关于城市道路桥梁设计的探讨

　　摘 要：本文从城市道路桥梁设计的特点和现状入手，全面剖析了桥梁设计的发展方向和提高桥梁安全性的措施。

　　关键字：城市道路桥梁;设计;特点;现状

　　Abstract: This article analyzes the development direction of bridge design and the measures of improving the bridge safety, from the characteristic and present situation of the city road and bridge design.

　　Keywords: city roads and bridges; design; characteristics; current situation

　　中图分类号：TU997 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

　　1.城市道路桥梁设计的特点

　　近年来，为了解决城市道路交通问题，桥梁建设开始逐渐增多。若想充分缓解城市道路交通压力，高质量的桥梁设计是关键。综观当前的城市道路桥梁设计，主要有两大特点：第一，外观优美;第二，桥梁设计师具有较高的素质。具体分析如下：

　　1.1外观优美

　　城市道路桥梁要有优美的外观，这是桥梁设计师们进行设计时的首选因素。随着桥梁伸缩缝以及桥梁支座等建设产品种类的不断丰富和性能的提高，我国城市道路桥梁的外观早已摆脱过去“肥梁胖柱”的外形，逐渐向轻巧、美观方向发展。另外，建筑材料和施工工艺的不断进步，也为桥梁的优美外观提供了可能，城市道路桥梁逐渐向大跨经、低梁高、长悬臂趋势迈进。

　　1.2桥梁设计师具有较高的素质

　　城市道路桥梁受到城市规划等各种因素的制约，导致对桥梁设计的要求越来越高，这就要求桥梁设计师具有较高的专业素质，能够灵活地运用理论知识，结合实践经验，解决设计过程中遇到的种种困难，完成高质量的桥梁设计。

　　2.城市道路桥梁设计现状的分析

　　随着国家经济的日益发展，我国在公路工程方面的建设规模也逐渐的扩大，因此，公路工程建设和规划就占据了重要的位置。在日益发展的今天，公路桥梁工程建设质量的好坏已成为人们逐渐关注的话题。据资料显示，近年来桥梁坍塌事件屡见不鲜，追究其原因，与道路桥梁设计的安全性，耐久性等相关问题是分不开的。此外，还应须知，环境不同、使用条件不同、设计对象不同，设计要求也就不同，桥梁结构体系的布局和构造等方面也要随之进行调整。因此，利学合理的道路桥梁结构设计除必须满足桥梁设计规范基木要求之外，还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力。

　　2.1道桥设计的安全性：

　　道桥设计的不规范或在施工的过程中不注意控制质量，都会成为道桥坍塌的导火索。在施工过程中，施工者为了追求利益而降低施工的成本，偷工减料，把本该用到建筑上的优质材料换成低廉，质量差的蒙混过关的材料。

　　2.2道桥设计的耐久性。

　　各种各样的事物都有自己的寿命，就如道桥一样，如果不加以维护，就会大大缩短道桥的使用寿命。但在现实生活中，道桥的耐久性往往被忽视，隐藏着巨大的安全隐患。

　　2.3通航高度不能满足实际需要

　　从目前的城市发展来看，城市水系通常都建设成为旅游观光景点，城市的道路桥梁也随之演变成旅游的亮点。为了加大旅游业的发展，游船的档次逐渐提升，这就要求桥梁的通航高度也要相应地提高。但是，根据实际观察发现，很多桥梁的通航高度不足，无法满足实际通航需要。另外，桥下通道也有类似现象出现，作为疏导分流交通的要道，桥下通道的使用功能因高度的限制已经逐渐退化了。

　　2.4桥梁设计标准不高

　　目前，很多桥梁设计标准不高，一旦城市交通改造，桥梁就成为阻碍交通发展的障碍。桥梁设计时，要综合考虑各种因素，其中包括所经道路的宽度。我们可以借鉴国外的经验，在主梁或梁侧预留空间，或者增加墩台数量，为以后扩建创造条件。

　　2.5桥梁结构选型不合理

　　桥梁结构选型不仅要满足视距、净空的要求，还要达到外形美观、结构轻盈的标准，让城市道路桥梁实现功能与美观兼具的亮丽风景。但是，在实际操作中，设计师们往往注重形式的美观，而忽略了功能要求，造成选型不合理的问题。对于不同的桥梁要选用的不同的结构形式，例如：立交桥梁要选用跨线结构，其桥墩的位置和形状要具有透空性，满足视距要求;现浇曲线梁要选用暗盖梁的结构形式，其桥墩则选用带悬挑的独柱墩或矩形墩。

　　3.桥梁设计的努力方向

　　3.1应该更加重视结构的耐久性问题

　　桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少，但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索，既影响了使用又增大了经济损失。

　　国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

　　3.2重视对疲劳损伤的研究

　　桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。

　　由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。

　　疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题，由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多，亦有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的例子。近20年来，疲劳损伤的研究已进入混凝土结构，但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还需加强。

　　对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言，事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

　　3.3充分重视桥梁的超载问题

　　桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂;裂缝即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降;于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。

　　4. 提高道桥安全性方面的措施

　　4.1关注道桥的使用寿命

　　从以后的建设工程方面来看，将逐步从过去的单纯设计标准上加强为既可以满足交通压力即载荷强度的要求，又可以有道桥对寿命需求的新想法。为此，设计者更应该在道桥的结构方面下功夫。

　　4.2在施工情况下减少环境对施工材料方面的影响

　　在施工过程中，往往发现环境可以对混凝土和钢筋造成影响，例如在潮湿的环境下，氯离子对钢筋的腐蚀程度比较严重，不可忽视，在设计上应注意，在桥面要有一定的坡度，在混凝土桥面板与路面层之间设置可靠的防水层，以免水向下漏，降低环境对桥梁的影响。

　　4.3对道桥进行定时的监测与维修

　　道桥每天都要承受车辆的荷载，时间的磨练之后，难免会有问题出现。长时间的承受重力，道桥的内在结构会产生循环变化的应力，这样不仅可以引起结构的振动，还会引起结构的累积损伤。由于道桥所采用的材料会存在许多小缺陷，在长时间的经受荷载后，这些微小的缺陷会逐渐的发展，对道桥造成损伤。若得不到有效的控制，就有可能引起道桥材料及结构上的断裂，这个后果往往是灾难性的，应该引起我们的重视。

　　5.结束语

　　城市道路桥梁是解决城市交通压力的重要基础设施建设，也是城市中一道亮丽的风景线。因此，城市道路桥梁设计既要充分实现其使用功能，又要达到外形美观的效果，但在实际设计过程中还存在一些问题。为了解决城市道路桥梁设计中存在的问题，进行桥梁设计时，设计师们必须综合考虑各种因素，对城市的规划与发展要有预见性，要用发展的眼光设计桥梁。在追求桥梁外形新颖的同时，更要注重桥梁的使用功能，为城市道路交通的发展提供有力保障。

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