桥梁结构设计及优化问题

浅析桥梁结构的设计及优化问题

摘要：随着现在科学技术的逐步发展，桥梁建设也在与时俱进，而桥梁的结构设计及优化的问题，已经成为了桥梁建设的一个重要内容，本篇文章针对桥梁结构的优化和设计进行了分析。并从桥梁的结构设计现状，结构设计方案与机构设计优化这三个方面进行阐述，具体指出桥梁结构设计和优化的策略，为了能够完善桥梁的结构施工建设，从而更好地为人民服务。

0 引言

在当今社会经济不断发展中，桥梁建设里存在着两个问题就是：桥梁结构的耐久性不够与结构的不合理，因此，桥梁的设计者需要加强对桥梁结构的设计与优化的工作。优化方案得包含桥位选择优化，桥型结构的设计优化，桥长设计的优化等内容；而桥梁结构的设计方案中包含了设计里混凝土的裂缝地宽度，设计的地基高度等措施。使得桥梁结构的设计程度不断地优化变得完美，让其可以更好地服务于人民群众，并促进交通便利。

1 桥梁的结构设计现状总结

1.1 桥梁结构不合理

桥梁结构的设计现状之一就是桥梁结构的不完善。桥梁建设的过程中，整体框架有好多结构与体系来组成，但是因为设计人员的结构设计片面，没有在结构完整性，安全性上面考虑，从一定意义上面说，桥梁结构是不能符合国家规范的要求，桥梁的使用寿命也会大大降低。具体来说，好多结构桥梁的整体存在延性问题，没有精确计算受

力路线，从而导致局部的受力大，保护层的厚度小，强度也会降低，还会造成截面薄或是过大现象，对桥梁的耐久性和整体性会降低，会威胁到使用安全。同样的，很多的桥梁设计者思维呆板，没有充分考虑对象的变化，环境和使用的条件，没有办法根据变化因素对设计存在的问题给出相对应的措施。桥梁结构的体系上，如果没有很完整的规划，过多偏向性能变化和服务能力，所以设计人员要不断变化思维，善于考虑发展问题，才能更好的保障设计的完整性。

1.2 桥梁结构的耐久性不够

桥梁结构的设计现状之二就是桥梁结构的耐久性不够。一般来说，在桥梁结构的设计过程中，有三个重要的阶段，施工期，服役期，超龄期。保证桥梁在正常使用和维护的前提下，外界的环境对结构的变化有很重大的影响。有害毒气也会对桥梁结构产生影响，同时车辆的载重在一定意义上面也会破坏桥梁结构。举个例子，在20 世纪的中后期，修建的斜拉桥，到现在为止有好多坍塌事故。由此来看，桥梁结构的设计里很多的内容都需要考虑到耐久性。而材料的选择，施工的过程都会影响到耐久性地强度，还必须解决好设计人员的选择，施工人员的选材等问题，努力把耐久性的研究落到实处。

2 桥梁结构的设计优化

2.1 桥位选择优化

桥梁建筑要考虑的首要问题是对于桥位的选择。一个好的桥位，可以最大程度提升社会的经济效益。比如，靠近山并沿溪的地区，跨溪桥位得到确定后，一定要避开水路来搭建桥梁，还要考虑沿着山来

开路，要减少路基的填埋工作，还要注意避免污染了河流。在对桥位选择时候，还应该要考虑桥轴与水面的倾斜度，这会有利于在大雨到来排水工作可以顺利进行。选择桥位除一定得符合地形和水文的要求，还有通航河道的有要求，才能保证桥位优化选择。

2.2 桥长的设计优化

设计桥梁的长度应该根据建桥地点来确定。桥所在位置面积大，那么桥的长度就要有所增加。相反桥所在地方面积小，那么桥的长度也要减少。对桥梁的长度优化，就要会桥梁的长度计算方法。首先要得到桥梁模型的长度，然后根据桥梁实际的长度与本身模型的比例，才能更加精确的对桥梁的实际长度进行计算。比如龙门跨海大桥在设计长度上面就很合理，大桥连接南北，在整个设计里优化的理念得到很好的体现，从一定意义上面可以提升城市的文化品位及海洋文化，还能促进经济发展。因此，桥梁结构的设计优化不能缺少桥梁长度的设计，其作用不能忽视，能够连接设计中想要达到的区域，可以起到商品流通和经济发展的作用。

2.3 桥型结构的设计优化

桥型结构的设计优化，最先要考虑的就是桥型选择，然后制定结构方案，最终分析桥型结构设计，使其更好的优化。以石拱桥结构来说，拱顶高，方便桥下行船。而在桥的大拱两肩处，分别做出两个小拱，让整个桥的外形特别对称，均衡。不仅方便在雨季泄洪，而且节省建筑材料。如果建桥的地方石头呈现梯形，就像折扇的面一样。在建筑的时候，大面在外，小面在里。这样，在桥面重量向下压时，石

头会被夹住，以此同时，还有两边桥墩顶着。因此，石拱桥不容易坍塌。桥型结构合理的优化，不仅可以增强桥的坚固，还能成为一种艺术。

2.4 加强桥梁结构的耐久性优化

在当今国家的规范中，桥梁的设计要求不但要适用，美观；还得让经济安全的要求得到满足，同时要加强桥梁结构的耐久性设计。桥梁的使用周期里，要使桥梁性能得到重视，整体结构得到维护，使用极限状态得到充分考虑，使用年限与桥梁结构质量得到保证，从而避免工程事故的发生。有关的设计人员在设计过程里，要全面考虑各种相关因素，特别是外在的环境因素，并积极的变换思想和观念，重视耐久性的设计，最大程度的延长衰退期，增长安全的使用年限，让实用性和经济性同时得到满足。

2.5 关注桥梁的超载问题

一般来说，吨位较大的车辆长时间地从桥梁上通过，这是一种很大的考验对于桥梁的承载能力来说，假如超过了桥梁地承载力，就会增加危险性，在这种时候桥梁可能会产生一系列变化，但是可以肯定的是变化是不良的变化，会造成公路的质量下降，而承载能力也没有以前好了，这将对桥梁的使用寿命造成影响，一旦发生了裂痕，必须及时的对桥梁进行仔细的观察，并组织人员进行维修。

2.6 充分考虑桥梁的疲劳损伤

由于交通压力越来越大，桥梁结构对车辆荷载的承受也越来越大，各种荷载在会在桥梁结构中产生应力，出现震动结构的现象，最

终使得结构产生积累性的疲劳损伤。在这种循环荷载的作用推动下，在结构内将会出现大面积裂痕。所以必须积极的检查在早期出现的疲劳损伤，能够最大限度的减少疲劳损伤，消除发生事故的可能性。

3 施工期的优化设计方案

在桥梁的施工期，优化设计方案主要有以下三个内容：①斜腹杆的混凝土受到拉力导致开裂问题的处理，使用局部的预应力法，置入冷拉级的预应力钢筋到斜腹杆里，以拱片预制成型为基础，实施张拉锚固，将斜腹杆拉应力有效的降低，以此同时，混凝土的裂缝宽度也得到了降低。②泥岩地基问题的处理，使用岩面的防水封闭技术。施工中在基坑达标时候，平整基底，浇筑封底的防水混凝土在地基上，预防表层地基的膨化。③在工程竣工时期，要注意桥墩的抗推问题，要增设水平拉杆在墩顶，让墩基底的应力达到国家的规范要求，使得抗滑稳定性能的到大大的提升。

4 结语

桥梁的建设就是为了减少城乡道路地拥挤，还为了加速经济的发展，提高国家经济快速增长的步伐。桥梁在日常生活中是必不可少的，在交通运输中也起着至关重要的作用，必须不断研究桥梁的设计体系，根据安全性，耐久性和疲劳损伤问题，使得桥梁结构的稳定性得到提高，最大程度的节省维修费用，最终让桥梁的使用寿命得到增加，整体质量得到提高，保障人民群众的生命财产安全。

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