橋梁設計原則解析

王睿

摘 要：橋梁作為一種能夠跨越障礙、為車輛提供通行的建筑，在基礎建設中占有十分重要的地位。由于橋梁建設涉及很多重要的技術問題，因此，其設計也涉及多方面的問題。那么，怎樣設計經久耐用的橋梁？在橋梁設計中要遵循哪些基本原則？現對此展開詳細的論述。

關鍵詞：橋梁；設計原則；經濟性；安全性

中圖分類號：U442 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0114-02

橋梁是基礎建設中不可缺少的一部分，在經濟建設、政治建設，甚至在國防建設中都占據著很重要的地位。為了橋梁建設的優質和高效，我們在橋梁建設中必然要遵循一些重要的原則。“萬物皆通”的原則是不存在的，原則之下不一定會產生大量的優秀作品，卻能夠杜絕一些非優秀作品，可見原則的必要性。

1 適用性原則

在橋梁設計中，適用性是遵循的首要原則。我們常常看到這樣的現象：相對落后的偏遠鄉村有著現代化的橋梁，而現代化城市中的橋梁卻破破爛爛，或在經濟發展較快的地區，現代大橋上卻只有稀稀落落的車輛通過。這就是橋梁建設與現代化發展不相適應的表現，也就是沒有把握好橋梁建設的適用性原則。設計橋梁時需要考慮以下幾方面的問題：①橋梁現在和未來的車流量。設計橋梁時，我們要充分考慮橋梁是否經久耐用、橋面寬度是否滿足當前及在規劃使用時期內的交通流量，特別是大、中橋梁的設計，更要充分考慮這方面的問題。②特定時期的需要。既要考慮和平時期經濟發展的需要，又要考慮發生戰爭時國防方面的需要。③特殊地區的需要。比如在地震頻發地區，橋梁的設計就要考慮到該地區地殼活動比較活躍，從而加強橋梁的抗震能力；如果橋梁被建在通航的河流上，那么，橋梁的設計就要滿足航運的需要。因此，應結合各方面的需求來設計靠近村鎮、水利設施和鐵路的橋梁。④橋梁的承載力。為了不產生過大的變形和過寬的裂縫，在設計橋梁結構時，橋梁的荷載要適當，橋梁的入口處和出口處都要方便車輛的行進和疏散，盡量避免發生交通擁堵。此外，橋跨結構的下方設計要利于通航、泄洪和行人。

2 安全性原則

安全性原則在橋梁設計中也是非常重要的。如果橋梁建設沒有遵循安全性原則，那么帶來的危害是我們無法想象的。因此，安全性是橋梁設計時應該重點考慮的原則。馳名中外的趙州橋距今已有1 400多年的歷史，是到現在為止最早、保存最為完整的一座古橋。趙州橋之所以經歷1 400多年的風雨滄桑而依舊完好，說明其設計者在設計之初就非常重視橋梁的安全性。據史料記載，趙州橋選址非常合理。這種選址的合理性加強了橋基的穩固性，再加上堆砌方法新穎，且采取了很多嚴密的措施保證大橋的穩定性，正是這些安全因素保證了趙州橋的穩固、安全。要保證橋梁的安全性，就要保證整個橋梁結構及各個構件在制造過程中有足夠的強度、運輸的過程中有足夠的剛度、安裝時有足夠的穩定性、使用過程中具備一定的耐久性。

但目前，無論是在國內，還是在國外，橋梁安全性差、耐久性差的現象隨處可見，主要原因有以下三方面：①對橋梁設計理論和構造體系等方面的考慮還不夠全面。一些設計人員在設計橋梁時，往往因為考慮得不夠周全，以致不少橋梁在設計時雖然滿足設計規范強度，但是使用僅僅十幾年，甚至幾年，就出現了安全問題。②一些設計人員在設計橋梁時仍舊采用傳統的設計思維，無法緊跟時代的發展來更新自己的安全設計理念。橋梁設計時要考慮不同的環境、不同的使用條件、不同的設計對象，這些因素中任意一者發生變化，橋梁結構體系的布局和構造要求就會相應地發生變化。設計時，如果設計人員沒有充分考慮橋梁使用時期的實際性能，卻偏重設計建成時橋梁結構的負載能力和服務能力，對隨著時間的推移而產生質量越來越低劣的現象缺乏足夠的認識和考慮，從而導致安全事故的發生。③因存在很多人為因素而使橋梁質量沒有達到規范要求，比如偷工減料、以次充好、管理腐敗等現象在橋梁施工過程中大量存在；“豆腐渣工程”頻頻出現，使橋梁的安全性無法得到保障；突然垮塌事故在橋梁建筑工程中也不止一次出現過。慘痛的歷史教訓告訴我們，在橋梁設計時，要將安全性原則列為重點考慮的對象，將人民群眾的生命財產安全時刻放在心上。此外，在設計時，要綜合考慮各種環境因素，比如風雨因素、化學反應因素、風化因素、超載現象、地震等外在影響因素，更要重視橋梁結構的耐久性。

3 經濟性原則

所謂“經濟性原則”，即為用最少的人力、物力獲得最大的收益或成果。但是，有些地方的橋梁在建設時，考慮更多的如何提高當地政府的政績，而忽略了橋梁建設的經濟性原則。因此，我們經常可以看到很多世界一流的橋梁，在設計、建設時打破了某一項新紀錄，但這些橋梁建成之后的使用情況卻很少有媒體報道。為了降低施工費用，在設計橋梁時，設計人員要盡量設計出滿足快速施工需要的方案，從而縮短工期、減少開支。同時，要提前將橋梁投入使用。這樣，不僅可以減少費用，還可以增加運輸方面的收益。橋梁設計還要考慮到日后的維修可以不中斷交通，盡量做到不封閉施工。這樣不僅有利于橋梁的維修和養護，而且也可以減少相應的費用。另外，盡量減少因維修引起的經濟效益的損失，特別是那些收過橋費的橋梁。

4 美觀性原則

在考慮了橋梁的適用性原則、安全性原則和經濟性原則后，還要考慮橋梁設計的美觀性。橋梁不僅僅是交通運輸中的重點建筑，也是城市環境和自然環境的點綴品，能夠起到美化環境的作用。在因地制宜的基礎上，一座橋梁應該具備漂亮的外形、優美的裝飾，既能達到橋梁自身的和諧，又要與周圍環境協調一致。對于城市橋梁，尤其是游覽區的橋梁，更要考慮橋梁的美觀性原則，因此，設計人員在設計橋梁時，應結合自然環境，精心構思設計方案。此外，橋梁設計人員還應認真學習、借鑒國外橋梁設計的先進技術和先進理念，跟隨時代的發展，不斷更新自己的設計理念。

5 可持續發展性原則

在設計橋梁時，要貫徹“適用、安全、經濟、美觀”的原則。縱觀世界著名的橋梁，無一不是遵循了這些原則才建成的。在橋梁設計時，要充分考慮橋梁的環境保護、生態平衡等因素，保證人與自然的和諧發展。此外，橋位選擇、橋跨布置、墩身外形等因素也很重要。只有全方位考慮基礎方案、上部結構施工方案、施工組織設計方案，全面考慮橋梁建設對環境的影響，建立環境監測保護體系，才能實現橋梁的可持續發展，才能保證我國橋梁建設事業的高效、健康發展。

6 結束語

橋梁設計原則在橋梁建設中具有極其重要的作用，對建設高質量的橋梁起著關鍵性作用。橋梁的設計應該遵循適用性原則、安全性原則、經濟性原則、美觀性原則和可持續發展原則等。希望在這些原則的指引下，我國能夠設計出更堅固、更科學、更安全的橋梁，為經濟建設提供更多的優質建筑。

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〔編輯：劉曉芳〕