橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化問(wèn)題

淺析橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化問(wèn)題摘要：隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，橋梁建設(shè)也在與時(shí)俱進(jìn)，而橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化的問(wèn)題，已經(jīng)成為了橋梁建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容，本篇文章針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。并從橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化這三個(gè)方面進(jìn)行闡述，具體指出橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的策略，為了能夠完善橋梁的結(jié)構(gòu)施工建設(shè)，從而更好地為人民服務(wù)。0引言在當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展中，橋梁建設(shè)里存在著兩個(gè)問(wèn)題就是：橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性不夠與結(jié)構(gòu)的不合理，因此，橋梁的設(shè)計(jì)者需要加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化的工作。優(yōu)化方案得包含橋位選擇優(yōu)化，橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，橋長(zhǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化等內(nèi)容；而橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案中包含了設(shè)計(jì)里混凝土的裂縫地寬度，設(shè)計(jì)的地基高度等措施。使得橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程度不斷地優(yōu)化變得完美，讓其可以更好地服務(wù)于人民群眾，并促進(jìn)交通便利。1橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀總結(jié)橋梁結(jié)構(gòu)不合理橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀之一就是橋梁結(jié)構(gòu)的不完善。橋梁建設(shè)的過(guò)程中，整體框架有好多結(jié)構(gòu)與體系來(lái)組成，但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)片面，沒(méi)有在結(jié)構(gòu)完整性，安全性上面考慮，從一定意義上面說(shuō)，橋梁結(jié)構(gòu)是不能符合國(guó)家規(guī)范的要求，橋梁的使用壽命也會(huì)大大降低。具體來(lái)說(shuō)，好多結(jié)構(gòu)橋梁的整體存在延性問(wèn)題，沒(méi)有精確計(jì)算受力路線，從而導(dǎo)致局部的受力大，保護(hù)層的厚度小，強(qiáng)度也會(huì)降低，還會(huì)造成截面薄或是過(guò)大現(xiàn)象，對(duì)橋梁的耐久性和整體性會(huì)降低，會(huì)威脅到使用安全。同樣的，很多的橋梁設(shè)計(jì)者思維呆板，沒(méi)有充分考慮對(duì)象的變化，環(huán)境和使用的條件，沒(méi)有辦法根據(jù)變化因素對(duì)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題給出相對(duì)應(yīng)的措施。橋梁結(jié)構(gòu)的體系上，如果沒(méi)有很完整的規(guī)劃，過(guò)多偏向性能變化和服務(wù)能力，所以設(shè)計(jì)人員要不斷變化思維，善于考慮發(fā)展問(wèn)題，才能更好的保障設(shè)計(jì)的完整性。橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性不夠橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀之二就是橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性不夠。一般來(lái)說(shuō)，在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有三個(gè)重要的階段，施工期，服役期，超齡期。保證橋梁在正常使用和維護(hù)的前提下，外界的環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的變化有很重大的影響。有害毒氣也會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，同時(shí)車(chē)輛的載重在一定意義上面也會(huì)破壞橋梁結(jié)構(gòu)。舉個(gè)例子，在20世紀(jì)的中后期，修建的斜拉橋，到現(xiàn)在為止有好多坍塌事故。由此來(lái)看，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)里很多的內(nèi)容都需要考慮到耐久性。而材料的選擇，施工的過(guò)程都會(huì)影響到耐久性地強(qiáng)度，還必須解決好設(shè)計(jì)人員的選擇，施工人員的選材等問(wèn)題，努力把耐久性的研究落到實(shí)處。2橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化橋位選擇優(yōu)化橋梁建筑要考慮的首要問(wèn)題是對(duì)于橋位的選擇。一個(gè)好的橋位，可以最大程度提升社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。比如，靠近山并沿溪的地區(qū)，跨溪橋位得到確定后，一定要避開(kāi)水路來(lái)搭建橋梁，還要考慮沿著山來(lái)開(kāi)路，要減少路基的填埋工作，還要注意避免污染了河流。在對(duì)橋位選擇時(shí)候，還應(yīng)該要考慮橋軸與水面的傾斜度，這會(huì)有利于在大雨到來(lái)排水工作可以順利進(jìn)行。選擇橋位除一定得符合地形和水文的要求，還有通航河道的有要求，才能保證橋位優(yōu)化選擇。橋長(zhǎng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)橋梁的長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)建橋地點(diǎn)來(lái)確定。橋所在位置面積大，那么橋的長(zhǎng)度就要有所增加。相反橋所在地方面積小，那么橋的長(zhǎng)度也要減少。對(duì)橋梁的長(zhǎng)度優(yōu)化，就要會(huì)橋梁的長(zhǎng)度計(jì)算方法。首先要得到橋梁模型的長(zhǎng)度，然后根據(jù)橋梁實(shí)際的長(zhǎng)度與本身模型的比例，才能更加精確的對(duì)橋梁的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。比如龍門(mén)跨海大橋在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度上面就很合理，大橋連接南北，在整個(gè)設(shè)計(jì)里優(yōu)化的理念得到很好的體現(xiàn)，從一定意義上面可以提升城市的文化品位及海洋文化，還能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化不能缺少橋梁長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，其作用不能忽視，能夠連接設(shè)計(jì)中想要達(dá)到的區(qū)域，可以起到商品流通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，最先要考慮的就是橋型選擇，然后制定結(jié)構(gòu)方案，最終分析橋型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其更好的優(yōu)化。以石拱橋結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，拱頂高，方便橋下行船。而在橋的大拱兩肩處，分別做出兩個(gè)小拱，讓整個(gè)橋的外形特別對(duì)稱(chēng)，均衡。不僅方便在雨季泄洪，而且節(jié)省建筑材料。如果建橋的地方石頭呈現(xiàn)梯形，就像折扇的面一樣。在建筑的時(shí)候，大面在外，小面在里。這樣，在橋面重量向下壓時(shí)，石頭會(huì)被夾住，以此同時(shí)，還有兩邊橋墩頂著。因此，石拱橋不容易坍塌。橋型結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)化，不僅可以增強(qiáng)橋的堅(jiān)固，還能成為一種藝術(shù)。加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性優(yōu)化在當(dāng)今國(guó)家的規(guī)范中，橋梁的設(shè)計(jì)要求不但要適用，美觀；還得讓經(jīng)濟(jì)安全的要求得到滿足，同時(shí)要加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。橋梁的使用周期里，要使橋梁性能得到重視，整體結(jié)構(gòu)得到維護(hù)，使用極限狀態(tài)得到充分考慮，使用年限與橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量得到保證，從而避免工程事故的發(fā)生。有關(guān)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程里，要全面考慮各種相關(guān)因素，特別是外在的環(huán)境因素，并積極的變換思想和觀念，重視耐久性的設(shè)計(jì)，最大程度的延長(zhǎng)衰退期，增長(zhǎng)安全的使用年限，讓實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性同時(shí)得到滿足。關(guān)注橋梁的超載問(wèn)題一般來(lái)說(shuō)，噸位較大的車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間地從橋梁上通過(guò)，這是一種很大的考驗(yàn)對(duì)于橋梁的承載能力來(lái)說(shuō)，假如超過(guò)了橋梁地承載力，就會(huì)增加危險(xiǎn)性，在這種時(shí)候橋梁可能會(huì)產(chǎn)生一系列變化，但是可以肯定的是變化是不良的變化，會(huì)造成公路的質(zhì)量下降，而承載能力也沒(méi)有以前好了，這將對(duì)橋梁的使用壽命造成影響，一旦發(fā)生了裂痕，必須及時(shí)的對(duì)橋梁進(jìn)行仔細(xì)的觀察，并組織人員進(jìn)行維修。充分考慮橋梁的疲勞損傷由于交通壓力越來(lái)越大，橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)輛荷載的承受也越來(lái)越大，各種荷載在會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應(yīng)力，出現(xiàn)震動(dòng)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，最終使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積累性的疲勞損傷。在這種循環(huán)荷載的作用推動(dòng)下，在結(jié)構(gòu)內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)大面積裂痕。所以必須積極的檢查在早期出現(xiàn)的疲勞損傷，能夠最大限度的減少疲勞損傷，消除發(fā)生事故的可能性。3施工期的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在橋梁的施工期，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案主要有以下三個(gè)內(nèi)容：①斜腹桿的混凝土受到拉力導(dǎo)致開(kāi)裂問(wèn)題的處理，使用局部的預(yù)應(yīng)力法，置入冷拉級(jí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋到斜腹桿里，以拱片預(yù)制成型為基礎(chǔ)，實(shí)施張拉錨固，將斜腹桿拉應(yīng)力有效的降低，以此同時(shí)，混凝土的裂縫寬度也得到了降低。②泥巖地基問(wèn)題的處理，使用巖面的防水封閉技術(shù)。施工中在基坑達(dá)標(biāo)時(shí)候，平整基底，澆筑封底的防水混凝土在地基上，預(yù)防表層地基的膨化。③在工程竣工時(shí)期，要注意橋墩的抗推問(wèn)題，要增設(shè)水平拉桿在墩頂，讓墩基底的應(yīng)力達(dá)到國(guó)家的規(guī)范要求，使得抗滑穩(wěn)定性能的到大大的提升。4結(jié)語(yǔ)橋梁的建設(shè)就是為了減少城鄉(xiāng)道路地?fù)頂D，還為了加速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的步伐。橋梁在日常生活中是必不可少的，在交通運(yùn)輸中也起著至關(guān)重要的作用，必須不斷研究橋梁的設(shè)計(jì)體系，根據(jù)安全性，耐久性和疲勞損傷問(wèn)題，使得橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到提高，最大程度的節(jié)省維修費(fèi)用，最終讓橋梁的使用壽命得到增加，整體質(zhì)量得到提高，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。參考文獻(xiàn)[1]施萬(wàn)滿，喬俊峰.對(duì)現(xiàn)行公橋梁梁設(shè)計(jì)的思考[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2010（1）.[2]董興龍，榮慶林