别置于桥梁两侧，利用塔架来支撑桥身，塔架材料多为钢筋混凝土构成，能够有效加强塔柱的承载能力，连通塔柱与悬索，在桥梁两端固定悬索，将大跨度悬索桥划为三个部分，一般包含中跨与两边跨，结合具体施工要求，按照锚固位置与成本控制来把握边跨长度，并且可以适当对跨比进行调整，将塔柱高度作为参照调控实际比例。

1.3 拱桥设计要点

拱桥是一种典型的桥梁结构形式，由于建筑条件的局限，一般都会采用石拱桥设计，但随着目前公路桥梁设计技术的快速进步，拱桥的设计也融入了很多现代元素，并且拱桥建设材料也越来越多样化，能够采用钢筋混凝土结构桥梁，也可以根据钢筋混凝土与传统石拱来设计。目前的拱桥结构以钢管混凝土与钢筋混凝土较多，拱桥施工相比之下工期更短，并且拱桥本身在结构上承载性能更强，实用价值非常高。在一些跨径较小的桥梁工程中，拱桥的应用本身就有着一定优势，例如V形峡谷便适合拱桥结构，拱桥的材料多为钢筋混凝土，拱肋包含实体拱肋与桁式拱肋。实体拱肋需要将桥梁跨径作为基础，采用单管或多管的设计模式，单管设计的抗弯性不足，若拱桥的桥梁跨径处于80 m以内，则可以应用单管形式的拱肋。多管桁式拱肋可以加入小直径钢管，能够有效改善拱肋的抗弯性能，若拱桥跨径处于100 m以上，则更加使用多管桁式拱肋[1]。

2 大跨度公路桥梁设计优化对策

2.1 大跨度桥梁整体设计的优化

由于大跨度桥梁多跨越高山河流，因此安全性成为了桥梁设计优化中的重中之重，不管是桥梁结构的承载力还是使用寿命方面都是关键的设计内容，但与此同时也使得大跨度公路桥梁结构设计更加复杂，导致在设计与建设中难度与复杂性都普遍偏高。同时由于地理因素影响，大跨度公路桥梁很多为高次超静定结构，桥梁结构在模拟计算中也可能会受环境因素、气候因素、水文因素等多方面条件的制约，导致在桥梁施工过程中导致设计与施工面临较大压力。对此需要选择合理有效的方法举措来确保桥梁结构的安全性与使用寿命，对大跨度桥来那个工程的整体设计进行优化，控制桥梁工程的设计难度，并在此基础上控制建设成本，这也是大跨度桥梁设计优化的主要内容之一。

2.2 大跨度桥梁局部设计的优化

目前，桥梁工程设计建造技术以及建设材料的质量都有了明显提高，更多更先进的技术工艺以及材料涌入市场，这也进一步改善了原本桥梁工程体系的空缺和不足，改善桥梁工程结构的承载能力与耐久性。大跨度桥梁工程的局部优化便是针对桥梁结构受力位置和易损结构进行结构上的针对性强化，在改善桥梁结构安全性与承载力的基础上加强桥梁跨越能力，也能有效控制桥梁工程的建造成本。目前我国的钢材产能也有了明显提升，桥梁结构设计中的钢材料应用也越来越多，在原本桥梁结构中自重较大且跨越能力不足的钢筋混凝土结构更改钢结构梁体或钢混叠合梁体，能够有效减少梁体结构自重，减少梁高的基础上也加强了桥梁自身的跨度。公路大跨度斜拉桥与悬索桥的结构优化也是根据这一方法而实现。针对桥梁跨径比和垂直比等方面的深入分析，桥梁自

振频率与结构共振的探索，以及结构材料的研发推广都为公路大跨度桥梁提高跨度、加强承载力、提高使用寿命等带来了可靠支持[2]。

2.3 大跨度桥梁上部结构设计的优化

自理想到设计，再到施工建设的一系列过程中，有关的因素较为繁多且复杂，针对大跨度公路桥梁上部结构而言，设计与优化是侨联工程施工建设改良环节中的关键，因此设计人员需要充分明确大跨度公路桥梁在设计与施工期间所面临的技术性问题，了解大跨度桥梁的最大承载能力，科学把控项目的建设成本等。针对一些比较复杂的地形或环境，大跨度公路桥梁工程需要结合自身结构的跨度和转弯半径等现有因素进行全方位考虑，选择合理的梁体结构，例如空心板高跨比相对更大，跨径较小，在一些地势较为平坦，跨度相比较小的地形条件下更加适用;T梁为开口断面，抗弯性稍有不足，比较适合地形陡峭，跨度中等的平直路段;等截面箱梁的抗彎性能较为优秀，比较适合跨度中等的平直路段，或转弯半径较小路段等。变截面悬臂梁跨径相比更大，整体抗弯能力更强，比较适合跨度较大且转弯半径较小的路段。桥梁上部结构的优化需要全面发挥结构的受力特征，分析不同梁体的优缺点和适用条件来进行选择，保证大跨度公路桥梁结构特性以及使用性能可以达到预期的设计要求。

2.4 大跨度公路桥梁下部结构设计的优化

大跨度公路桥梁的桩基和桥墩等结构位置的设计以及数量设计都可能会影响到桥梁结构的稳定性。为进一步改善桥梁结构的稳固性，需要针对桩基与桥墩等结构进行优化。在设计方面，需要结合上部结构的宽度来合理把控布设的宽度，桥梁可以选择多桥墩的结构形式，以此来提高桥梁的抗倾覆效果。并且桥墩设计也要合理控制桥梁结构刚度，科学分配同一联的墩顶力，使所有桥墩的作用都能展现出来。桥梁桩基的布设需要根据桥墩的布设方式进行设计，同一桥墩下的桩基长度与持力层需要尽量相符，根据地质勘查工作的结果来计算和校验桩基[3]。

3 结束语

随着我国经济社会的不断发展，公路交通体系也越来越完善，大跨度公路桥梁作为交通体系中的关键构成，进一步探索桥梁设计的优化策略，能够提高公路桥梁综合建设质量，为经济社会的快速发展予以充分支持。

参考文献：

[1]陈飞，刘智.公路桥梁中大跨度桥梁设计要点阐释[J]. 中国新技术新产品，2019（14）：87-88.

[2]隋春来.公路桥梁中大跨度桥梁设计研究[J].工程建设与设计，2020（9）：96-97+100.

[3]戴晖.公路桥梁中大跨度桥梁设计的应用[J].中华民居，2014（9）：247.