摘 要：在公路橋梁設(shè)計(jì)中，大跨度橋梁設(shè)計(jì)困難，技術(shù)要求高。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，公路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量已開(kāi)始引起人們的關(guān)注。為了全面提高道路橋梁的質(zhì)量，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民的生產(chǎn)生活提供更好地服務(wù)，對(duì)道路橋梁和大跨度橋梁的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行研究是非常必要的。在文章中，我們?cè)谠S多方面將其用作特定分析的內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：公路;橋梁;設(shè)計(jì)

　　1 大跨度橋梁結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)理論的發(fā)展

　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)橋的建設(shè)在 20 世紀(jì)末達(dá)到了頂峰。大跨徑橋梁的類型多種多樣，包括斜拉橋、懸索橋、拱橋、懸臂桁架橋和全纜橋、電纜橋，固定的兩個(gè)懸索橋混合系統(tǒng)橋、電纜桁架橋和其他新型橋。世界上最大的懸索橋是建于 1998 年的明石海峽大橋(主跨 1991m)，以及世界上最大的斜拉橋日本塔塔拉橋(主跨：890m)，建于 1999 年。懸索橋是倫陽(yáng)市長(zhǎng)江上的公路橋梁，主跨 1490m，居世界懸索橋第三位。湖北荊州長(zhǎng)江公路大橋是世界上第三座主跨為 500m 的斜拉橋和第二座預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。當(dāng)前的橋梁技術(shù)已經(jīng)能夠解決現(xiàn)有問(wèn)題，但是隨著橋梁跨度的不斷增加，它們正在向更長(zhǎng)，更大和更靈活的方向發(fā)展，以確保穩(wěn)定性、耐用性、易操作性和易構(gòu)造性。設(shè)計(jì)橋梁工程結(jié)構(gòu)的過(guò)程是一種處理橋梁結(jié)構(gòu)的安全性(可靠性，耐久性)、適用性(功能要求和易操作性)、經(jīng)濟(jì)性(包括建筑和維護(hù)成本)的方法。在傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)制定設(shè)計(jì)計(jì)劃，參考類似的橋梁工程設(shè)計(jì)，然后計(jì)算強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。但是，由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的限制而確定的最終解決方案通常不是理想的最佳解決方案，而只是在有限數(shù)量的解決方案中接近最佳解決方案的可行解決方案。橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論是傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的重大進(jìn)步，也是現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)的目標(biāo)。設(shè)計(jì)計(jì)算中包括的所有定量部分均表示為變量，以構(gòu)成所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行系統(tǒng)域，前提是滿足規(guī)格和法規(guī)要求，并使用數(shù)學(xué)方法根據(jù)預(yù)定要求構(gòu)建最佳系統(tǒng)。

　　2 大跨度橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　2.1 索塔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化太高的塔會(huì)增加施工難度并增加工程成本。如果塔架太低，電纜的工作效率將降低，作用在電纜和主梁上的力也會(huì)增加。因此，僅優(yōu)化塔架的高度是不經(jīng)濟(jì)的，需要與其他部件一起考慮。同時(shí)，為確保長(zhǎng)橋設(shè)計(jì)的合理性，有必要注意塔架的結(jié)構(gòu)形式，電纜的固定形式，塔架力的合理性，電纜的形式以及錨固點(diǎn)的分布。

　　2.2 動(dòng)態(tài)優(yōu)化斜拉索或主纜當(dāng)前，在公路橋梁的設(shè)計(jì)和建造中，在大跨度橋梁的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了許多新的橋梁類型，例如全纜橋，長(zhǎng)懸架混合動(dòng)力系統(tǒng)等。這些新型橋具有共同的特征。即，它們?nèi)�部由電纜支撐，并且橋面板相對(duì)柔性，從而使其成為柔性結(jié)構(gòu)。在敷設(shè)電纜的過(guò)程中，由于外部激勵(lì)會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)。例如，當(dāng)有風(fēng)和雨時(shí)，風(fēng)和雨的振動(dòng)現(xiàn)象，電纜和主梁之間的耦合振動(dòng)導(dǎo)致電纜的數(shù)據(jù)共振和磁激勵(lì)振動(dòng)。但是，電纜的大范圍振動(dòng)很容易在電纜的固定端引起疲勞，從而縮短了電纜的使用壽命。如果情況嚴(yán)重，甚至可能威脅到橋梁的安全。因此，在大跨度橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意動(dòng)力問(wèn)題的設(shè)計(jì)。

　　3 公路橋梁大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

　　3.1 簡(jiǎn)支空心板結(jié)構(gòu)橋型的應(yīng)用公路橋梁大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還包括大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在選擇上層建筑類型時(shí)，必須根據(jù)公路橋梁的實(shí)際施工情況綜合考慮力學(xué)性能，經(jīng)濟(jì)可行性和施工工藝難度。相對(duì)而言，簡(jiǎn)支式空心板結(jié)構(gòu)的橋梁類型，施工技術(shù)較為成熟，施工方便，但這種橋梁跨度較小，梁較長(zhǎng)。由于橋梁的跨度受到某些限制，因此可能會(huì)導(dǎo)致橫跨溝渠的橋梁的高寬比不一致，并且外觀也不佳。上層建筑不能滿足超高線，公路橋徑半徑較小，高墩數(shù)增加，橋面擴(kuò)展裂縫較多，橋梁的使用條件相對(duì)較差。因此，在跨度較大的山區(qū)，這種橋型橋梁通常用于填土量少，地形相對(duì)平坦的中小型橋梁。

　　3.2 預(yù)制和組裝的多梁 T 形梁應(yīng)用預(yù)制和組裝的多梁 T 形梁在中型橋梁上的應(yīng)用具有比集成箱梁更低的建造成本和更低的工程成本的特點(diǎn)。在中等直徑之間的直梁橋中，預(yù)制的多光束 T 型梁是一種廣泛使用的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)。但是，與彎曲梁相比，T 形梁是敞開(kāi)的，并且抗扭力和梁的平衡性比箱形梁差，因此彎曲梁的彎矩在橋的下部產(chǎn)生了更大的不平衡力。但是，當(dāng)彎曲橋的曲率較小時(shí)，應(yīng)將彎曲 T 型梁橋設(shè)計(jì)為直梁，并且可以通過(guò)法蘭板的寬度調(diào)整平面線性度，從而可以減少?gòu)澢�梁的彎曲和扭曲。在某種程度上，它可以有效地彌補(bǔ)彎曲 T 型梁橋的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的缺點(diǎn)。弧形橋的直線部分受靜載荷和活載荷之間的不平衡影響，但存在位移曲線，但與彎曲梁相比較小。因此，在大跨度橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以采取措施加強(qiáng)側(cè)向連接，以提高公路橋梁結(jié)構(gòu)的完整性。但是，對(duì)于大跨度的橋梁，最好懸臂注入箱形梁。對(duì)于中型橋梁，無(wú)論采用哪種方法來(lái)建造箱梁橋，都將導(dǎo)致高成本，相對(duì)預(yù)制和組裝的多梁 T 型梁是一種更好地應(yīng)用。

　　4 優(yōu)化策略

　　4.1 局部?jī)?yōu)化大跨度橋梁的局部?jī)?yōu)化可以有效提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。具體的優(yōu)化策略如下：首先，優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋梁的截面積，并將鋼梁和混凝土梁以恒定比例合并。梁，復(fù)合梁和混合梁的組合可以進(jìn)一步優(yōu)化增強(qiáng)型梁應(yīng)用的性能。其次，優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)主電纜的功率。該優(yōu)化方法主要應(yīng)用于斜拉橋結(jié)構(gòu)和懸索橋結(jié)構(gòu)。由于兩個(gè)橋結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)都用作無(wú)電纜結(jié)構(gòu)，因此該橋結(jié)構(gòu)對(duì)外部影響非常敏感，并且跨度很大。這使設(shè)計(jì)人員可以在這種類型的橋梁結(jié)構(gòu)中使用電源電纜安裝。優(yōu)化以減少組合振動(dòng)并提高穩(wěn)定性。第三，為了優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)中的橋臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的具體情況適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化墩的數(shù)量，位置和強(qiáng)度。這樣，可以大大提高橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　4.2 整體優(yōu)化與局部?jī)?yōu)化相對(duì)應(yīng)的橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法是全局優(yōu)化。從客觀的角度來(lái)看，大跨度橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度很高，并且涉及許多參數(shù)和變量。因此，員工需要更多。要完全優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)，需要合理地結(jié)合局部?jī)?yōu)化和一般優(yōu)化，并優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)的總體過(guò)程成本，施工技術(shù)和動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)，有必要保護(hù)腿部。根據(jù)結(jié)構(gòu)的基本功能特性，盡可能地改善了結(jié)構(gòu)的美感，并且通過(guò)結(jié)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化和景觀優(yōu)化來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)效果。橋梁結(jié)構(gòu)的一般建設(shè)。

　　4.3 上層建筑優(yōu)化對(duì)于橋梁上部結(jié)構(gòu)，它主要用于支撐整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的重力。如果施工人員想要優(yōu)化大跨度橋梁的上部結(jié)構(gòu)，則可以采取以下優(yōu)化措施：首先，對(duì)于某些空心板主橋結(jié)構(gòu)，通常存在相關(guān)問(wèn)題，例如跨度小和橋梁規(guī)格大，例如上層建筑半徑太大或承載能力不符合既定標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這種情況，可以適當(dāng)?shù)販p少人員數(shù)量。大量的墩臺(tái)結(jié)構(gòu)可以有效地減少和消除潛在的橋梁結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。其次，對(duì)于山區(qū)的一些大直徑橋梁結(jié)構(gòu)，工作人員可以使用彎曲的梁或 T 型梁來(lái)調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的平面。這樣，對(duì)準(zhǔn)有效地減少了橋結(jié)構(gòu)的彎曲和變形，并提高了橋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

　　5 山區(qū)公路橋梁的施工要求

　　5.1 在橋梁的設(shè)計(jì)中應(yīng)管理跨度與墩高之間的關(guān)系就橋梁美學(xué)而言，跨度與墩高之間的關(guān)系理想情況下應(yīng)在 0.618 與 1 之間。即使從經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的角度來(lái)看，這種關(guān)系也是非常恒定的。當(dāng)然，由于復(fù)雜的地形變化，這些道路上的橋梁不能形成統(tǒng)一的形狀，仍然取決于某些當(dāng)?shù)貤l件。通過(guò)選擇 20m 和 40m 或 30m 和 40m 的組合跨度，可以進(jìn)行其他比較，并且可以為不同的照明配置選擇最合適的結(jié)構(gòu)。

　　5.2 全面實(shí)施支撐、防滑、減重、背壓、排水等工藝首先，由于山脈復(fù)雜的地形，在雨季到來(lái)時(shí)，由于某些原因造成的破壞和滑坡經(jīng)常發(fā)生。必須迅速采取有效措施解決滑坡問(wèn)題。某些措施包括排水，減重和背壓。在公路和橋梁項(xiàng)目的建設(shè)中，大多數(shù)滑坡發(fā)生在夏天，可以使用輔助施工方法(例如排水和支護(hù)工作)來(lái)避免滑坡問(wèn)題并減少對(duì)滑坡穩(wěn)定性的破壞。此外，在滑坡質(zhì)押階段，應(yīng)采取預(yù)防措施，以盡可能防止滑坡，保護(hù)過(guò)程中的局部自然條件，并防止在施工期間因橋梁施工而引起的滑坡。

　　其次，在過(guò)去的工程實(shí)踐中，防滑擋土墻被廣泛使用，但是在一些項(xiàng)目的建設(shè)中，考慮到當(dāng)?shù)貤l件和項(xiàng)目的實(shí)際問(wèn)題，決定使用更合理的防滑樁。與防滑擋土墻相比，防滑樁具有較強(qiáng)的防滑能力，易于施工，降低了施工成本。然而，在實(shí)際施工中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些滑坡的推力太大，防滑樁不滿足防滑要求，或者使用許多防滑樁既不經(jīng)濟(jì)也不合理。規(guī)劃時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況優(yōu)化計(jì)劃，使用帶有多根錨索的防滑銼。

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　　《公路橋梁中大跨度橋梁設(shè)計(jì)研究》來(lái)源：《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》，作者：黨永生