探討橋梁設計的現狀與改善策略

高紅霞

(貴州智恒工程勘察設計咨詢有限公司，貴州 貴陽 550004)

1 橋梁發展概況

1.1 梁橋

如今，交通運輸快速發展，對交通行車的平順性與舒適性有著很高要求。在這種情況下，對伸縮縫數量較多的剛構橋而言，無法滿足要求，而采用超靜定結構體系的連續梁橋，憑借較高的剛度與很小的變形得到廣泛應用。對于采用普通鋼混結構的連續梁橋，其適宜跨徑為15～30 m，如果跨徑增大，則結構自重將導致彎矩不斷增加，導致混凝土產生裂縫。對此，采用預應力混凝土可以良好的解決以上問題。

因連續箱梁的構造、施工與使用都具有明顯優勢，所以近幾年建成的采用預應力混凝土結構的連續梁橋數量越來越多，并且正向以下趨勢不斷發展：結構的自重越來越輕，所用混凝土材料的強度標號越來越高；另外，在建筑材料與預應力技術快速發展下，橋梁跨徑也有所增加，但以250 m的跨徑較為合理，如果跨徑較大，不僅施工難度大，而且會造成浪費。

1.2 跨線橋

高速公路跨線橋的跨度通常不大，橋梁結構受力相對較小，橋梁造型有一定發揮余地，此時需要采用新理念與新方法進行設計，以此在保證結構合理性的基礎上做到美觀大方，與時代氣息相符。對于箱梁橋，既可采用變高度，亦可采用等高度。若從美觀性的角度講，則可采用大孔變高度箱梁橋，以營造出良好外觀效果。

對于高速公路，由于是全封閉形式，可為車輛高速行駛提供良好條件，雖然這樣能為社會帶來良好經濟效益，但也會對高速公路兩側正常通行造成影響。對此，上跨天橋得到大量的使用，上跨天橋除了可以營造良好行車環境，而且還能豐富高速公路景觀，避免行駛過程中駕駛員產生疲勞，保證行車安全。

在上跨天橋設計中應遵循因地制宜的原則，充分考慮和地形與自然環境之間的結合。在確定建筑高度上，不僅要滿足橋下凈空要求，而且還要根據地形適當減少接線處的開挖和填筑工程量，以保證經濟實用性。若橋梁兩端地勢相對較低，則可采用梁式橋；相反，若橋梁兩端地勢相對較高，則可采用拱肋橋。當地勢更高時，以雙向坡拱與斜腿剛構為宜。選擇具體的橋型時，首先要從輕型方面入手，減少混凝土體積，其次則要考慮資源材料，遵循就地取材的基本原則。另外，在經濟高速發展進程中，人們對生態環境保護越來越重視，作為全新的人文景觀，上跨天橋若能和自然做到相互協調能達到良好的景觀和環保效果。

在保證橋梁結構合理性與施工便利性的基礎上，應盡可能的使橋型做到美觀大方，并使橋型做到多樣化，充分體現出時代的氣息，同時在完成對主體工程的檢查驗收，并確認合格后，通過適當美化裝飾，使高速公路及其橋梁做到線型良好，避免行車中駕駛員產生單調乏味的感覺，從而防止因疲勞而產生安全事故。在視野范圍內，空間感覺直接影響行車安全性和舒適性。為創造出良好行車環境，不僅要做好綠化點綴，還應通過設計使橋梁做到美觀得體，通過色彩的適當變換，使橋梁和環境良好協調，以此為司乘人員帶來美的享受。

2 橋梁設計現狀

雖然當前的橋梁工程設計取得了一定成果，但也始終存在一些問題亟待解決。一方面，參與橋梁設計的工作人員片面的重視結構強度能否達到設計要求，在其它方面考慮不周，如結構構造、材料與維護，尤其是對溫度、環境和交通流等各項因素沒有給予重視，導致設計成果無法滿足要求，如混凝土結構強度不足、鋼筋保護層厚度不足、結構體系的受力不均勻、建筑材料規格不滿足要求，最終影響到橋梁工程耐久性與安全性。另一方面，橋梁的景觀設計有誤區：(1)采用包裝式的傳統設計方法，在當前的橋梁工程設計業界，已經形成傳統認識，即景觀設計只是橋梁設計附帶的包裝，顯然這種做法不合理。對此，景觀設計應盡可能早的介入，對于建筑師，必須在前期勘測階段就投身到設計，通過綜合思量形成一個有機的整體。此外，建筑師還要對方案實施多方面對比，在景觀方面提出橋型上的設想，也可在結構專業上制定橋型方案，并實施景觀論證，將其作為決策與方案深化重要參考依據；(2)在景觀設計過程中存在偽橋型情況，其產生原因為建設單位或管理單位對現代風尚盲目的看重和追求，在這種情況下，設計人員不得不遵從。比如在梁板橋上附加懸索，導致橋梁形式和結構無法完全相符。對現代橋梁而言，已經不能單純的將滿足使用功能作為目標，由于橋梁跨度越來越大，形體表現越來越強，尺度越來越超凡，所以橋梁會對所在地區的景觀帶來很大影響。對此，在景觀設計過程中，除了要保持良好的傳統，還應對因為社會發展和進步而產生的景觀方面的問題進行動態跟蹤，只有這樣才可以滿足我國對橋梁建設提出的新要求。

3 橋梁設計改善策略

對橋梁工程的設計人員而言，應不斷加強設計專業知識學習培訓，提高自身責任意識，正確認識到橋梁設計對社會正常運營與人們生命財產安全具有的重要作用與意義，設計中做到對工程的全盤考慮，并保證日常工作的積極性，采用有效方法提高橋梁質量，減少隱患的產生。對于橋梁設計計算方案，應保證其合理性與科學性，使橋梁工程耐久性與安全性達到要求，避免安全隱患和問題的產生。除各類外部因素會對橋梁工程造成影響外，橋梁工程建筑材料的性能也具有一定決定性的作用，如果材料自身性能不滿足要求，或在施工后發生退化，將其橋梁安全性與耐久性等關鍵指標帶來影響，尤其是跨度相對較大的橋梁，其拉索耐久性會對橋梁正常運營造成影響，為保證安全只能頻繁的更換，既增大了安全風險，又增加了成本。對此，設計過程中應首先考慮使用壽命，保證使用壽命可以滿足現行標準與設計要求。在設計的過程中，還要對不同方面的影響因素做綜合考慮，加強定期監測與維護，使使用壽命得以延長。因橋梁通車后要承受大量負載，橋梁內部結構將產生損傷，此時如果未能及時有效的維護，會使結構或材料發生斷裂，進而產生安全事故。對此，設計工作中應引起足夠的重視。在橋梁的減隔震設計中，應充分考慮如圖1所示的加速度反應譜。

圖1 加速度反應譜

另外一方面就是要加強景觀設計，因為這是現階段橋梁設計的重點問題。對于橋梁景觀，按照“Frederick Gottemoeller”的說法，是對橋梁進行的藝術設計。景觀設計可以分解成以下幾個部分：其一，橋梁線形設計；其二，橋梁造型設計；其三，橋梁平面布局設計；其四，橋梁色彩設計；其五，橋梁肌理設計；最后，橋梁裝飾設計。另外，在景觀設計過程中，對于不同元素的使用也要做到規范化，以此使橋梁的技術、使用功能及景觀美學等達到統一。橋梁并非孤立在環境當中，而是和其它景觀伴生，對此，復合景觀具有更大的作用與意義，比如我國的武漢長江大橋和龜蛇兩山相伴生始終是武漢人的驕傲。實施景觀伴生的根本目標在于使環境當中的景觀達到和諧和有機，其中，環境除了自然環境還涉及到人文環境?；诖?，橋梁環境景觀是景觀設計主要內容。在上世紀末，我國環境意識開始覺醒。經濟的發展導致土地開始沙漠化且水源不斷污染，越來越嚴重的環境破壞使人們逐漸開始認識到和環境和諧的重要性。對此，橋梁景觀設計過程中，必須強調環境景觀，這不僅是對之前提到的大背景的良好呼應，而且還是確保橋梁景觀得以可持續發展的有效舉措。體現至橋梁工程景觀設計則是使橋梁的景觀和其它景觀良好協調，橋梁景觀在地形地貌良好契合，比如橋梁景觀對當地文化環境給予充分尊重，并在橋梁工程建設過程中對工程建設所在地點所有自然原生景觀予以有效保護。以上這些內容都是傳統意義上橋梁工程景觀設計工作無法做到的。

4 結束語

通過以上分析可知，橋梁作為交通運輸工程重要組成部分，它對交通運輸的可達性有重要作用和貢獻，也能對經濟發展起到有效的推動作用。目前，橋梁工程的規模越來越大，對設計也提出了越來越高的要求。針對這種現狀，需要在明確當前橋梁設計存在的問題基礎上，制定有效策略予以改善和提高，以不斷提高橋梁工程設計水平，為之后橋梁工程建設的進一步發展奠定良好基礎。