現代橋梁設計技術創新

張東方

（鄭州市交通規劃勘察設計研究院， 河南 鄭州 450000）

1 橋梁設計的重要性

為了確保橋梁項目建設可以順利的進行，首先要保證設計的正確性，其次要保證所有施工人員自身的安全性，不但可以為企業節省一大部分的資金，而且還可以為企業創造出更多的經濟效益。隨著我國城市化的快速發展，我國橋路項目的發展也得到了明顯的提高，既促進了我國經濟的發展又為廣大群眾的出行提供了便利條件。另外，為了提高項目施工質量，必須要保證設計的合理性與方案的正確性，從而確保結構基礎的穩定性，促進項目施工可以順利進行。

2 我國橋梁設計現狀

目前，我國橋梁工程主要以斜拉橋、拱橋以及懸索橋為主。而我國具有獨特傳統代表性的橋梁就是拱橋，其已經有百年歷史，由于拱橋的設計具有豐富的藝術風格，所以在園林造景當中最突出。現如今，大多數的橋梁都是以斜拉橋和懸索橋為主，20世紀80年代末我國突破性的建成了南浦大橋，這也就意味著我國現代橋梁的建造水平已經達到了世界級水平，同時也是我國橋梁建設發展的重要奠基石。例如：1999年，我國建成并投入使用的江陰長江大橋，其是我國第一、世界第四大橋，同時也是我國第一座超過1000米的懸索橋，標志著我國橋梁建造水平已經達到了世界第六；2009年我國所建設的重慶朝天門大橋已經建成并通車，其成為“世界第一大拱橋”，其主跨長度已達 552米；這些足以證明我國的橋梁建設水平已經到了一定的高度。隨著我國社會經濟的快速發展，無論是我國的橋梁規模還是橋梁建筑率都已經達到了世界頂尖水平，同時也證明了我國橋梁建設正處于不斷提高的高潮階段。不過，隨著建設速度越來越快，越來越多的問題也隨之出現，比如：在進行建設橋梁時，為了可以成為國內第一而追趕施工進度，在進行設計時不但沒有全面考慮，而且其設計特色也沒有新意，因為設計周期過短而進行倉促的設計，所以設計特點就比較少。總的來說，目前我國橋梁設計理論和結構構造仍然需要進一步的完善，同時還需要提高施工方面的安全性以及使用壽命。

3 現代創新技術在橋梁設計里的運用

3.1 重視橋梁構造的耐久性

在大約20年前，關于橋梁構造方面上的問題就已經受到了我國高度重視，不過由于當時財力問題，只能利用模擬實驗來進行統計分析，并進行有效的研究，從而獲得大量的實驗成果。不過，隨著社會時代的快速發展，為了能夠滿足社會發展的實際需求，不但要不斷創新施工技術和施工設計等方面，還需要對設計理念進行不斷的創新，進而可以有效提升橋梁構造的使用壽命。同時，在對結構運算方法進行研究時，既要對橋梁整體結構進行全方面的考慮，又要對頻發的自然災害以及突發性因素進行有效的分析，比如：交通事故。

3.2 強化疲勞損傷的研究

如果橋梁正處于應用的過程中，汽車和風力就會對其進行長期的負荷，而這種負荷屬于動力荷載，從而就會對橋梁構造內部的應力進行改變。另外，建筑橋梁一般所采用的建筑材料都屬于混合材質，不過當中還是會存在一些細小的空隙，通過長時間的變化運用，這些細小的空隙就會慢慢的變大，隨著時間的推移，橋梁的表面就出現不同程度的裂縫，從而降低了橋梁構造的可靠性。比如：在進行橋梁工程建設的過程中，比較常用的就是施工材料就是鋼筋砼，不過其抗拉性比較弱，就會產生不程度的縫隙，隨著縫隙的不斷擴大和時間的推移，橋梁構造就會出現不同程度的損傷，基于這種情況下，倘若沒有對其進行有效的處理，就會導致橋梁構造出現脆性分裂等問題，同時還無法進行補救。

3.3 橋梁防災減災技術

為了提高現代橋梁的防災減災技術，就需要從各個方面來進行提高，比如：抗風設計的精細化、數值化和橋梁防船撞以及抗震設計等方面。橋梁抗風設計的精細化和數值化是通過采用理論剖析以及CFD數值模擬技術，并深入研究橋梁縫和流體以及同體的耦合效果，同時在對CFD技術進行優化的過程中創建數值風洞技術以及建橋梁抗風虛擬現實技術，進而可以完成有關物理的橋梁構造啟動彈性數值模擬。另外，通過利用抗震設計觀念的作用來與不同影響因素進行結合，同時還要采用多級抗震設計預防理念，既可以充分展現構造目的功效的個性化又可以使設計構造滿足不同預定作用的實際目標需求，進而可以將人員自身的安全問題以及經濟損失情況控制在合理的范圍內。跨海橋梁的海洋環境因素比較復雜，比如：天氣和跨徑以及橋位浪高水深等。由于臺風和臺風引發大浪的損傷性非常的強，同時二者之間的強度和方向都具有繁雜的聯系，所以就會嚴重影響到跨海橋梁的動態特點和隨機性以及耦合性。通常情況下，在進行設計的過程中會把波浪激勵和瞬態大風比作等效靜力。但是，針對跨海大橋而言，較為明顯的動態特點就是因臺風而形成的大浪以及臺風，其耦合效果非常的強。所以，根據大浪對環境造成負荷的實際動力特點，充分分析耦合性的隨機性，不但可以進一步提高跨海橋梁的設計水平，而且現階段跨海橋梁在進行建設的過程中，其最重要的技術要點就是通過相應的構造技術手段和振動掌控技術來避免臺風大浪耦合性的影響。

3.4 加強仿生材料和新功能

通過全面分析鋼筋混凝土材質的應用，就可以分析出現代橋梁建設技術的重點。鋼筋混凝土材料不但全面提高了建筑工程行業的建筑技術水平，而且還推動了橋梁設計行業的發展水平。不過，在進行橋梁設計和創建當中最重要的因素就是材料，同時也要對其進行更深一層的優化。例如：在進行建設橋梁的過程中，必須要根據建筑材料的實際特點，并充分展現出其實際性能，從而可以實現建筑行業的可持續發展。但是由于科技的快速發展，所以就誕生了新型仿生材料，再對其進行應用時，為了能夠提高橋梁工程的發展水平，不僅要對鋼筋混凝土材料進行優化，而且還要保證設計的合理性，從而該材質才可以完全替代鋼筋混凝土材料。不過，在進行設計時，首先要對大自然的發展規律進行全方面的考慮，才可以有效提高橋梁的使用價值，從而保證橋體構造的質量。例如：對大自然的水消融以及腐蝕的原理進行充分的研究，就可以研發出高品質的橋梁防水材料。之所以新興蓄光型自發光材質被廣泛應用于公路標記當中，是因為其具有可以自給自足的優勢，在此基礎上，如果將其應用到橋梁涂裝方面并精心設計不同的染色材質并進行應用，在夜晚不但可以自發光進行照明，而且還可以增加橋梁的美觀程度,同時還可以起到降低能源消耗的作用。

4 結束語

總而言之，由于橋梁技術得到了顯著的提高，隨之我國橋梁建設水平也在不斷的提高。另外，因為橋梁開通運營的數量持續增加，所以在很大程度上為我國交通運輸提供了很多的便利，不過，我國現代化橋梁設計仍然存在很多問題，因此，相關設計人員必須要引進先進的技術，不但可以提高橋梁的美觀和質量，而且還可以促進橋梁領域的可持續發展。