關于市政橋梁結構設計要點的探討

摘要：橋梁工程作為城市交通運輸體系中至關重要的組成部分之一，施工期間常常會出現各種質量問題與隱患，為了杜絕此類隱患的發生，關鍵在于從設計入手，提高橋梁結構設計質量。本文圍繞市政橋梁結構設計展開了全面分析與探討。

關鍵詞：市政;橋梁;結構設計

設計是決定質量的重要因素，設計質量的高低將直接影響著整個橋梁工程建設質量的高低，從而備受各方人員的重視。所以工作人員必須遵照施工要求和實際設計情況進行規劃，做出安全系數較高、經濟適宜的方案，能夠有效的避免出現公路橋梁存有安全隱患的情況。市政市政橋梁結構設計中，還要充分考慮排水、環境與抗震等多方面的因素影響。只有在設計過程中充分把握各個設計要點，才能夠真正設計出符合現代社會發展需求的基礎工程，滿足社會發展需求。

1.市政橋梁結構設計要求

1.1設計橋梁結構的體系流程

為了達到正常橋梁的設計要求，需要根據實際情況對橋梁的結構進行分析，通過對結構的優化，來可以實現對公路結構的完善。一般情況下，作業人員構建模擬應用，通過對橋梁橋墩的受力試驗，尋找到最為適宜的控制區域。針對橋墩類別的多樣性，再加上模擬環節錯綜復雜的特性，該流程需要技術人員認真、仔細的處理。橋梁設計期間為了完美展現上部結構與曲線半徑的結合情況，還需要對梁體協調性進行優化，在受力過程中保證梁柱的抗彎能力達到指標，在公路環境較為惡劣的情況下，適當增加橋梁上、下部的數量。

1.2橋梁載荷設計的要求

橋梁超載是導致橋梁使用壽命縮短的原因之一，而且在現實生活中，橋梁超載的現象十分的嚴重。如果橋梁長期的處于超載的狀態，就會影響到橋梁的耐久性。對于橋梁超載問題的解決，除了需要有關部門加強管制之外，作為橋梁設計者，在進行設計時也要充分的考慮到橋梁超載問題。橋梁設計要求主要指的是在選取載荷標準時的要求，根據不同載荷標準制定相應的橋梁最大剪切力與最大彎矩數值。舉例而言，當橋梁載荷為車道一級的情況下，跨徑為二十米的剪切力與彎矩應分別為一百八十千牛頓和三百六十千牛頓每米，車道超二十級也是目前應用較為廣泛的標準。之所以應用新式載荷標準，是因為在作業人員在設計流程中可以輕松的計算出理論狀態需要的內力，并通過應用圖紙的裂紋變形來增大鋼絲線的承受力度，從而滿足橋梁設計的要求。

2.市政橋梁結構設計

2.1上部結構設計

高度公路橋梁設計的原則需要從上下兩個部分進行論述，其中上部設計主要涉及到主梁、伸縮縫以及搭板等部分，而下部設計則主要涉及到橋墩和橋臺的設計。其中上部設計主要包括下面兩個方面。

（1）主梁設計。簡支梁結構依據設計要點的不同分為裝配式以及整體式，裝配式的主要特點是可以將預定的相關主梁配件分開進行運送，施工時再進行裝配成梁，該支梁在設計過程就能使用自動化以及機械化的工程技術，減輕了勞動強度并有效減少材料浪費，使工程的施工效率大大提升，而且減少季節對工程施工的影響力。

（2）伸縮縫的設計。從道路的平穩角度來看，橋梁上應該盡可能的減少伸縮縫。對于跨徑小于等于"16m的單孔橋梁只需要設置一個伸縮縫，而另一端采用橋面連續的設計方案。如果橋梁有兩跨，且單孔跨徑小于等于16m，那么伸縮縫可以設計在橋墩處，兩側橋臺部位則可以使用橋面連續結果，這樣就能夠有效提升行車的舒適度。

2.2橋墩的設計

裝配式簡支橋梁結構設計中普遍采用雙柱式墩，十字墩或矩形薄壁墩等型式，其中單幅雙柱式橋墩結構型式應用較為普遍。如在巖溶性地帶、樁基礎施工困難地段應根據實地情況避免過多地設計樁基，單柱單樁的設計為宜;而擬建施工現場位于河谷或受到滾石威脅時，則應考慮設計增強橋墩結構的整體抗撞擊能力，亦須單柱單樁設計為宜;對于高位墩柱長橋的情況，則應考慮到橋梁上部結構荷載累積變位的問題，采用雙幅兩柱整體下部構造設計為宜。

2.3橋梁附屬設備的設計

橋梁附屬設備包括伸縮縫、支座、排水系統、照明系統等，這些部分雖然在工程造價中僅占很少的一部分，但也發揮著重要的作用。現已建成的大多數橋梁的排水系統設計相當簡單，僅僅是使用排水管將水引出橋面而已。現在采用綠色設計對以上設計進行優化：

（1）選擇排水系統的材料。傳統的材料是鑄鐵，這種材料易銹蝕且造價高，同時不利于不可再生資源的節約。有鑒于此，可考慮使用PVC"管等材料，這些材料具有輕質、節能、抗腐蝕的特點。

（2）設計排水系統的數量。由于設計人員對排水系統缺乏足夠的重視，往往是按大概的間距進行設置，這樣會造成排水不暢或排水系統過多，違反了綠色設計的原則。應根據當地的降水情況進行水力計算來準確設置足夠數量的排水系統。

2.4結構耐久性設計

（1）一定要注意混凝土的結構耐久性的規定要求，在設計時注意控制其混凝土最小保護層厚度，使預應力管道與鋼筋存在一定的距離，為混凝土的振搗做好基礎準備，同時對于所采用的水灰比要仔細分析檢查，保證其適用性，以達到增強混凝土自身密實度和抗損壞能力的要求。

（2）選用具有防腐作用的鋼筋，因為在實際施工過程中，經常會發生鋼筋腐蝕的現象，所以對鋼筋的構造、材質的選用上，必須做到認真、細致。也可以在混凝土中摻入鋼筋阻銹劑，通過此種方法來延緩鋼筋腐蝕破壞，不僅在時間上有效控制腐蝕，而且及時有效地延緩了其遭受腐蝕的速度。

（3）隔震裝置設計，目前，采用較多的隔震設計是彈性反應譜設計方法。彈性反應譜法在不同國家具有不同規范，其主要區別是計算公式，這些公式主要計算隔震裝置的等效阻尼和等效剛度。由于橋梁的地震響應與隔震裝置振幅存在必然聯系，所以在計算時需要考慮隔震裝置的最大振幅。

（4）結構的使用壽命以及機構極限的耐久性。要根據橋梁工程的設計年限以及結構耐久性等級來確定機構的使用壽命和耐久性，在我國橋梁工程中，對于使用壽命問題沒有標準的規定，不同的橋梁工程的使用壽命都沒有唯一固定的范圍，在進行耐久性設計時，不要忽視橋梁結構在運行中，由于外界因素的影響到結構耐久性，雖然在設計中已經對耐久性能的確定依據強度的極限狀態。

2.5抗載荷能力設計

隨著我國經濟建設的大幅度提高，各個地區的運輸能力也在不斷發展，各種運輸工具越來越多，而且在向著更大，更重，載重能力更強的方向發展，設想一下，在跨河橋梁上成群結隊的車輛全部擁擠在橋面上行駛，這對于橋梁的結構堅實度是一項巨大的考驗，所以在橋梁抗高負荷承載的情況下，就需要設計者對于橋梁目前和未來所要面臨的載荷能力能高瞻遠矚，應用合理的結構來應對這一情況，而且可以再橋梁設計中的關鍵部位添加相應的減震裝置，如粘滯阻尼器，可以通過氣彈性部件可以有效的減少橋梁震動時產生的能量，以減少對橋梁主體的損害;鉛芯橡膠支座，可以有效減少支座的硬性撞擊，通過有著良好力學性能的鉛芯和橡膠的配合，就可以達到這樣的效果。總之，在抗重載荷情況下，橋梁的結構設計需要提前預估和計算出將要面對的負載情況，并且利用緩沖部件來直接降低重載荷所引起的橋梁壓力過大。

3.結語

總而言之，橋梁的設計需要遵循環境原則，根據地質條件的不同進行相應的調整，同時還要綜合考慮橋梁結構的安全性和行車的舒適性以及經濟效益，充分發掘在橋梁設計過程中可能忽視的細節問題，進而提升高速橋梁設計水平。

參考文獻：

[1]羅超.淺談山區道路常規橋梁設計[J].城市建設理論研究（電子版），2013（10）.

[2]黃皓，彭念.淺談山區道路常規橋梁設計[J].中國高新技術企業，2012（18）.

[3]張雷.公路橋梁設計隱患和應注意的問題[J].交通世界（建養.機械）.2012（01）.