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摘 要：随着科学技术的发展，在桥梁设计中新材料、新工艺、新技术的应用，以及桥梁设计理论的不断完善，我国桥梁设计水平有了长足的进步。但不可否认的是，在桥梁设计领域依然存在着诸多关键问题急需解决，特别是桥梁的结构耐久性问题。因此，本文就桥梁设计中存在的关键问题进行了阐述，总结出设计中应把握的一些要点和注意事项，并以此提出了今后的研究方向，以供参考。
关键词：桥梁设计 关键问题 结构 要点 方向
GPS等先进测量技术的应用极大提高了工程测量的精度，拥有自主知识产权的桥梁CAD软件提高了设计人员的工作效率。在桥梁设计中逐渐形成以概念设计、结构分析、优化与设计的综合性设计理论，设计水平有了长足的进步。
一、桥梁设计中的关键问题
1.耐久性。在桥梁建设方面，必要的前期勘查、考证和准备比较缺乏是我国比较突出的一个问题。桥梁建设与使用不能忽视的一大因素在于桥梁周边的环境，另外荷载、材料也对桥梁的耐久性有着直接的影响。事实上，上世纪90年代，人们对桥梁结构耐久性的研究越发重视，不过从研究资料来看，如何处理结构细节这些方面的内容较少，大部分集中在计算结构刚度的方法上。而结构耐久性是关系着桥梁经济性和安全运营的决定性因素。因此，必须更加重视起桥梁设计中的结构耐久性问题。
2.荷载。在桥梁设计中，关于桥梁结构的荷载问题，主要影响因素有两个方面。一方面，结构体系和设计理论不够全面。部分设计人员在桥梁使用寿命以及安全性能方面的认识不够全面，过分重视规范中已有的安全系数和结构刚度，对结构体系中的材料、构造、维护、耐久性、分析、设计、优化以及施工和使用等方面的内容考虑不够周全，从而使得桥梁结构出现比较严重的安全性、耐久性丢失的问题。因此，需要在结构设计时，选用满足规范要求的可靠性指标和安全系数的同时，必选设计方案，选择最优的有效且经济的结构设计方案。另一方面，人群荷载。桥梁跨径的不同，关于人群荷载的取值也是不同的，需要根据实际情况进行取值，一般专用行人桥梁，荷载标准值为3.5KN/㎡。此外，车道荷载，关键是集中力的取值问题，车辆在行驶时会使桥梁产生一定的振动，大多集中于跨中。随着桥面平整度下降，振動幅度会不断加强，影响桥梁荷载。因此在车道荷载的设计中应综合多种因素，全盘考虑，计算出合理的冲击力，确保桥梁的安全性能。
3.疲劳损伤。车辆在通过桥梁时，会使桥梁内部产生压力，使结构产生振动，长久以后会使桥梁产生疲劳损伤，而我国在桥梁设计对结构的耐久性、材料等的重视不够，而且施工过程中，质量控制也不够到位，留下许多隐患，在长久的强压作用下，这些隐患逐渐扩大，进而形成结构性损伤，比较典型的现象是桥面出现裂纹，若没有得到妥善处置，极可能在长期负荷作用下，产生结构性破坏。而且，超载在我国公路运输中是司空见惯的现象，这种现象也会加速桥梁的疲劳损伤，最终可能造成难以估量的后果。因此，在桥梁设计中研究疲劳损伤是十分关键的问题，特别是钢筋混凝土结构，有着较为严重的疲劳损伤问题。因此，必须加强这方面的研究，重视桥梁的结构动态和疲劳性能。
二、设计要点分析
1.设计要点。以一般结构的高速公路桥梁为例。在设计中要把握以下三个方面的要点。（1）充分把握桥梁工程当地的地质、水文、地形等自然条件。特别是桥梁纵向地质变化较大，横向地形变化较大的情况，应加强重视，合理利用先进的工程勘查手段，做到心中有数，同时结合实地调查，确保设计方案科学、合理，具备可行性。（2）充分考虑施工条件，因地制宜，确保方案具有较高的可行性，方便施工。同时应灵活采用多重设计手段，以便能够更好地保证桥梁质量、节约造价，方便施工。（3）以经济、适用、安全、美观、环保为原则，进行桥梁设计。充分考虑桥梁结构耐久性、安全性的同时，引入美观、环保的理念，确保桥梁质量的同时，使其和自然和谐共处。
2.设计细节。（1）从上文的分析中可知，在桥梁设计中，设计人员应按照实际情况进行设计，充分考虑工程当地的自然条件，避免桥梁桩基位置较低、施工难度大等问题，在确保桥梁质量的同时，适当提高桥梁高度。（2）为避免桥梁位移，在设计时应考虑好支座安装的水平度，并形成标准，同时加强施工管理，制定详细的方案确保支座安装的水平度。确保地基的水平度，必要时可垫石提高水平度；支座放置应确保水平度达标，支座与桥梁底部接触面也应确保水平度达标。桥梁底部可使用楔形钢板，在预制件时，可设专用模板调整角度（横向、纵向），同时将模板编号，对号入座，钢板应在工厂进行精细加工，确保精度。安装时应采用焊接工艺，并确保焊接质量。（3）针对单跨径20～40m的大桥，可使用连续结构进行设计，合理安排伸缩缝，一般80型伸缩缝比较经济适用，行车舒适度高，无跳车、无噪音，工程量也比较少。分联时应特别注意桥台位置，同时应严格控制联的长度。（4）设计时，尽量保持桥梁与路线正交，这可有效减少长度，同时在适当位置设伸缩缝，缩短受拉区的长度，保证桥梁收缩变形量较小，从而避免桥梁出现斜向裂缝。
3.注意事项。以一般结构的高速公路桥梁为例，在设计还需注意以下几点注意事项。（1）充分考虑跨线桥关键工点的布置形式。如果桥梁与其他交通路线立体交叉，则必须保证交角>70°，特殊位置的交角要求可达75°。（2）针对30m以上跨径的桥梁，通常会做成T字形结构，由于这种结构抗扭特性一般，不应做成斜交，可错开墩台布置桥梁，增加部分跨径，尽量保持正交。（3）桥台处应减少填土高度，一般10m以下为宜，这样主要是尽量避免出现桥头跳车现象。（4）桥梁需穿过高填方路基时，应采用顶推施工，做成箱涵。（5）针对穿越农业灌溉渠的桥梁，应尽量采用三跨连续梁，减少单跨简支梁，提高桥梁安全性。
三、研究方向
1.可靠度。针对上文的分析，在桥梁设计中，应对桥梁结构的可靠性进行系统分析。应把握桥梁结构在不同破坏水平的情况下，在结构设计中以可靠度为依据进行检验。这种方法是一个系统性的课题，难度较大。许多学者从不同的角度进行了研究，例如一阶矩概念、Ferry Borges Castanheta组合情况下的荷载计算方法、Monte-Carlo法抽样计算可靠度等。
2.人为差错。许多桥梁在结构方面存在的问题，并不一定是荷载、刚度等造成的，在桥梁的设计、施工以及使用等环节中也可能存在人为差错，这一方面也是现阶段的研究热点。
3.随机可靠度。在工程学中，广义上的可靠度理论研究的重要内容就在于随机可靠度，随着随机理论和方法的完善，随机可靠度理论必将随之一起发展。
四、结语
桥梁设计是一项系统工作，涉及面广，十分复杂。这就要求设计人员要以丰富的理论知识为基础，结合实际情况，以先进的手段掌握桥梁工程相关的知识，避免在设计中受到过多的主观影响因素。在桥梁设计中，还有许多的问题需要解决，因此，需在实践中不断总结经验，加大研究力度，提高我国桥梁设计水平。
参考文献：
[1]马建，孙守增，杨琦，等.中国桥梁工程学术研究综述·2014[J].中国公路学报，2014，05：1-96.
[2]王欣.简析山区高速公路桥梁设计的关键问题[J].城市道桥与防洪，2016，04：84-86+10-11.
关键词：桥梁设计 关键问题 结构 要点 方向
GPS等先进测量技术的应用极大提高了工程测量的精度，拥有自主知识产权的桥梁CAD软件提高了设计人员的工作效率。在桥梁设计中逐渐形成以概念设计、结构分析、优化与设计的综合性设计理论，设计水平有了长足的进步。
一、桥梁设计中的关键问题
1.耐久性。在桥梁建设方面，必要的前期勘查、考证和准备比较缺乏是我国比较突出的一个问题。桥梁建设与使用不能忽视的一大因素在于桥梁周边的环境，另外荷载、材料也对桥梁的耐久性有着直接的影响。事实上，上世纪90年代，人们对桥梁结构耐久性的研究越发重视，不过从研究资料来看，如何处理结构细节这些方面的内容较少，大部分集中在计算结构刚度的方法上。而结构耐久性是关系着桥梁经济性和安全运营的决定性因素。因此，必须更加重视起桥梁设计中的结构耐久性问题。
2.荷载。在桥梁设计中，关于桥梁结构的荷载问题，主要影响因素有两个方面。一方面，结构体系和设计理论不够全面。部分设计人员在桥梁使用寿命以及安全性能方面的认识不够全面，过分重视规范中已有的安全系数和结构刚度，对结构体系中的材料、构造、维护、耐久性、分析、设计、优化以及施工和使用等方面的内容考虑不够周全，从而使得桥梁结构出现比较严重的安全性、耐久性丢失的问题。因此，需要在结构设计时，选用满足规范要求的可靠性指标和安全系数的同时，必选设计方案，选择最优的有效且经济的结构设计方案。另一方面，人群荷载。桥梁跨径的不同，关于人群荷载的取值也是不同的，需要根据实际情况进行取值，一般专用行人桥梁，荷载标准值为3.5KN/㎡。此外，车道荷载，关键是集中力的取值问题，车辆在行驶时会使桥梁产生一定的振动，大多集中于跨中。随着桥面平整度下降，振動幅度会不断加强，影响桥梁荷载。因此在车道荷载的设计中应综合多种因素，全盘考虑，计算出合理的冲击力，确保桥梁的安全性能。
3.疲劳损伤。车辆在通过桥梁时，会使桥梁内部产生压力，使结构产生振动，长久以后会使桥梁产生疲劳损伤，而我国在桥梁设计对结构的耐久性、材料等的重视不够，而且施工过程中，质量控制也不够到位，留下许多隐患，在长久的强压作用下，这些隐患逐渐扩大，进而形成结构性损伤，比较典型的现象是桥面出现裂纹，若没有得到妥善处置，极可能在长期负荷作用下，产生结构性破坏。而且，超载在我国公路运输中是司空见惯的现象，这种现象也会加速桥梁的疲劳损伤，最终可能造成难以估量的后果。因此，在桥梁设计中研究疲劳损伤是十分关键的问题，特别是钢筋混凝土结构，有着较为严重的疲劳损伤问题。因此，必须加强这方面的研究，重视桥梁的结构动态和疲劳性能。
二、设计要点分析
1.设计要点。以一般结构的高速公路桥梁为例。在设计中要把握以下三个方面的要点。（1）充分把握桥梁工程当地的地质、水文、地形等自然条件。特别是桥梁纵向地质变化较大，横向地形变化较大的情况，应加强重视，合理利用先进的工程勘查手段，做到心中有数，同时结合实地调查，确保设计方案科学、合理，具备可行性。（2）充分考虑施工条件，因地制宜，确保方案具有较高的可行性，方便施工。同时应灵活采用多重设计手段，以便能够更好地保证桥梁质量、节约造价，方便施工。（3）以经济、适用、安全、美观、环保为原则，进行桥梁设计。充分考虑桥梁结构耐久性、安全性的同时，引入美观、环保的理念，确保桥梁质量的同时，使其和自然和谐共处。
2.设计细节。（1）从上文的分析中可知，在桥梁设计中，设计人员应按照实际情况进行设计，充分考虑工程当地的自然条件，避免桥梁桩基位置较低、施工难度大等问题，在确保桥梁质量的同时，适当提高桥梁高度。（2）为避免桥梁位移，在设计时应考虑好支座安装的水平度，并形成标准，同时加强施工管理，制定详细的方案确保支座安装的水平度。确保地基的水平度，必要时可垫石提高水平度；支座放置应确保水平度达标，支座与桥梁底部接触面也应确保水平度达标。桥梁底部可使用楔形钢板，在预制件时，可设专用模板调整角度（横向、纵向），同时将模板编号，对号入座，钢板应在工厂进行精细加工，确保精度。安装时应采用焊接工艺，并确保焊接质量。（3）针对单跨径20～40m的大桥，可使用连续结构进行设计，合理安排伸缩缝，一般80型伸缩缝比较经济适用，行车舒适度高，无跳车、无噪音，工程量也比较少。分联时应特别注意桥台位置，同时应严格控制联的长度。（4）设计时，尽量保持桥梁与路线正交，这可有效减少长度，同时在适当位置设伸缩缝，缩短受拉区的长度，保证桥梁收缩变形量较小，从而避免桥梁出现斜向裂缝。
3.注意事项。以一般结构的高速公路桥梁为例，在设计还需注意以下几点注意事项。（1）充分考虑跨线桥关键工点的布置形式。如果桥梁与其他交通路线立体交叉，则必须保证交角>70°，特殊位置的交角要求可达75°。（2）针对30m以上跨径的桥梁，通常会做成T字形结构，由于这种结构抗扭特性一般，不应做成斜交，可错开墩台布置桥梁，增加部分跨径，尽量保持正交。（3）桥台处应减少填土高度，一般10m以下为宜，这样主要是尽量避免出现桥头跳车现象。（4）桥梁需穿过高填方路基时，应采用顶推施工，做成箱涵。（5）针对穿越农业灌溉渠的桥梁，应尽量采用三跨连续梁，减少单跨简支梁，提高桥梁安全性。
三、研究方向
1.可靠度。针对上文的分析，在桥梁设计中，应对桥梁结构的可靠性进行系统分析。应把握桥梁结构在不同破坏水平的情况下，在结构设计中以可靠度为依据进行检验。这种方法是一个系统性的课题，难度较大。许多学者从不同的角度进行了研究，例如一阶矩概念、Ferry Borges Castanheta组合情况下的荷载计算方法、Monte-Carlo法抽样计算可靠度等。
2.人为差错。许多桥梁在结构方面存在的问题，并不一定是荷载、刚度等造成的，在桥梁的设计、施工以及使用等环节中也可能存在人为差错，这一方面也是现阶段的研究热点。
3.随机可靠度。在工程学中，广义上的可靠度理论研究的重要内容就在于随机可靠度，随着随机理论和方法的完善，随机可靠度理论必将随之一起发展。
四、结语
桥梁设计是一项系统工作，涉及面广，十分复杂。这就要求设计人员要以丰富的理论知识为基础，结合实际情况，以先进的手段掌握桥梁工程相关的知识，避免在设计中受到过多的主观影响因素。在桥梁设计中，还有许多的问题需要解决，因此，需在实践中不断总结经验，加大研究力度，提高我国桥梁设计水平。
参考文献：
[1]马建，孙守增，杨琦，等.中国桥梁工程学术研究综述·2014[J].中国公路学报，2014，05：1-96.
[2]王欣.简析山区高速公路桥梁设计的关键问题[J].城市道桥与防洪，2016，04：84-86+10-11.