高等级公路中小跨径桥梁设计研究

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1、高等级公路中小跨径桥梁设计研究　　【摘要】随着我国经济的发展，对交通建设的重视，我国的高等级公路越来越多，设计水平的要求也越来越高。本文将从中小跨径桥梁的设计出发，分析如何更好的对中小跨径桥梁进行科学设计。【关键词】高等级公路；中小跨径桥梁；设计分析中图分类号：U445文献标识码：A一、前言目前，国内对于高等级公路中小跨径桥梁的设计研究还不够深入，很多地方桥梁的设计还不够科学，因此，要对高等级公路中小跨径桥梁进行分析研究。二、中小跨径桥梁设计标准7中小跨径桥梁设计荷载包括永久荷载、可变荷载和偶然

2、荷载，其中可变荷载对桥梁结构使用性能影响较大。而在可变荷载中汽车荷载是其最主要的荷载，又称活载。在桥梁设计时，设计人员应根据各个时期颁布的公路工程技术标准和桥梁设计规范来采用适合的荷载等级。每一次的公路工程技术标准和桥梁设计规范的制定与颁布都反应了我国在该时期公路运输载重的实际情况和发展趋势。新中国成立以来，我国有关部门共进行了7次公路工程技术标准的修订，4次桥梁设计规范的修订。而目前在公路工程界国内所采用的标准时《公路工程技术标准（JTGB01-2003）》规定的公路——I级、公路——II级车

3、道荷载和550KN车辆荷载标准。另外，我国公路桥梁规范规定的车辆荷载安全系数为1.4，而英国和美国分部为1.73、1.75，因此，我国规定的车辆荷载安全系数在国际中处于偏低位置。而规范中规定的材料设计强度在计算桥梁构件本身承载力时又定得偏高。根据相关资料显示，我国桥梁的设计承载能力总体上只有美英两国的60%~70%。三、中小跨径桥梁结构设计中存在的问题1、承载力设计中的问题现行的公路桥梁设计规范规定，钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁结构按承载能力极限状态和正常使用极限状态来进行设计。承载能力极限状态

4、也称为强度极限状态，其计算是以钢筋砼塑性理论为基础，以构件的“破坏工作阶段”——即达到最大承载能力或出现不足出继续承载的变形为计算依据，基本原则是荷载效应不大于结构拉力。结构正常使用极限状态计算是以弹性理论或弹塑性理论为基础，控制结构在正常使用状态时的应力、变形、裂缝小于规定的限值，即结构或构件尚未丧失承载能力，但已达到不能正常使用的极限状态，正常使用极限状态设计主要是为保证构件的正常工作和耐久性。7一般在工程设计时，设计人员往往是重视承载能力极限状态的控制，结构抗力都能考虑足够，但对于正常使用

5、极限状态指标往往不太重视。而结构在整个使用周期中，最重要的正是其使用性能，使用性能的保证是长期保证结构安全的基本条件。2、桥梁耐久性设计中的问题近年来，由于出现了大量的在役桥梁使用性能急速降低甚至损坏，桥梁结构耐久性问题重新被认识和重视，但总体来讲，我国在保证结构耐久性方面的实际行动仍然是非常缓慢，以往的桥梁设计中，相当一部分根本未考虑结构耐久性方面的设计，即使有所考虑，也只是作为一种概念予以关注，比如全寿命周期成本，只有理念，在具体设计时并未充分予以考虑。现行规范虽然在保证结构耐久性方面有了一

6、些具体规定，但总体上较为粗略笼统。结构耐久性考虑不足在一定程度上导致了桥梁在施工过程中发生事故、使用过程中性能差、寿命短的不良后果。7具体在设计中，设计人员目前大多是按规范要求进行结构计算和构造设计，只控制了抗力指标、变形指标，但对于影响耐久性的问题，却没有关注。比如虽然满足了规范要求，但仍存在的构件截面尺寸过薄、分布钢筋过细、保护层过小等问题；关于桥梁使用环境对结构的影响，在中小桥梁设计中考虑不周或不考虑。这样完成的结构设计虽然满足了受力要求和规范的规定，但设计的只能是建成时的结构状态，而不是

7、在结构使用寿命期的设计。3、桥梁设计方法中的问题（一）过分依赖计算机程序软件、不进行细部计算。（二）过分相信标准图。采用标准图可以提高工作效率，但作为设计人员,要有设计是创作过程而不是简单模仿和重复的意识，对标准图要有所认识，在使用标准图时对已发现的问题要进行总结和及时改进。（三）对结构认识不足，缺乏整体设计理念，不进行整体分析，只算单个构件的受力或主结构受力，有的结构计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大。如整体现浇板的横向受力计算、斜板结构的弯矩偏移等，拱桥设计时只计算基础承载力而对基础

8、沉降不进行计算。（四）不注意整体构造配合设计，由于构件（部件）单图绘制，多造成钢筋冲突，需要在施工中相互避让，导致钢筋错位、影响砼灌注和密实、保护层不足等问题。四、斜弯桥梁的一般布设7处于弯道中的斜交桥梁设计,一方面,应使桥梁结构简单,构件类型少,尺寸统一,便于机械化生产装配,便于施工,桥型布置应与路线线形协调一致,偏差小。另一方面,应达到经济、适用、美观,与周围环境相协调。桥梁布置孔数为1孔～2孔时,墩台一般采用平行布置,上部预制构件采用平行布置,主要优点是同一孔上部预制构件尺寸统一,可减少模