大跨度桥梁

公路桥梁中大跨度桥梁设计研究论文

公路桥梁中大跨度桥梁设计研究论文

摘要：随着我国交通行业的不断发展，公路桥梁工程项目逐渐增

多，且对公路桥梁的施工质量提出了更高的要求。所以本文主要探讨

了公路桥梁中大跨度桥梁设计，以此实现大跨度桥梁设计水平的不断

提升。

关键词：公路桥梁;大跨度;桥梁设计

随着公路桥梁技术水平的不断提升，大跨度桥梁工程逐年增加，

在公路桥梁设计过程中，大跨度桥梁是其重要组成部分，与公路桥梁

的使用息息相关，所以保证公路桥梁大跨度桥梁设计质量至关重要。

所以在大跨度桥梁设计过程中，应充分考虑各项因素，并抓住大跨度

桥梁设计要点，并对桥梁结构进行合理优化，进而保证大跨度桥梁安

全。

1大跨度桥梁设计的设计要点

1.1大跨度斜拉桥设计要点

大跨度斜拉桥具有许多的优势，包括稳定性以及承载能力强，且

具有较强的跨越能力。大跨径斜拉桥主要由三部分组成，包括主梁、

索塔以及斜拉索，在拉桥概念设计过程中，对于这三部分，设计人员

通过合理的组合，将其组合成漂浮体系、半漂浮体系、塔梁同结体系

以及刚构体系等。在对桥梁索面进行设计过程中，可以将桥梁索面设

计成单索面、竖向双索面、斜向双索面以及空间索面。斜拉桥拉索具

有自锚特征，多数斜拉桥的斜索是自锚体系，只有在如主跨很大边跨

很小等特殊情况下，少数斜拉桥才采用部分地锚式的锚拉体系。一般

情况下，将大跨度斜拉桥结构应用在200-800m之间的河流或者峡谷

桥梁建设中。

1.2大跨度悬索桥设计要点

悬索桥是大跨度桥梁的主要类型之一，它由许多部分构成，包括

主缆、吊索、桥塔、加劲梁以及锚碇等，一般情况下，将大跨度悬索

桥梁应用在跨径大、高度高的山区桥梁建设中。在悬索桥设计过程中，

将桥塔作为桥身支承，因此应设计两个桥塔，并利用两个桥塔，将悬

索桥分成中跨以及两个边跨，同时设计人员合理确定边跨的长度，通

常将中垮和边跨设计为2:1或者4:1，对于悬索桥的垂直比，也可以设

计为1:6，也可以设计为1:7，具体应充分考虑桥塔高度。

1.3拱桥设计要点

在我国，拱桥是一种使用时间较长的桥梁类型，在现代拱桥设计

过程中，为了使其能够充分发挥功能，可以采用钢筋混凝土结构的拱

桥，并结合混合类型拱桥，目前现代拱桥主要以一种拱桥结构为主，

即钢管混凝土结合钢筋混凝土拱桥。这种拱桥结构具有一定的优点，

如施工简单，承载能力强等，在跨径较短、且V字形峡谷中，可以采

用拱桥结构。.

2大跨度桥梁设计的优化对策

在公路桥梁设计过程中，应加强对大跨度桥梁设计进行合理的优

化，使得大跨度桥梁设计方案更加的科学、合理，能够增强大跨度桥

梁结构的稳定性、安全性以及耐久性，同时通过大跨度桥梁设计，还

能够给增加跨度桥梁设计的经济性，具体的优化内容表现在以下几个

方面：

2.1索塔的结构优化

索塔结构的优化是大跨度桥梁设计优化的重要组成部分。在索塔

结构优化过程中，主要进行两部分的优化，一部分为塔的受力合理性

进行优化，另一方面对塔高进行优化。对于塔高，应保证最佳，若塔

过高，就会增加施工难度以及施工成本，反之，则会增加主梁以及拉

索的'受力，并降低拉索工作效率，因此对塔高优化非常重要。但是需

要注意的是对于塔高的优化，需要结合其它部分，充分考虑各种因素。

另外还应加强缆索毛骨性、缆索形式以及锚固定的分布等等，不断提

高大跨度桥梁设计水平。

2.2斜拉索或主缆的动力优化

在大跨度桥梁设计过程中，出现如斜拉一悬吊混合体系、全索桥

等新型的桥梁结构，这些新型桥梁结构的属于柔性结构，主要由缆索

进行支承。外部环境对拉索使用会产生一定的影响，使其发生大幅振

动。例如在大风天气，大风会引起拉索的自激振动以及数据共振等，

进而引进锚固端疲劳，进而降低拉索的使用寿命。所以应加强斜拉索

或主缆的动力优化设计。

2.3索力调整优化

桥梁的跨度越大，其收缩徐变以及非线性条件会越显著，因此为

了改善这一问题，可以严格控制斜拉索力以及施工时的立模标高，进

而实现对主梁用力和线性的有效控制。目前对于索力调整的理论研究，

国际桥梁界主要确定有以下几个方面：

(1)对指定受力索力进行优化，也可以对位移状态下的索力进行优

化，优化方法主要包括两种，一种为零位移法，另一种为刚性支承连

续梁法。(2)可以采用弯矩平方和最小法，对约束的索力进行优化，也

可以采用弯曲能量最下法进行。(3)采用索量最小法，对有约束的索力

进行优化。(4)影响矩阵法，通过该方法的合理应用，能够对活载、预

应力以及约束边等影响进行计算，同时还可以获得不同加权优化结构，

而且该方法不仅可以用于索力的调整，还应确定索结构合理状态。

2.4桥墩及基础优化

在桥梁建设过程中，桥墩是其重要的组成部分，同时也是受重的

主要部分，所以在桥梁及基础设计过程中，应合理选择桥梁建设工艺

及材料，同时在桥梁设计之前，应对桥梁所选地质进行充分的考察，

分析桥梁地质区域的水文地质条件，获得准确的数据，并以此为根据，

合理的设计桥梁桥墩以及基础，并对设计进行优化处理。

3结语

总之，随着我国公路桥梁建设不断增多，大跨度桥梁建设也逐渐

增加，因此其设计以及施工水平，对桥梁质量和安全具有直接影响。

所以在大跨度桥梁设计过程中，应根据具体的实际情况，结合相关的

规范，合理的进行大跨度桥梁设计，把握大跨度桥梁设计要点，同时

应对大跨度桥梁设计进行不断的优化，包括索塔的结构优化、斜拉索

或主缆的动力优化、索力调整优化以及桥墩及基础优化，以此不断提

高大跨度桥梁设计水平的提升，以此促进我国公路桥梁建设长久、稳

定的发展。

参考文献

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