大跨度桥梁设计在结构设计中的应用分析

在技术的推动下和机械设备发展的基础上，我国桥梁建设的设计跨度也在逐渐增加以更好的满足人们出行的需要，大跨度桥梁设计工艺逐步应用。但是由于这一工艺在施工的过程中难度较大，对施工工艺的要求较为严格，因此必须要引起高度的注意。下面本文就结合工作经验，对当前大跨度桥梁设计在公路桥梁设计的应用问题进行分析论述。

一 大跨度桥梁设计在结构设计中的应用分析

一般情况下，从宏观层面来看，大跨度桥梁能够分为上部结构和下部结构两个部分，上部结构的设计主要是体现桥梁的审美需求，并且要在设计的过程中考虑到施工建设的成本和实际的施工难度。下面以简支空心板结构的桥型进行分析。

简支空心板结构的桥型，在实际施工的过程中较为方便，且施工工艺成熟，能够确保桥梁的整体质量性能。但是其也存在着一定的缺点，即跨径小且梁高大，这样机会因为桥梁的跨径受到限制而使得跨深沟桥梁高跨比出现不协调的现象，影响到结构的美观性。桥梁的上部结构不能够和路线小半径以及大超高线形相符合，并且高墩的数量增加，加之桥面存在着较多的伸缩缝，因此说会影响到路桥的使用性能。基于此，在山区大跨度中，简支空心板结构的桥型一般适用于地形较为平缓且填土较低的小桥上。

对于大跨度桥梁的下部结构来讲，其主要的作用是承载桥体的自身重量，并且要承载住来自车辆和行人的荷载影响，所以说在对大跨度桥梁的下部结构进行设计的过程中，必须要以承重系数作为设计的核心，将设计的重点放在施工建设的材料以及材料的安装技术方面，这样就能够最大限度的保证桥梁均匀承重，并能够很好的满足桥梁正常应用情况下的重量，进而确保桥梁的整体结构的安全性。

除此之外，在桥梁下部结构的设计过程中，也需要确保其美观性能，并要做到下部结构和上部结构的协调发展，实现桥梁整体结构的美观性和和谐性。在当前大跨度桥梁设计的过程中，下部结构应用最为广泛的是柱墩式，其时当前公路桥梁设计中应用较为广泛的桥墩形式，具有自重轻且结构稳定性好的优势，且施工过程中没有难度，方便快捷，并能够达到较为美观的结构外形。但是需要注意的是，桥墩具有一定的柔度，能够在一定程度上提升桥梁的承重能力，但是这一柔度必须要有一个界定的数值，使其在这个范围内变动，如果超过这个数值，不

仅不会达到提高承重能力的作用，反而会降低较量的稳定性、安全性和耐久性，进而影响到桥梁的整体质量，严重时可能会发生安全事故。在设计的过程中，为了防止这一情况的发生，对于连续梁结构的桥梁或者是连续刚结构的桥梁，设计时一定要详细的分析各个柱墩的稳定性，并且要分析其稳定性的影响因素，并且要选择全桥或者是至少一个梁来作为分析对象，得出相关的数据，如果符合设计中对于稳定性的要求，才能够继续施工操作，否则必须要找到其中潜在的安全隐患，避免各种安全事故的发生。

二 大跨度桥梁的优化设计研究

众所周知，大跨度桥梁的施工项目较为复杂，且具有较高的难度系数，所以在桥梁设计的工程中应用大跨度桥梁设计工艺，必须要优化设计手段，确保整个桥梁项目的顺利完工。具体来讲，在实际应用的过程中必须要优化的设计环节有以下几点。

首先，要实现对加劲梁横截面的优化设计。一般来讲，大跨度桥梁的加劲梁主要有混凝土梁、钢梁、叠合梁以及混合梁等主要形式，从当前已经建好的大跨度桥梁的实际情况来看，跨度较大的桥梁，主跨加劲梁的形式基本上都为钢梁形式。因此说，基于此，在大跨度桥梁设计的过程中必须要对加劲梁的横截面进行优化设计，以便达到最佳的设计需求。

其次，需要实现对索力调整的优化设计。对于大跨度桥梁来讲，其收缩徐变、非线性条件等影响都会随着跨度的增加而变得更为突出，因此在设计的过程中需要对这几个因素进行有效的控制，但是需要注意的是，尽管这些因素的作用效果较为明显，但是最终控制主梁应力和线形的直接影响因素还是斜拉索力以及施工过程中的立模标高，所以说，在应用大跨度桥梁设计工艺进行公路桥梁设计的过程中，必须要根据实际情况确定索力，这样能够更好的明确斜拉桥材料的用量，并且最大限度的提升桥梁结构的安全性。在对索力调整的过程中需要注意以下几个方面。

第一，要做好指定受力或者是位移状态下的索力优化工作。例如刚性支承连续梁法或者是零位移法，都能够很好的实现这一目标，但是在实际选择优化方法的时候需要结合桥梁的实际设计方案和具体的施工实际。

第二，做好有约束的索力优化和无约束的索力优化工作。前者可以采用索量最小的方法进行优化，而后者可以采用弯矩平方或者是弯曲能量最小法进行优化。

第三，可以采用影响矩阵法进行优化。应用这一方法能够得到不同目标函数以及不同加权的优化结果，同时又能够计入预应力、约束优化以及收缩徐变等影响，这样既能够更好的确定索结构的最佳科学状态，又能够用于施工阶段和成桥阶段的索力调整，进而能够更好的实现结构的优化，确保桥梁的整体质量性能。

再次，需要做好斜拉索以及吊索锚固的优化操作。一般情况下，斜拉索以及吊索锚固的形式和锚固点的布置都会影响到索塔和主梁的应力集中状况，并且也会对桥梁的结构形式存在一定的影响，在这种情况下进行优化操作，必须要充分的考虑到各方影响因素，并且需要和索塔以及主梁相结合进行全方位的考虑，这样才能够更好的优化斜拉索和吊索锚固问题。

最后，要做好桥墩和桥梁基础的优化。对于大跨度桥梁来讲，桥墩是其中最主要的受力部分，这就要求在桥墩设计的过程中一定要科学的选择建设工艺和建设材料，进而确保桥梁的整体质量。但是需要注意的是，在桥墩施工的过程中，必须要对施工地附近的地质水文条件、气候条件等进行科学的考察，得出大量的数据，以此为基础，才能够更好的优化桥墩和基础设计，这样设计的方案也能够更好的满足实际的需求。

除了上述的几点优化措施之外，在桥梁设计中应用大跨度桥梁设计工艺，还需要对索塔的结构进行优化，使其塔高和受力更为合理。还需要对悬索桥的锚锭进行优化，一般情况下，这一类型桥梁的锚锭有自锚式和地锚式两种，在优化的过程中需要结合具体的情况科学选择优化方案。

结束语：随着城市化进程的不断加快，道路桥梁的施工建设得到了更多人的关注，设计工艺也得到了快速的发展，其中大跨度桥梁设计工艺成为今后桥梁设计中的主要应用方向，本文就以此为中心，结合工作实际，对公路桥梁设计中大跨度桥梁设计技术的应用问题进行了分析论述，希望通过本文论述能够对今后桥梁的设计工作起到一定的帮助作用，更好的实现大跨度桥梁设计技术的应用。

参考文献：

[1] 韩培发 蔡元兵 大跨度桥梁设计在公路桥梁中的应用 房地产导刊，2013年第17期

[2] 戴晖 公路桥梁中大跨度桥梁设计的应用 中华民居旬刊，2014年第27期