路桥结构设计的优化研究
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路桥过渡段路基路面的结构设计研究
路桥过渡段路基路面的结构设计研究摘要：路桥过渡段是非常关键的一个施工部分，无论是设计还是施工，都要引起足够的重视，全面提升该部分的质量水平，以促进我国道路工程技术水平的提升，保证道路工程建设顺利进行。
本文笔者根据工作实践经验对路桥过渡段路基路面的结构设计进行了分析探讨。
关键词：路桥；过渡段；路基路面；结构设计1路桥过渡段路基路面存在的问题1.1路桥过渡段软土地基处理问题地基是路桥工程的主要承载部分，当前很多的路桥工程都建设在病害高发区域内，比如桥头跳车，是由于地基发生了沉降所造成的，严重影响路桥工程的安全和稳定。
在设计的过程中，部分工程技术人员对于勘探工作落实不到位，设计过程中对于软土路基的基本性质了解不充分，导致地基设计与实际要求存在着巨大的差距，从而就造成了地基沉降现象。
1.2边坡防护不到位路桥过渡段的边坡防护对于整体工程的影响也非常重要，在该路段中，边坡防护难以满足工程质量的要求，导致在雨季积水过深，在持续冲刷的过程中导致了桥台背上的填土被冲掉，造成了交通运行安全性下降，浪费了大量的工程材料，后期的工程负担会持续加重。
1.3结构设计不合理目前，我国的桥梁技术水平明显不高，导致在道路桥梁过渡段施工过程中，存在诸多质量问题。
当前很多工程技术人员将钢筋混凝土结构形式引入到路桥设计中，但还是难以达到工程质量的要求。
很多的路桥工程的结构设计都存在问题，影响着我国的道路桥梁整体设计水平。
2路桥过渡段路基路面结构设计2.1没有搭板的结构设计这种结构形式的特点非常明显，其主要体现在后台填筑以及地基两个方面。
（1）台后填筑没有搭板的路桥工程在我国占有一定的比例，这种结构形式主要是对后台进行填筑，进而提升工程路基和路面的承载能力，确保路桥过渡段的综合性能。
后台的填筑通常需要选择渗水性能好且易密实的填料，比如中粗砂。
如果需要选择细粒土进行填筑，则可以使用石灰、水泥、粉煤灰等几种材料进行混合。
后台填筑必须要保证其压实度满足工程质量的要求，通常需要从上至下分层进行压实处理，压实度必须在96%以上，这样才能保证该部分在投入使用之后，不会出现沉降现象，确保了工程质量，还有效防止发生桥头跳车的现象。
关于桥梁结构优化设计的探讨
科技创新与应用 Ｉ ２ ０ １ ４ 年 第８ 期
路 桥 科 技
关于桥 梁结构优化设计 的探讨
鲁 楠 夏 正 光
（ 同济大学建筑设计研 究院（ 集团） 有限公司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 桥 梁工 程是 由许 多结构 构 件 组成 的 系统 结 构 ， 是城 市基 础 设施 中一 个 重要 的 组 成部 分 ， 其 结 构 设 计 是 否科 学合 理 ， 直接
决定了桥梁的安全性 、 实用性和耐用性。文章通过对桥梁结构设计的介绍 ， 探讨一下桥 梁设计 的问题及优化 方案。
关键词： 桥 梁结 构 ； 优化设计； 问题
１现 阶段桥 梁结 构设 计 面临 的问题 加强混凝土截面刚度等方法来控制混凝土裂缝的宽度。 １ 。 １桥 梁设 计缺 乏先 进 的理论 基础 和完 善 的结构 体 系 ３桥 梁结构 设计 的优化 措施 目前 在 我 国 ，一 些桥 梁设 计 人员 在结 构设 计 时存 在 对桥 梁结 构 在这里我们探讨 的是基于可靠性的优化设计 。这种优化模式是 的整 体性 、 安 全性 和 耐久 性考 虑 片面 ， 部分 桥 梁结 构 的整 体性 延性 不 由 Ｆ ｏ ｒ ｓ ｃ ｌ ｌ 最先提出来的，他把使总耗费 （ 初始投资与期望损失值之 足， 计 算 图式 和 受力 路线 不 明 确 ， 主要 会 引起 ： 结 构局 部 受 力过 大 ， 应 和 ） 最小 化作 为优 化 目标 ， 主 要研 究 了可 靠性 与优 化 之 间的 关系 。他 力集 中； 混 凝土 强 度要 求 过低 ； 保 护层 厚 度 过小 ； 构 件 截 面 过小 或 过 指 出 ，用 整 个桥 梁结 构失 效 概率 作 为功 能约 束 的优 化过 程应 该 产 生 他认 为 ， 科 学 的优化 设 计 大等问题。这些问题都会削弱桥梁结构的耐久性 ， 会严重影响桥梁 的 出更 加平 衡 与合 理 的安全度 相一 致 的设计 。 安全 。 应该考虑桥梁结构在各种荷载作用下的性能，同时桥梁结构的服役 此 外 ，一些 桥 梁设 计人 员缺 少 动态 思维 方式 。在针 对不 同的环 期 很 长 ， 如果 不加 维 修 ， 它 的功 能 一 定会 越 来 越 衰退 ， 所 以必 然 要 及 境、 不同的使用条件和不 同的设计对象时， 不能根据变化因素对结构 时采 取相 应 的维修 和 加 固的措施 。 不难 理解 ， 桥梁 结 构设计 可靠 度 标 体系做 出合理的应对措施。在新技术、 新材料、 新工艺快速发展的情 准越高 ， 建造桥梁结构的原始成本就越少。所以会存在一个最优化设 况下， 对结构设计也提出了新要求 ， 这时候设计人员的创新意识和与 计可靠度 ， 在这个标准下 ， 桥梁结构服役期的总耗费是最小的。 时俱进的设计理念就尤为重要了。 ３ ． １充分 重视 桥梁 结构 的耐 久性设 计 在结构体系上 ， 目前 的桥梁设计普遍 的缺乏整体 的设计规划 ， 过 现行 规范 对 桥梁 设计 的要 求 是适 用 、 经济 、 安全 、 美观 ， 对桥 梁 的 于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力 ，而对其他时期 的性能 强度考虑多于耐久性 ，对使用周期 中桥梁的性能表现相当重视而忽 变化没有更为全面的考虑。桥梁工程是一个 由许多结构构件组成的 视使用极限状态和对结构 的维护。这种倾 向很大程度上造成了工程 个 系统结 构 ， 设计 人 员要 用 动态 思维 去解 决 面 临的发 展技 术 问题 ， 事故频 发 、 桥 梁结 构 质量差 ， 性 能不稳 定 、 使 用 年 限短等不 良后果 。 设 要尽可能的将未来所面临的问题计算在内，保证桥梁设计结构体系 计 人 员应 该从 思 想上 改变 这种 倾 向 ，充分 重视 对 桥梁 结构 耐 久性 的 的完整 性 。 设计 ， 不但让它在服役期内安全可靠的工作， 同时要最大限度的延长 １ Ｉ ２桥梁结 构 的可靠 性 和耐 久性 问题 它的衰退期， 安全使用的年限越长 ， 则其经济性和实用性越优化 。 桥梁 结构 可靠 性 的概 念是 ： 在 规定 的服役 基 准期 内 ， 在 正 常使 用 ３ － ２重 视对疲 劳损 伤 的研究 和维护 的情况下 ， 结合环境和结构抗力衰退等因素的影响 ， 桥梁结构 桥梁 结构 所 承受 的车辆荷 载 和风 荷 载都 是动 荷 载 ，会 在 结 构 内 在服役期过后的后续服役期内能完成预计功能的能力 。我 国桥梁结 产生循环变化 的力量 ， 会引起结构 的震动 ， 也会引起结构的积累疲劳 构设计可靠性的重视程度大于耐久性 ，重视强度极端状态而不重视 损伤 。在循环荷载作用下 ， 这些缺陷会逐渐形成宏观裂纹 ， 如果得不 使用极 限状态 ， 重视桥梁结构的建造而忽视检测和维修， 不少大桥坍 到控 制 ， 会 引起材 料 和结 构 的断 裂 。早 期 的疲 劳损 伤 不 易被 检测 到 ， 塌 都是 由于构 件疲 劳 损坏 所 引起 ，影 响 了桥梁 的承载 能力 和 使用 性 但带来的后果是不堪设想 的。设计人员要充分重视对疲劳损伤的研 能。 究 ，尽量把疲劳损伤 的因素消除，把造成不 良后果的可能性降到最 桥梁 在建 造 和使 用过 程 中 ，受 到 了外 部 和 自身环 境 的影 响导 致 低， 避免造成不可弥补的损失。 结构各部分不同程度的损伤和劣化 ， 有些桥梁仅用 １ ０年左右的时间 ３ － ３重 视对 桥梁 超载 问题 的研 究 就 因为耐 久 性 出了 问题 而影 响结 构安 全 。结 构耐 久性 不 应成 为桥 梁 ３ ． ３ ． １桥 梁年 限 过长 ， 超 龄 负载使 用 。 结构最普遍的一个安全问题， 设计时要从结构构造 、 材料等角度采取 ３ ． ３ ． ２桥 梁 同时 通行 的车 流量超 过可 承载 的最 大 限值 。 措 施来 加 强结构 耐 久 眭。 ３ ． ３ ． ３车辆违 规超 载 。 １ ． ３桥梁 结构 的疲 劳损 伤 问题 超载一 方 面会 引起 桥 梁结 构 的疲 劳损 伤 问题 ， 另一 方 面 ， 由于 超 桥 梁结 构 的疲劳 损 伤 ，是 由于桥 梁 所采 用 的材料 不 均匀 和不 连 载 引起 的桥梁 内部 结 构 的损伤 不能 恢 复 ， 使 其 工作 状态 发生 变 化 ， 危 续， 存 在许 多 微小 的缺 陷 ， 在荷 载 反 复作用 下 ， 这些 微小 缺 陷会 逐 渐变 害 桥梁 结构 的安 全 和耐用 性 。 所 以， 在 桥 梁设 计 中应重 视对 桥梁 超 化形成损伤 ，并逐渐在材料 中形成大面积裂纹 ，裂纹得不到有效控 载问题 的研究 ， 充分考虑社会 、 经济 、 环境 、 地域等因素 的影响 ， 把超 制， 极 有可 能会 引起 材料 、 结构 因脆 弱而 断裂 ， 造成 严重 后果 。 对 疲劳 载 问题 纳入桥 梁 结构设 计 中来 。 损伤 的研究不仅仅针对整体桥梁结构 ，实际上桥梁结构常常由于某 ３ ． ４施工中所能涉及到的优化设计 些关键部位的局部疲劳而导致整体结构的失效。近几年 ， 我 国发生过 ３ ． ４ ． １斜腹杆混凝土受拉开裂处理问题设计 ： 应采用局部预应力 几次大的桥梁事故 ， 都是 因为结构疲劳损伤的情况引起的。另外 ， 超 的方 法 ， 也 就是 桥 梁 只在斜 腹 杆 内布置 冷拉 级 预应 力 钢筋 ， 拱 片预 制 载也 是 导致桥 梁结 构疲 劳损 伤 的重要 原 因 。 成型后张拉锚 固，这样就大大降低 了斜腹杆拉应力和混凝土裂缝开 ２ 桥梁设 计 中应注 意 的具体 问题 及解 决方 法 展宽度。 ２ ． １设计 地基 高 度 的调整 ３ ． ４ ． ２泥 岩地 基处 理 问题 设计 ： 此 基础 的设 计 应 采用 岩 面 防水 封 地 基是 桥 梁施 工 中最 重要 的 工作 之一 ， 地 基高 度 的不 合理 ， 给 桥 闭技 术 ， 当 基坑 挖 至设 计标 高后 ， 经 平 整 和清 理 基 底后 ， 快 速 的浇 筑 梁结构建设带来很多不安全因素。由于地基土层极易风化 ， 如果解决 封 底 防水 混凝 土以保 护地 基 。 这 一措 施 可以 防止表 层地 基土 膨化 、 保 的不合理 ， 就会导致地基不够坚实 ， 地基下沉甚至地基崩溃等后果 。 持 地基 土 的强度 。 首先 ， 用封闭的防水技术 ， 可以增强桥梁地基 的稳固性能 ， 标高地基 ３ ． ４ ． ３竣 工 阶段桥 墩 抗推 问题 设计 ： 可 在 墩顶 增 设 临 时 的水平 拉 高度， 以此来保护桥梁地基强度 。 其次， 设计人员应把握好地基高度 ， 杆， 另一端与桥台锚固， 临时支架拆除前进行预张拉。这样 ， 墩基底的 在设计 阶段 ， 就应 当考虑上部结构 ， 基础和地基共同作用 ， 必要时采 应力 及抗 滑稳定 都 能够满 足规 范 的要求 。 取有效措施加强上部结构的强度 ，可以增加建造物对地基不均匀变 ４结 束语 形 的适 应能 力 。 桥 梁对我 国现 阶段 的交 通运 输 发挥 着 巨大 的作 用 。我们 在 认识 ２ － ２混凝 土 裂缝 的宽 度调 整 交通 运输 对 桥梁 作用 的同 时 ，还 要积 极 的探 讨 它在 桥梁 设计 理 论 和 裂缝 是 混凝 土构 件不 可 避免 的特 征 ， 不仅 影 响结 构 的美 观 ， 而 且 结构构造体系、 耐久性、 疲劳损伤 、
路 桥 科 技
关于桥 梁结构优化设计 的探讨
鲁 楠 夏 正 光
（ 同济大学建筑设计研 究院（ 集团） 有限公司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 桥 梁工 程是 由许 多结构 构 件 组成 的 系统 结 构 ， 是城 市基 础 设施 中一 个 重要 的 组 成部 分 ， 其 结 构 设 计 是 否科 学合 理 ， 直接
决定了桥梁的安全性 、 实用性和耐用性。文章通过对桥梁结构设计的介绍 ， 探讨一下桥 梁设计 的问题及优化 方案。
关键词： 桥 梁结 构 ； 优化设计； 问题
１现 阶段桥 梁结 构设 计 面临 的问题 加强混凝土截面刚度等方法来控制混凝土裂缝的宽度。 １ 。 １桥 梁设 计缺 乏先 进 的理论 基础 和完 善 的结构 体 系 ３桥 梁结构 设计 的优化 措施 目前 在 我 国 ，一 些桥 梁设 计 人员 在结 构设 计 时存 在 对桥 梁结 构 在这里我们探讨 的是基于可靠性的优化设计 。这种优化模式是 的整 体性 、 安 全性 和 耐久 性考 虑 片面 ， 部分 桥 梁结 构 的整 体性 延性 不 由 Ｆ ｏ ｒ ｓ ｃ ｌ ｌ 最先提出来的，他把使总耗费 （ 初始投资与期望损失值之 足， 计 算 图式 和 受力 路线 不 明 确 ， 主要 会 引起 ： 结 构局 部 受 力过 大 ， 应 和 ） 最小 化作 为优 化 目标 ， 主 要研 究 了可 靠性 与优 化 之 间的 关系 。他 力集 中； 混 凝土 强 度要 求 过低 ； 保 护层 厚 度 过小 ； 构 件 截 面 过小 或 过 指 出 ，用 整 个桥 梁结 构失 效 概率 作 为功 能约 束 的优 化过 程应 该 产 生 他认 为 ， 科 学 的优化 设 计 大等问题。这些问题都会削弱桥梁结构的耐久性 ， 会严重影响桥梁 的 出更 加平 衡 与合 理 的安全度 相一 致 的设计 。 安全 。 应该考虑桥梁结构在各种荷载作用下的性能，同时桥梁结构的服役 此 外 ，一些 桥 梁设 计人 员缺 少 动态 思维 方式 。在针 对不 同的环 期 很 长 ， 如果 不加 维 修 ， 它 的功 能 一 定会 越 来 越 衰退 ， 所 以必 然 要 及 境、 不同的使用条件和不 同的设计对象时， 不能根据变化因素对结构 时采 取相 应 的维修 和 加 固的措施 。 不难 理解 ， 桥梁 结 构设计 可靠 度 标 体系做 出合理的应对措施。在新技术、 新材料、 新工艺快速发展的情 准越高 ， 建造桥梁结构的原始成本就越少。所以会存在一个最优化设 况下， 对结构设计也提出了新要求 ， 这时候设计人员的创新意识和与 计可靠度 ， 在这个标准下 ， 桥梁结构服役期的总耗费是最小的。 时俱进的设计理念就尤为重要了。 ３ ． １充分 重视 桥梁 结构 的耐 久性设 计 在结构体系上 ， 目前 的桥梁设计普遍 的缺乏整体 的设计规划 ， 过 现行 规范 对 桥梁 设计 的要 求 是适 用 、 经济 、 安全 、 美观 ， 对桥 梁 的 于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力 ，而对其他时期 的性能 强度考虑多于耐久性 ，对使用周期 中桥梁的性能表现相当重视而忽 变化没有更为全面的考虑。桥梁工程是一个 由许多结构构件组成的 视使用极限状态和对结构 的维护。这种倾 向很大程度上造成了工程 个 系统结 构 ， 设计 人 员要 用 动态 思维 去解 决 面 临的发 展技 术 问题 ， 事故频 发 、 桥 梁结 构 质量差 ， 性 能不稳 定 、 使 用 年 限短等不 良后果 。 设 要尽可能的将未来所面临的问题计算在内，保证桥梁设计结构体系 计 人 员应 该从 思 想上 改变 这种 倾 向 ，充分 重视 对 桥梁 结构 耐 久性 的 的完整 性 。 设计 ， 不但让它在服役期内安全可靠的工作， 同时要最大限度的延长 １ Ｉ ２桥梁结 构 的可靠 性 和耐 久性 问题 它的衰退期， 安全使用的年限越长 ， 则其经济性和实用性越优化 。 桥梁 结构 可靠 性 的概 念是 ： 在 规定 的服役 基 准期 内 ， 在 正 常使 用 ３ － ２重 视对疲 劳损 伤 的研究 和维护 的情况下 ， 结合环境和结构抗力衰退等因素的影响 ， 桥梁结构 桥梁 结构 所 承受 的车辆荷 载 和风 荷 载都 是动 荷 载 ，会 在 结 构 内 在服役期过后的后续服役期内能完成预计功能的能力 。我 国桥梁结 产生循环变化 的力量 ， 会引起结构 的震动 ， 也会引起结构的积累疲劳 构设计可靠性的重视程度大于耐久性 ，重视强度极端状态而不重视 损伤 。在循环荷载作用下 ， 这些缺陷会逐渐形成宏观裂纹 ， 如果得不 使用极 限状态 ， 重视桥梁结构的建造而忽视检测和维修， 不少大桥坍 到控 制 ， 会 引起材 料 和结 构 的断 裂 。早 期 的疲 劳损 伤 不 易被 检测 到 ， 塌 都是 由于构 件疲 劳 损坏 所 引起 ，影 响 了桥梁 的承载 能力 和 使用 性 但带来的后果是不堪设想 的。设计人员要充分重视对疲劳损伤的研 能。 究 ，尽量把疲劳损伤 的因素消除，把造成不 良后果的可能性降到最 桥梁 在建 造 和使 用过 程 中 ，受 到 了外 部 和 自身环 境 的影 响导 致 低， 避免造成不可弥补的损失。 结构各部分不同程度的损伤和劣化 ， 有些桥梁仅用 １ ０年左右的时间 ３ － ３重 视对 桥梁 超载 问题 的研 究 就 因为耐 久 性 出了 问题 而影 响结 构安 全 。结 构耐 久性 不 应成 为桥 梁 ３ ． ３ ． １桥 梁年 限 过长 ， 超 龄 负载使 用 。 结构最普遍的一个安全问题， 设计时要从结构构造 、 材料等角度采取 ３ ． ３ ． ２桥 梁 同时 通行 的车 流量超 过可 承载 的最 大 限值 。 措 施来 加 强结构 耐 久 眭。 ３ ． ３ ． ３车辆违 规超 载 。 １ ． ３桥梁 结构 的疲 劳损 伤 问题 超载一 方 面会 引起 桥 梁结 构 的疲 劳损 伤 问题 ， 另一 方 面 ， 由于 超 桥 梁结 构 的疲劳 损 伤 ，是 由于桥 梁 所采 用 的材料 不 均匀 和不 连 载 引起 的桥梁 内部 结 构 的损伤 不能 恢 复 ， 使 其 工作 状态 发生 变 化 ， 危 续， 存 在许 多 微小 的缺 陷 ， 在荷 载 反 复作用 下 ， 这些 微小 缺 陷会 逐 渐变 害 桥梁 结构 的安 全 和耐用 性 。 所 以， 在 桥 梁设 计 中应重 视对 桥梁 超 化形成损伤 ，并逐渐在材料 中形成大面积裂纹 ，裂纹得不到有效控 载问题 的研究 ， 充分考虑社会 、 经济 、 环境 、 地域等因素 的影响 ， 把超 制， 极 有可 能会 引起 材料 、 结构 因脆 弱而 断裂 ， 造成 严重 后果 。 对 疲劳 载 问题 纳入桥 梁 结构设 计 中来 。 损伤 的研究不仅仅针对整体桥梁结构 ，实际上桥梁结构常常由于某 ３ ． ４施工中所能涉及到的优化设计 些关键部位的局部疲劳而导致整体结构的失效。近几年 ， 我 国发生过 ３ ． ４ ． １斜腹杆混凝土受拉开裂处理问题设计 ： 应采用局部预应力 几次大的桥梁事故 ， 都是 因为结构疲劳损伤的情况引起的。另外 ， 超 的方 法 ， 也 就是 桥 梁 只在斜 腹 杆 内布置 冷拉 级 预应 力 钢筋 ， 拱 片预 制 载也 是 导致桥 梁结 构疲 劳损 伤 的重要 原 因 。 成型后张拉锚 固，这样就大大降低 了斜腹杆拉应力和混凝土裂缝开 ２ 桥梁设 计 中应注 意 的具体 问题 及解 决方 法 展宽度。 ２ ． １设计 地基 高 度 的调整 ３ ． ４ ． ２泥 岩地 基处 理 问题 设计 ： 此 基础 的设 计 应 采用 岩 面 防水 封 地 基是 桥 梁施 工 中最 重要 的 工作 之一 ， 地 基高 度 的不 合理 ， 给 桥 闭技 术 ， 当 基坑 挖 至设 计标 高后 ， 经 平 整 和清 理 基 底后 ， 快 速 的浇 筑 梁结构建设带来很多不安全因素。由于地基土层极易风化 ， 如果解决 封 底 防水 混凝 土以保 护地 基 。 这 一措 施 可以 防止表 层地 基土 膨化 、 保 的不合理 ， 就会导致地基不够坚实 ， 地基下沉甚至地基崩溃等后果 。 持 地基 土 的强度 。 首先 ， 用封闭的防水技术 ， 可以增强桥梁地基 的稳固性能 ， 标高地基 ３ ． ４ ． ３竣 工 阶段桥 墩 抗推 问题 设计 ： 可 在 墩顶 增 设 临 时 的水平 拉 高度， 以此来保护桥梁地基强度 。 其次， 设计人员应把握好地基高度 ， 杆， 另一端与桥台锚固， 临时支架拆除前进行预张拉。这样 ， 墩基底的 在设计 阶段 ， 就应 当考虑上部结构 ， 基础和地基共同作用 ， 必要时采 应力 及抗 滑稳定 都 能够满 足规 范 的要求 。 取有效措施加强上部结构的强度 ，可以增加建造物对地基不均匀变 ４结 束语 形 的适 应能 力 。 桥 梁对我 国现 阶段 的交 通运 输 发挥 着 巨大 的作 用 。我们 在 认识 ２ － ２混凝 土 裂缝 的宽 度调 整 交通 运输 对 桥梁 作用 的同 时 ，还 要积 极 的探 讨 它在 桥梁 设计 理 论 和 裂缝 是 混凝 土构 件不 可 避免 的特 征 ， 不仅 影 响结 构 的美 观 ， 而 且 结构构造体系、 耐久性、 疲劳损伤 、
公路桥粱下部结构设计方法探讨
公路桥粱下部结构设计方法探讨摘要：下部结构是公路桥梁的主体。
不仅工程量大，涉及的知识和技术种类也较多。
科学合理的子结构设计不仅是保证工程质量的重要手段，也是降低施工成本、提高工程效益的关键。
因此，加强公路桥梁下部结构的设计研究是十分必要的。
关键词：公路桥粱；下部；结构设计；方法导言：桥梁下部结构是桥梁承载能力的体现，是桥梁整体结构的关键部分。
因此，设计师更需要优化最先进的桥梁设计理念，遵循安全、耐用、满意的原则。
根据通行要求、造价低、养护成本低、施工方便、工期短的原则，对桥梁周围土体结构、水文资料、水流速度、河床特性等进行采集分析，并进行相关试验。
完成设计与上层结构一致的设计，形成完整统一的下层承重结构。
笔者根据多年的工作经验，分析了公路桥梁下部结构的设计要点和施工注意事项。
1公路桥台结构选型1.1轻型桥台轻型桥台的主要特点是重量轻、体积小，利用钢筋混凝土的抗弯能力减小桥台体积石工。
从而达到减小基台体积和质量的目的。
此类桥台多为直立薄壁结构，有箱型、扶壁型、支撑墙型等。
前墙间距控制在2.5-3.5m。
此外，还包括支撑梁灯台，多用于独跨或小跨度桥梁，通过在桥台之间或桥台与桥墩之间设置支撑梁进行固定，以保证支座的设计。
线下采用地脚螺栓连接桥台与上部结构，形成四铰框架结构，在端台后被动土压力作用下，承受共同受力，保持整体稳定。
1.2重力式桥台根据桥梁跨度、桥台高度和场地地形选择桥台类型。
重力式桥台包括U型结构、预埋式桥台和直式桥台等。
如果下部结构是为铁路桥梁设计的，也可以采用其他类型，如T形桥台。
以U型基台为例，这类基台主要包括台身、台帽、基础和侧壁从平面上看呈U字形。
桥台结构简单，基础受力面积大，受力小，稳定性和可靠性强，但同时砌体体积过大，易内部积水，积水结冰膨胀，导致基台开裂。
1.3预埋式基台预埋式基台的基台主体嵌入在基台前的斜坡中，无需另建侧墙，基台帽两端的耳墙为直接连接到路堤。
常见的结构有直立式、斜卧式等。
探析道路桥梁设计中存在的安全风险与优化措施
探析道路桥梁设计中存在的安全风险与优化措施发布时间：2022-05-11T05:40:56.607Z 来源：《城镇建设》2022年第1月第2期作者：刘玮璋[导读] 道路桥梁设计是路桥建设的重要基础，建筑质量和安全直接决定工程设计的科刘玮璋身份证号码：452723199**7130013摘要：道路桥梁设计是路桥建设的重要基础，建筑质量和安全直接决定工程设计的科学性，经过几十年的发展，我国公路运输业取得了巨大的成就，道路桥梁设计也有了很大的发展。
但在具体的路桥建设项目中，由于环境调查、数据分析不足、设计人员水平不高等原因，容易造成路桥结构的不稳定和质量危机。
优化路桥设计，提高设计安全系数，是道路桥梁建设单位必须重视和落实的问题。
关键词：道路桥梁设计;安全风险分析;优化措施探析1我国道路桥梁设计取得的主要成就道路桥梁作为公路交通系统的重要组成部分，科学规范的设计关系到整个道路交通系统的安全，其重要性不言而喻。
在我国目前的道路桥梁设计中，随着社会经济发展水平的提高，建筑结构的研究和应用水平不断提高，道路桥梁设计也取得了很大的成就。
在学习和引进西方先进技术的基础上，结合我国自主研发和推广的路桥设计理念和成果，不断追赶发达国家，在世界建筑设计领域获得一定地位。
我国道路桥梁不仅在造型设计上有了重大突破，而且还大大提高了道路桥梁的安全性和耐久性，许多大型路桥工程取得了显著的设计成果，达到了国际先进水平。
2道路桥梁设计任务的特点与原则2.1设计特点道路桥梁设计应充分考虑路面的平整度，道路桥梁设计方案的确定应经过以下几个步骤：一是在道路桥梁设计之前，要充分考虑道路与桥梁之间的连接能力，以道路工程为基础;二是要规划好施工阶段桥梁本身的重量和可承受的重量，确保施工后不会出现塌方等安全事故;三是在结构设计前，要充分考虑桥梁周边环境，调查可能发生的洪涝灾害及其自然环境，然后采用合理的结构模型设计;四是要考虑道路桥梁的整体美观程度，看是否能与周围环境完美匹配，当然也要考虑道路桥梁设计的实用性和经济性，这样既能满足社会需求，又能省钱。
路桥工程设计中存在的问题及优化措施分析
路桥工程设计中存在的问题及优化措施分析摘要：在城市飞速发展的背景之下，为解决交通堵塞问题，道路桥梁工程数量不断增多，路桥设计也得到了更多的重视。
因此，加强对路桥工程设计的研究和探讨是十分有必要的。
基于当前城市化建设实际情况，城市构筑物数量不断增多，地下管线复杂程度逐渐提高，这也对路桥工程设计提出了更高的要求。
本文以实际路桥工程项目为例，从路桥设计重点问题入手，明确了路桥工程设计难点，并提出有效优化对策，为类似工程设计提供了可靠参考。
关键词：路桥工程；设计问题1 项目概况本文以某路桥新建工程项目为例，路桥全长为1.8 km，桥梁长度为268.9 m，道路部分为城市主干道，断面形式为双向4车道，立交匝道为单向两车道或者单车道，道路设计速度为60 km/h，立交匝道为40 km/h。
车道宽度为3.75 m。
桥梁主体结构安全等级为一级，路面结构设计荷载为BZZ-100型标准车，抗震设防烈度为7度，抗震措施按8度设计。
2 路桥工程设计中存在的重点问题第一，桥梁结构设计难点问题。
由于案例工程实际情况相对较为复杂，为城市主干道和桥梁工程，而且上跨主干路、铁路等，周边构筑物较多，施工区域范围内城市管道分布较为复杂，使得桥梁结构设计难度相对较大。
第二，路桥线形设计难点问题。
在安全性方面，应避免路桥线形对驾驶员视线等造成不良影响；在协调性方面，应确保道桥设计能够与周围整体环境、地形以及地物之间保持和谐，并保障路桥线形的美感。
因此，路桥线形设计过程中，需要考量的因素相对较多，包括驾驶路线、驾驶习惯、排水需求，以及与周围构筑物之间的协调性和道路的美观性等。
第三，路桥连接设计难点问题。
路桥连接位置的设计难点主要体现在沉降控制方面。
在实际进行路桥过渡段设计的过程中，若桥头引道软基处理不当、桥台台背路堤压实度不足、结构设计不合理，或者材料配比不合适等，都会引发路桥过渡段沉降，给道路桥梁工程质量以及运行安全带来极大隐患。
3优化路桥工程设计的有效对策3.1 桥梁结构设计优化对策根据案例工程实际情况，其桥梁结构设计要点主要包括主线结构、匝道结构、跨铁结构以及上跨主路结构。
结构优化设计理论与方法研究
结构优化设计理论与方法研究随着现代工程技术的不断发展和进步，结构优化设计已成为了工程领域中的一个重要问题。
无论是大型建筑、航空航天、交通运输还是能源领域，都离不开结构优化设计的理论和方法。
在这个领域中，设计者需要通过分析和优化结构的形态和材料，来确定最佳的设计方案。
一、优化设计的基本原理优化设计的基本原理是通过对结构进行多种参数优化，以达到最佳设计方案。
在设计过程中，要考虑到各种限制条件，并确定问题的最优解。
将这个过程数学化，可以得到一个最小值问题。
这个问题的解决就需要使用优化算法。
例如，最常使用的方法是全局优化方法，如遗传算法、模拟退火法、差分进化算法等。
对于多目标优化问题，则需根据不同的目标设定权重，将问题转化为单一目标优化问题。
在这一过程中，必须考虑到多种重要因素，例如结构的重量、安全、经济和环保等等。
二、常见的优化设计方法1. 拓扑优化拓扑优化是指在不改变结构物体积的情况下，寻找最优形态的过程。
这种优化方法主要基于有限元分析（finite element analysis，FEA），对设计中的有限元进行重新分区，以改善其力学性能。
在拓扑优化中，通过选择优化变量，对结构的所有点进行重分布，以寻找最优解。
2. 几何形状优化几何形状优化是基于有限元分析的三维几何模型进行优化，通过优化材料的位置来改进结构的性能。
这种优化方法通常是基于梁、板和壳体的理论模型，并考虑到材料的特性，设计出最优的结构形态。
3. 材料优化材料优化是指通过改变结构的材料类型、厚度和比例来优化其性能。
这种优化方法通常需要进行复杂的有限元分析，以确定结构所需的最佳材料和厚度。
在材料优化中，通常需要考虑材料的拉伸、压缩、剪切力学和疲劳破坏等因素。
4. 多目标优化多目标优化是指在结构中考虑多种因素的优化问题。
在多目标优化中，设计者需要将不同的优化目标进行权重分配，并确定最佳的综合方案。
例如，设计者需要同时考虑结构的造价、稳定性和安全性等重要因素。
简析路桥结构的设计及优化
工 程 技 术
Ｓ Ｏ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
匿圆
简析路桥结构 的设计及优化
尹东 鸣 刘岩 （ 呼伦贝 尔市公路 工程局 内蒙古 呼伦贝 尔 ０ ２ １ Ｏ ０ ８ ）
摘 要： 随 着 当前科 学技术 的不断进 步 ， 路桥 作 为城 市基 础设 施 中的一个 关键组成部 分 ， 在 社会 经济 发展过程 中起 着举足 轻重 的作 用， 尤
度的损伤 ， 耐久 性不强 ， 结构安 全性能差 ， 导 致 经济 损 失 严 重 。 １． ３ 路 桥结 构疲 劳损 伤情 况 在现阶段 ， 由于 路 桥 结 构 使 用 材 料 选 择不 合理 ， 存 在诸 多缺 陷 ， 基 于荷 载作 用 下， 容 易 出现 大面 积裂 纹 ， 造 成 结 构 疲 劳 损 伤。 从 某种程度上来 看 ， 路桥结构 易断裂 。 当前 ， 诸 多 路 桥 事 故 充分 说 明 ， 疲 劳 损 伤 容 易导 致 整 个 结 构 失 效 ， 给 人 们 的 人 身 安 全 以及 财 产 安 全 构 成 严 重 威 胁 。
２ 路桥结构设计及优化策略
２ ． １ 强 调路 桥结 构耐 久性 设计 在 国家现 行规范 中 ， 要 求 路 桥 设 计 不 仅要 适用 、 美观 ， 同 时 要 满 足 经 济 安 全 要 求， 注 重路 桥 结 构 的 耐 久 性 设 计 。 在路 桥 使 用周期中 ， 要重视路桥性能 ， 充分 考虑 路 桥 的 使 用 极 限状 态 ， 加 强对 整 体 结 构 的 维 护 ， 提 高 使 用 年 限 与 路桥 结 构 质量 ， 避 免 发 生 工程事 故。 相 关 设 计 人 员在 具 体 设 计 过 程 中， 要 综 合考 虑 各种 制 约 因素 ， 尤 其是 外 部 环境因素 ， 积极 转变 思 想 观 念 ， 重 视 路 桥 结 构耐久性设计 ， 提高 服役 期 内 的安 全 ， 最 大 限度 地 延 长 路 桥 衰 退 期 ， 增 加 安 全 使 用 年 限， 满 足 经 济性 与 实 用 性 要 求 。 ２． ２ 充分 考虑 疲劳 损伤 随着 交通压 力的 不断增大 ， 路 桥 结 构 所 承 受 的 车 辆 荷 载 也 得 到 了 进 一 步 的 提 高， 诸 多动 荷 载 在 路 桥 结 构 内容 易 产 生 应 力， 发生震动结构现象 ， 从而 导 致 结 构 出现 积累性疲 劳损伤 。 基于 这 种 循 环 荷 载 作 用 的推动， 结 构 缺 陷将 会 形 成 大 面 积 的 裂 纹 ， 因 此 要 积极 检 查 早 期 疲 劳 损 伤 ， 最 大 限 度 地 消 除 影 响 疲 劳 损 伤 的 因素 ， 降 低 事 故 发 生的可 能性 。 ２ ． ３ 注意路 桥超 载 问题 般而言 ， 超 载 容 易破 坏 路 桥 的 承 载 能力 ， 加剧 路桥 的疲 劳损 伤 ， 不 利 于 路 桥 的 使用安全。 通 常 情况 下 ， 路 桥 超 载 主 要 可 以 三个 方面来考虑 ： 第一 ， 路 桥 年 限过 长 ， 出 现超龄负载使用状况 ； 第二， 在 路 桥 投 入 使 用过 程 中， 通 行 车 流 量 超 过 路 桥 承 载 标 准 限值 ； 第三 ， 诸 多车 辆 违 规 超 载 。 因此， 在 路 桥结构设计过程 中， 要 充 分 考 虑超 载 情 况 ， 般超载 易引起疲劳 损伤 ， 影 响 其 工 作 状 态 以及安全性和 耐用性 。 ２ ． ４ 施工期 优 化设 计方 案 在路 桥施 工期 ， 主 要 的 优 化 设 计 方 案 主 要 体 现 在 三 个 方面 ： 一 是 注 意 处 理 斜 腹 杆混凝土 受拉开 裂问题 ， 运用局 部预应 力 法， 在斜腹杆 内 ， 置入冷拉级预应 力钢筋 ， 基于拱 片预制成 型的基础上 ， 进 行 张 拉 锚
Ｓ Ｏ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
匿圆
简析路桥结构 的设计及优化
尹东 鸣 刘岩 （ 呼伦贝 尔市公路 工程局 内蒙古 呼伦贝 尔 ０ ２ １ Ｏ ０ ８ ）
摘 要： 随 着 当前科 学技术 的不断进 步 ， 路桥 作 为城 市基 础设 施 中的一个 关键组成部 分 ， 在 社会 经济 发展过程 中起 着举足 轻重 的作 用， 尤
度的损伤 ， 耐久 性不强 ， 结构安 全性能差 ， 导 致 经济 损 失 严 重 。 １． ３ 路 桥结 构疲 劳损 伤情 况 在现阶段 ， 由于 路 桥 结 构 使 用 材 料 选 择不 合理 ， 存 在诸 多缺 陷 ， 基 于荷 载作 用 下， 容 易 出现 大面 积裂 纹 ， 造 成 结 构 疲 劳 损 伤。 从 某种程度上来 看 ， 路桥结构 易断裂 。 当前 ， 诸 多 路 桥 事 故 充分 说 明 ， 疲 劳 损 伤 容 易导 致 整 个 结 构 失 效 ， 给 人 们 的 人 身 安 全 以及 财 产 安 全 构 成 严 重 威 胁 。
２ 路桥结构设计及优化策略
２ ． １ 强 调路 桥结 构耐 久性 设计 在 国家现 行规范 中 ， 要 求 路 桥 设 计 不 仅要 适用 、 美观 ， 同 时 要 满 足 经 济 安 全 要 求， 注 重路 桥 结 构 的 耐 久 性 设 计 。 在路 桥 使 用周期中 ， 要重视路桥性能 ， 充分 考虑 路 桥 的 使 用 极 限状 态 ， 加 强对 整 体 结 构 的 维 护 ， 提 高 使 用 年 限 与 路桥 结 构 质量 ， 避 免 发 生 工程事 故。 相 关 设 计 人 员在 具 体 设 计 过 程 中， 要 综 合考 虑 各种 制 约 因素 ， 尤 其是 外 部 环境因素 ， 积极 转变 思 想 观 念 ， 重 视 路 桥 结 构耐久性设计 ， 提高 服役 期 内 的安 全 ， 最 大 限度 地 延 长 路 桥 衰 退 期 ， 增 加 安 全 使 用 年 限， 满 足 经 济性 与 实 用 性 要 求 。 ２． ２ 充分 考虑 疲劳 损伤 随着 交通压 力的 不断增大 ， 路 桥 结 构 所 承 受 的 车 辆 荷 载 也 得 到 了 进 一 步 的 提 高， 诸 多动 荷 载 在 路 桥 结 构 内容 易 产 生 应 力， 发生震动结构现象 ， 从而 导 致 结 构 出现 积累性疲 劳损伤 。 基于 这 种 循 环 荷 载 作 用 的推动， 结 构 缺 陷将 会 形 成 大 面 积 的 裂 纹 ， 因 此 要 积极 检 查 早 期 疲 劳 损 伤 ， 最 大 限 度 地 消 除 影 响 疲 劳 损 伤 的 因素 ， 降 低 事 故 发 生的可 能性 。 ２ ． ３ 注意路 桥超 载 问题 般而言 ， 超 载 容 易破 坏 路 桥 的 承 载 能力 ， 加剧 路桥 的疲 劳损 伤 ， 不 利 于 路 桥 的 使用安全。 通 常 情况 下 ， 路 桥 超 载 主 要 可 以 三个 方面来考虑 ： 第一 ， 路 桥 年 限过 长 ， 出 现超龄负载使用状况 ； 第二， 在 路 桥 投 入 使 用过 程 中， 通 行 车 流 量 超 过 路 桥 承 载 标 准 限值 ； 第三 ， 诸 多车 辆 违 规 超 载 。 因此， 在 路 桥结构设计过程 中， 要 充 分 考 虑超 载 情 况 ， 般超载 易引起疲劳 损伤 ， 影 响 其 工 作 状 态 以及安全性和 耐用性 。 ２ ． ４ 施工期 优 化设 计方 案 在路 桥施 工期 ， 主 要 的 优 化 设 计 方 案 主 要 体 现 在 三 个 方面 ： 一 是 注 意 处 理 斜 腹 杆混凝土 受拉开 裂问题 ， 运用局 部预应 力 法， 在斜腹杆 内 ， 置入冷拉级预应 力钢筋 ， 基于拱 片预制成 型的基础上 ， 进 行 张 拉 锚
道桥设计中的结构化设计研究
道桥设计中的结构化设计研究摘要：在道路桥梁结构设计中，必须确保整个道桥设计的经济性、安全性和适用性。
在传统的道桥设计过程中，主要目标是满足设计要求。
然而，这种设计方法并不能判断路桥设计中存在的各种意想不到的因素和问题，也不能提高路桥设计的实用性和经济性，因此必须采用结构化设计来提高整个道桥施工的稳定性和安全性。
本文对道桥结构设计进行了研究，以供相关人员参考。
关键词：道桥设计;结构化设计1 道桥设计中结构化设计的概述结构化设计顾名思义，是将工程整体视为设计对象的方法。
其更为科学的解释为，在有限的环境中存在许多制约条件，设计为达到某种既定的目标，譬如建造成本低，承重能力强等，而产生的最佳方案。
该定义与运筹学的原则相似，旨在找到符合要求的最优解。
结构化设计常被用于建设投入资金多，工期较长，对于安全性要求较高的工程项目中，因此其遵循五个原则：（1）整体功能性原则，在道路桥梁工程中，结构化设计完成既定要求的同时，不能舍弃建造项目的基本功能，要有全局的眼光。
（2）经济适应原则，结构化设计最终达到的结果一定是最佳的，资金投入也应该是其中考虑到的一部分。
（3）安全性原则，结构化设计的终极目标就是确保道路桥梁工程的整体质量。
（4）环境保护原则，目前所倡导的生态文明建设也是结构化设计中不容忽视的细节。
（5）构件特殊性原则，道路桥梁工程中不同的组成构件对于安全性的规定也需要融入到结构化设计中。
二、道桥结构化设计应用方法分析（1）同态设计法。
同态设计法是将不等式转换为约束等式，减少了空间设计的可行性。
在实际结构设计中，充分约束具体的结构构件，提高桥梁设计的整体质量，运用同态设计法减少复杂结构设计的问题。
（2）图解法。
此种方法的使用主要使用坐标轴。
工程设计人员需要在纵坐标上设置一个变量、横坐标上设置另一个变量，通过变量形式的变化设计出合适的曲线，得出科学的约束区间。
工程人员在约束区间获得基础上，画出目标函数等值线，寻找相切点，获得函数值。
浅谈结构可靠度下的公路桥梁优化设计
加上其他作用效应的组合） ：
延性 破 坏 构件 Ｂ Ｔ ＝ ３ ． ７ 脆性 破 坏 构件 Ｂ Ｔ ＝ ４ ． ２ 上述 建 议 值 分 别 相 应 于 现 行 公 路 桥梁 结 构设 计 规范 延 性 破 坏
构件和脆性破坏构件可靠指标的下限值 。 针对一级和三级的构件 ， 它的可靠性数值可 以通过分析当前的 别的规定来开展 ，在 目前 已经明确的二级 的前 提下增 多一级减少 Ｏ ． ５ ， 此 规定 还 是项 目的经验 性 规定 。 ４ 以可靠 度 为 背景 的道桥 构 造 的设 计 活动 ４ ． １结 构 优 化模 型 ４ ． １ ． １合 理 的选 取设 计 变 量信 息 般把对设计要求起主要影 响作用 的参数作 为设计变量， 如目 标控制参数（ 结构造价 ｃ １ 和损失期望 Ｃ ２ ） 和约束控制参数ｆ 结构 的 可靠度 Ｐ Ｓ ） ； 把 那 种 对 于设 计 规 定来 说 ， 变动 领 域 不 是很 宽 或 者 是 结 合构造规定或者是部分性的分析就可 以合乎设计规定 的数值 当成 是设定的数值 ， 此举能够有效的降低设计和运算等的活动量。 ４ ． １ ． ２ 确定 目标 函数 般 用全 桥 所设 计 的梁 结 构造 价 之 和作 为 目标 函数 进 行 优化 。 首先 ， 假设所设计 的梁在使用期 内失效概率为 Ｐ Ｆ ， 其失效 以达到或 超过极 限状态为标志， 如果构造受损 的话 ， 就要再次 的分析。所 以 ， 桥梁结构 的可靠度优化设计 问题就归结为寻求一组满足预定条件 的截 面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率 Ｐ Ｆ ， 进而确保费用最
桥 梁结 构 优化 设 计 这 四个 方 面进 行 阐述 。
关键词 ： 桥 梁结构； 结构可靠度 ； 结构设计
在 开展 桥 梁构 造 的设计 的 时候 ， 一 般 是 按 照如 下 的理 念来 开 展 活动 ， 即安稳 ， 节 省 费用 而 且 性 能优 秀 。在 以往 的设 置 工作 中 ， 关 键 是按照定值措施来开展设计 ， 其意义是为 了获取符合设计规定 的最 低 的设 计 ，它 不仅 仅 无 法 描绘 和 分 析 构造 中面 对 的 各项 不 利 现 象 ， 而且也无法体现别 的内容 ，更加 的不能够处理其存在的不利现象。 同时 因 为 很 久 以 来 ， 在 该 项 设 计 活 动进 行 的 时候 ， 过 分 的看 重 其 强 度 内容 ， 不关注持久性特征 ， 关注强度 ， 忽略使用极致模式。关注建 设活动 ， 不重视检修活动 ， 导致存在非常多的不利现象 。 最近一段时 间 中， 我 国 出现 的多 起 不 利 现 象都 是 因 为构 造 损 坏 而 引起 的 ， 进 而 导致构造 的受力性等被影响。所 以为了确保道桥的运作安稳 ， 增加 其使用时间 ， 切 实 的提 升 道 桥 项 目的稳 定 性 和 持 续 性 ， 降 低 存 在 的 不利现象 ， 进而节省后续的维护资金 ， 增 加 对 其 可 靠 性 的 探 索 等 在 道 桥设 计 中 已经成 为 了一 项 要认 真 关 注 的 内容 。 １何 为构 造 的 可靠 性 它是构造的安稳性以及持续性等的集合 。通常 ， 将对稳定性有 作 用 的要 素 分成 结 构 构建 的荷 载效 应 的 Ｒ 和抗 力 Ｓ 。 荷 载在 设 计 基 准期 内有不 同的组合和效应航 力 在材 料性 能 、 几何参数 和计 算模 式下均具有不定性， 所以 ， 在具体状态 中， 我们 只能从概率学上用失 效概率度量结构 的可靠性通 过将抗力和作用效应相互独立 。 结合 当前的统一思想 ， 可靠度是在构造要求 的时 限之 中， 在要 求 背景下 ， 开展好特定功效 的几率。 所谓 的要求时间 ， 具体的说是开 展该项分析 的时候 ， 通过 分析构造 的使用时间 ， 分析多项 变量 和时 间的联系而使用 的最为有效地时间。所谓的要求 的背景 ， 是说构造 在平时的设计 以及建设等 的环境中 ， 也就是说忽略人为的不利现象 的前 提 下 。 ２ 在该 背 景之 中 的道桥 构 造设 计 规 定 可靠度理论下公路桥梁结构设计 的总要求是： 结构的抗力 Ｒ应 大于或等于结构的综合荷载效应 ｓ ， 即Ｒ ｓ 。 在 开展 该 项 可靠 性 的分 析 的 时候 ， 也 就 是 说在 明确 的背 景 下 的 建设 ， 则将截面承载力的安全指标 Ｂ作为结构的可靠指标； 将结构 在失效状态时 的概率称为失效概率 。不过具体情况中 ， 抗力等都是 不 固定 的， 所以上 面的公式是无法完全的符合 的 ， 也就是说在设定 的几率中符合规定 。即 Ｐ ｛ Ｒ Ｓ ｝ ＝ Ｐ ｒ 。 其中， Ｐ ｒ 为结构的概率可靠度。 所以 ， 设计中更明确 的规定是： 在 定的可靠度 Ｐ ｒ 或失效概率 Ｐ ｊ 条件下， 开展设计活动 ， 确保抗力超 过 或 者是 等 同于构 造 的 受力 性 。 但是 在道桥 的设计 中， 通 常规定 由明确 的失效信息等 ， 明确构 造的 目标可靠内容 ， 获取相关 的公式。 ３关 于 道桥 项 目构 造 目的 可靠 性 目标 可 靠 指 标 是结 构 设 计 的 依据 ， 它 是 构造 设 计 活动 期 待 实 现 的安全信息。而度量结构可靠性 的指标就是可靠度 。 它 的优势特征 是 目标可靠指标与失效概率或 目标可靠度（ 可靠概率） 有一一对应关 系 。所 以， 要 将概 率 极 限 状态 设 计 法 用 于公 路 桥 梁结 构 设 计 ， 第 一 规 定设 计 人 员 明确 按 照 多 达 的概 率 来 当成 设 计 目的 ， 即 目标 可靠 指 标 应选多大（ 其以结构的重要性 、 失效后果 、 破坏性质 、 经济指标 等因 素分析确定） 。当所设计 的结构构件失效概率小， 即可靠指标大， 构造 的可靠性增加 ， 对应 的项 目费用就多 ， 而维护的资金变少 ， 投资活动 和给整个社会带来的不利现象就低很多。 相反 的， 如果概率高的话 ，
延性 破 坏 构件 Ｂ Ｔ ＝ ３ ． ７ 脆性 破 坏 构件 Ｂ Ｔ ＝ ４ ． ２ 上述 建 议 值 分 别 相 应 于 现 行 公 路 桥梁 结 构设 计 规范 延 性 破 坏
构件和脆性破坏构件可靠指标的下限值 。 针对一级和三级的构件 ， 它的可靠性数值可 以通过分析当前的 别的规定来开展 ，在 目前 已经明确的二级 的前 提下增 多一级减少 Ｏ ． ５ ， 此 规定 还 是项 目的经验 性 规定 。 ４ 以可靠 度 为 背景 的道桥 构 造 的设 计 活动 ４ ． １结 构 优 化模 型 ４ ． １ ． １合 理 的选 取设 计 变 量信 息 般把对设计要求起主要影 响作用 的参数作 为设计变量， 如目 标控制参数（ 结构造价 ｃ １ 和损失期望 Ｃ ２ ） 和约束控制参数ｆ 结构 的 可靠度 Ｐ Ｓ ） ； 把 那 种 对 于设 计 规 定来 说 ， 变动 领 域 不 是很 宽 或 者 是 结 合构造规定或者是部分性的分析就可 以合乎设计规定 的数值 当成 是设定的数值 ， 此举能够有效的降低设计和运算等的活动量。 ４ ． １ ． ２ 确定 目标 函数 般 用全 桥 所设 计 的梁 结 构造 价 之 和作 为 目标 函数 进 行 优化 。 首先 ， 假设所设计 的梁在使用期 内失效概率为 Ｐ Ｆ ， 其失效 以达到或 超过极 限状态为标志， 如果构造受损 的话 ， 就要再次 的分析。所 以 ， 桥梁结构 的可靠度优化设计 问题就归结为寻求一组满足预定条件 的截 面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率 Ｐ Ｆ ， 进而确保费用最
桥 梁结 构 优化 设 计 这 四个 方 面进 行 阐述 。
关键词 ： 桥 梁结构； 结构可靠度 ； 结构设计
在 开展 桥 梁构 造 的设计 的 时候 ， 一 般 是 按 照如 下 的理 念来 开 展 活动 ， 即安稳 ， 节 省 费用 而 且 性 能优 秀 。在 以往 的设 置 工作 中 ， 关 键 是按照定值措施来开展设计 ， 其意义是为 了获取符合设计规定 的最 低 的设 计 ，它 不仅 仅 无 法 描绘 和 分 析 构造 中面 对 的 各项 不 利 现 象 ， 而且也无法体现别 的内容 ，更加 的不能够处理其存在的不利现象。 同时 因 为 很 久 以 来 ， 在 该 项 设 计 活 动进 行 的 时候 ， 过 分 的看 重 其 强 度 内容 ， 不关注持久性特征 ， 关注强度 ， 忽略使用极致模式。关注建 设活动 ， 不重视检修活动 ， 导致存在非常多的不利现象 。 最近一段时 间 中， 我 国 出现 的多 起 不 利 现 象都 是 因 为构 造 损 坏 而 引起 的 ， 进 而 导致构造 的受力性等被影响。所 以为了确保道桥的运作安稳 ， 增加 其使用时间 ， 切 实 的提 升 道 桥 项 目的稳 定 性 和 持 续 性 ， 降 低 存 在 的 不利现象 ， 进而节省后续的维护资金 ， 增 加 对 其 可 靠 性 的 探 索 等 在 道 桥设 计 中 已经成 为 了一 项 要认 真 关 注 的 内容 。 １何 为构 造 的 可靠 性 它是构造的安稳性以及持续性等的集合 。通常 ， 将对稳定性有 作 用 的要 素 分成 结 构 构建 的荷 载效 应 的 Ｒ 和抗 力 Ｓ 。 荷 载在 设 计 基 准期 内有不 同的组合和效应航 力 在材 料性 能 、 几何参数 和计 算模 式下均具有不定性， 所以 ， 在具体状态 中， 我们 只能从概率学上用失 效概率度量结构 的可靠性通 过将抗力和作用效应相互独立 。 结合 当前的统一思想 ， 可靠度是在构造要求 的时 限之 中， 在要 求 背景下 ， 开展好特定功效 的几率。 所谓 的要求时间 ， 具体的说是开 展该项分析 的时候 ， 通过 分析构造 的使用时间 ， 分析多项 变量 和时 间的联系而使用 的最为有效地时间。所谓的要求 的背景 ， 是说构造 在平时的设计 以及建设等 的环境中 ， 也就是说忽略人为的不利现象 的前 提 下 。 ２ 在该 背 景之 中 的道桥 构 造设 计 规 定 可靠度理论下公路桥梁结构设计 的总要求是： 结构的抗力 Ｒ应 大于或等于结构的综合荷载效应 ｓ ， 即Ｒ ｓ 。 在 开展 该 项 可靠 性 的分 析 的 时候 ， 也 就 是 说在 明确 的背 景 下 的 建设 ， 则将截面承载力的安全指标 Ｂ作为结构的可靠指标； 将结构 在失效状态时 的概率称为失效概率 。不过具体情况中 ， 抗力等都是 不 固定 的， 所以上 面的公式是无法完全的符合 的 ， 也就是说在设定 的几率中符合规定 。即 Ｐ ｛ Ｒ Ｓ ｝ ＝ Ｐ ｒ 。 其中， Ｐ ｒ 为结构的概率可靠度。 所以 ， 设计中更明确 的规定是： 在 定的可靠度 Ｐ ｒ 或失效概率 Ｐ ｊ 条件下， 开展设计活动 ， 确保抗力超 过 或 者是 等 同于构 造 的 受力 性 。 但是 在道桥 的设计 中， 通 常规定 由明确 的失效信息等 ， 明确构 造的 目标可靠内容 ， 获取相关 的公式。 ３关 于 道桥 项 目构 造 目的 可靠 性 目标 可 靠 指 标 是结 构 设 计 的 依据 ， 它 是 构造 设 计 活动 期 待 实 现 的安全信息。而度量结构可靠性 的指标就是可靠度 。 它 的优势特征 是 目标可靠指标与失效概率或 目标可靠度（ 可靠概率） 有一一对应关 系 。所 以， 要 将概 率 极 限 状态 设 计 法 用 于公 路 桥 梁结 构 设 计 ， 第 一 规 定设 计 人 员 明确 按 照 多 达 的概 率 来 当成 设 计 目的 ， 即 目标 可靠 指 标 应选多大（ 其以结构的重要性 、 失效后果 、 破坏性质 、 经济指标 等因 素分析确定） 。当所设计 的结构构件失效概率小， 即可靠指标大， 构造 的可靠性增加 ， 对应 的项 目费用就多 ， 而维护的资金变少 ， 投资活动 和给整个社会带来的不利现象就低很多。 相反 的， 如果概率高的话 ，
浅析路桥结构的优化设计
垒 ！ ！ 鱼 垒
笪 堡
．．
浅析路桥结构的优化设计
◎吴文盛
（ 建省 建峰 建设 有限公 司 福 建厦 门 ３１０） 福 ６０ ４ 摘 要： 路桥 工程是 由许 多结构件 组成 的 系统 结构 ， 以 ， 所 路桥 结构 的优 化设 计一 直是 收到 大 家关注 的课题 ， 文针 对此课 本 题 主要是 对路桥 结构优 化设 计 中的重视 耐久性 设计 、 防疲 劳损伤设 计 、 防超载 设计做 了相 关的 浅析 。
… Ｉ石利 强． 既有钢 筋混凝 土桥 梁耐久性研 究 Ⅱ 长安 大学学报 ， １ ＿
一、Leabharlann 设计 路桥 结构所 承受 的车辆 荷载 和风 荷载 都是 动荷 载， 在结 构 会 内产 生循 环 变化 的应 力 ， 但会 引起结 构 的振 动 ， 且还 会 引起 不 而 结 构的 累积疲 劳损伤 。由于桥 梁所采 用的材 料并 非都是 均匀 、 连 续 的， 以 ，实 际上存 在着 许 多微小 的缺 陷， 所 在循 环 荷载 的作 用 下， 这些微 小 的缺 陷会逐 渐 的发展 、 并然 后形 成损 伤 ， 步在 合 并逐 材 料 中形成 宏观 的裂纹 。如 果这 些宏 观 的裂纹 得 不到 有效 的控 制， 有可 能会 引起材料 、 的 脆性 断裂 。再则 ， 的疲 劳损 极 结构 早期 伤往 往不 易被检 测到， 它带 来的后 果是 灾难性 的。 以， 防疲 但 所 对 劳损伤设计的研究不仅仅是针对整个结构而言， 而且还应针对某 些关键 的部 位 ， 些局部 的疲 劳失效 也会导 致整个 结构 的失效 。 这
关键 词 ： 桥 结构 ： 路 优化 设计 中图分类 号 ：４ ６ Ｕ １
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：６３ ０９（ １） — １０ Ｏ １７— ９２２ Ｏ ７ ０９ 一 １ ０ ０
笪 堡
．．
浅析路桥结构的优化设计
◎吴文盛
（ 建省 建峰 建设 有限公 司 福 建厦 门 ３１０） 福 ６０ ４ 摘 要： 路桥 工程是 由许 多结构件 组成 的 系统 结构 ， 以 ， 所 路桥 结构 的优 化设 计一 直是 收到 大 家关注 的课题 ， 文针 对此课 本 题 主要是 对路桥 结构优 化设 计 中的重视 耐久性 设计 、 防疲 劳损伤设 计 、 防超载 设计做 了相 关的 浅析 。
… Ｉ石利 强． 既有钢 筋混凝 土桥 梁耐久性研 究 Ⅱ 长安 大学学报 ， １ ＿
一、Leabharlann 设计 路桥 结构所 承受 的车辆 荷载 和风 荷载 都是 动荷 载， 在结 构 会 内产 生循 环 变化 的应 力 ， 但会 引起结 构 的振 动 ， 且还 会 引起 不 而 结 构的 累积疲 劳损伤 。由于桥 梁所采 用的材 料并 非都是 均匀 、 连 续 的， 以 ，实 际上存 在着 许 多微小 的缺 陷， 所 在循 环 荷载 的作 用 下， 这些微 小 的缺 陷会逐 渐 的发展 、 并然 后形 成损 伤 ， 步在 合 并逐 材 料 中形成 宏观 的裂纹 。如 果这 些宏 观 的裂纹 得 不到 有效 的控 制， 有可 能会 引起材料 、 的 脆性 断裂 。再则 ， 的疲 劳损 极 结构 早期 伤往 往不 易被检 测到， 它带 来的后 果是 灾难性 的。 以， 防疲 但 所 对 劳损伤设计的研究不仅仅是针对整个结构而言， 而且还应针对某 些关键 的部 位 ， 些局部 的疲 劳失效 也会导 致整个 结构 的失效 。 这
关键 词 ： 桥 结构 ： 路 优化 设计 中图分类 号 ：４ ６ Ｕ １
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：６３ ０９（ １） — １０ Ｏ １７— ９２２ Ｏ ７ ０９ 一 １ ０ ０
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设 计 的 现 状 及优 化提 出 了一 些建 议 。 关键词 ： 路桥 ； 结 构设 计 ； 优 化 １我 国路桥 结构设 计 的现状 ３ ． １ 路桥设计理论和结构构造体系的时候 ， 尽可能的进行缜密的实 总的来说， 目 前我国的路桥结构体系不够完善 ， 路桥设计综合知识 地考察 ， 对实地的数据进行详细的分析， 做好每一个细节 ， 才能确保能 还有待加强 。就路桥工作本身而言 ， 是一个系统性的 、 综合因素较多的 设计出优 良的路桥 ， 设计人员本身也应该加强 自身的责任心， 不断地去 个系统胜的工程 ，其中的每一个组成因素 自身也要具备足够的强度 学习和完善 自己的专业技能和素质 ， 确保对路桥高度的认知， 以创造性 和持久 ，并且在从局部到整体的组合 中只有质量 良好 的部件才能组 的思维去付诸实践 。 切记因地制宜 ， 理论结合实际才能为路桥结构设 计 成—个ｌ 生 能 良好的路桥 ，但是设计人员在设计的时候总会出现这样或 形成一个完整的体系增砖添瓦。施工方也应该多鼓励和支持专业的技 那样考虑不够周全 ， 没有能全面的从整体去考虑 ， 加上现在的使用不当 术人员定期的去进修 ， 推崇持证上岗， 从根本上提高技术人员的水准 ， 等问题 ， 致使现在的路桥在使用中会出现耐久 ｌ 生 不高 ， 无法达到既定的 确保设计出合乎要求的路桥设计图。 使用年限就产生坍塌和反复性 的维修工作 ，在载重量方面也没有周详 ３ ． ２ 对路桥结构设计的耐久性的问题上要提高认知， 在充分的了解 地质 情况的前提下去设 计， 去选择材质。 本着 负责任的态度去将耐久性 的考虑所 以建造出来的使用效果就没有那么优 良。 ２ 目前路 桥 结构设 计存 在 的问题 的提高问题放在所有问题的前面 ，每做一个决策都要考虑到是否会影 ２ ． １ 路桥设计理论和结构构造体系不够完善。 路桥建设是一个综合 响到耐久度 ， 每一种合适的材质的选择是否会提高它的耐久度 ， 朝着定 性的工作 ，如果一个环节出现 问题都会对整个工程的 自身的性能造成 量 分析 的方 向迈进 。 很恶劣的损伤 ， 经常 由于设计人员本身在设 计的时候考虑不够全面 ， 没 ３ ． ３ 提 高对 路桥会 产生 损伤 的预测 能 力 。尽 可能 的选 择材质 较优 秀 有综合性的考虑到整个路桥机构的整体 ， 安全『 生 等因素 ， 造成有的结 的材料去进行施工 ， 如果以次充好 ， 在路桥投入使用后这些小瑕疵会被 劣质 的材 料本 身对 荷 载量 的程 度也 是不 一样 的 ， 在选 材 构整体延性不足 ， 冗余度过小 ， 有的计算 图式和受力路线不 明确 ， 造成 无 数倍 的放 大 ， 局部受力过大，强度要求过低 ，保护层厚度过小及构件截面过薄和过 的时候 尽量 杜绝这 些 尝试 性 的错误 ，特 别是 关 键部 位 的材料 选 择上 也 大。 要慎重 ， 这些都会降低路桥质量 的安全系数。 ２ ． ２ 路桥结构的耐久 『 生 不强。路桥在修建完工和使用的过程 中， 收 ３ ． ４ 对于超载现象 ， 只能尽可能的去提高国民素质 ， 尽可能的提高监 减少超载现象， 以便于能够延长路桥的使用寿命。 到了环境和化学物质的洗礼 ，而且要承受 自然灾害和人为的车辆的碾 察力度 ， 压等因素的影响 ， 同时与建筑使用的材料的好坏也密不可分。 这些都会 ３ ５在路桥结构的设计和施工中是应该注意以下几点 ： 对路桥 的持久性造成影响， 大量的事例证明 ， 除了在选材上面的不足 ， ３ ． ５ ． １ 斜腹 杆混 凝 土受 拉开 裂 问题 。常规 钢 筋混 凝土 析架 式拱 桥 在 设计上的漏洞也会影响到路桥结构 的耐久 陡。在人们长期的设计 中不 桥梁使用阶段 ，其拱片斜腹杆处于受拉状态且拉应力普遍超过混凝土 难发现 ， 设计师们侧重于设计方法 ， 忽略了需要修建路桥实际的情况。 极限抗拉强度 ， 造成｝ 昆 凝土全截面开裂并退 出工作 ， 轴向拉力全部由普 ２ ． ３ 对路桥会产生损伤的预测不够。 桥梁结构所承受的车辆荷载和 通钢筋承担 ， 对构件耐久 产生十分不利的影响。为此 ， 设计中采用局 风荷载都是动荷载 ， 会在结构内产生循环变化的应力， 不但会引起结构 部预应力方法 ， 即路桥只在斜腹杆内布置 冷拉 Ｗ级预应力钢筋 ， 拱片 的振动 ， 还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是 预制成型后张拉锚 固，大大降低了斜腹杆拉应力和混凝土裂缝开展宽 均匀和连续 的， 实际上存在许多微小 的缺陷， 在循环荷载作用下 ， 这些 度 。 微小缺陷会逐渐发展 、 合并形成损伤 ， 并逐步在材料中形成宏观裂纹 。 ３ ． ５ ． ２泥岩 地基 处理 问题 。 地 基土 层 以风化 ｌ 生 泥岩 较为 常见 ， 桥位处 如果宏观裂纹得不到有效控制 ，极有可能会引起材料、结构的脆 陛断 墩台基础底面土层 为强风化泥岩层， 此类岩层外露浸水后极易软化 、 崩 裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到， 但其带来的后果是灾难 Ｉ 生的。 解， 强度迅速降低 。因此基础设计采用岩面防水封闭技术， 基坑挖至设 ２ ． ４对桥梁的超载现象不够重视。 我们国家的路桥运输上最常出现 计标高后 ，经平整和清理基底后 ，快速浇筑封底防水混凝土以保护地 的就是车辆超载现象， 车辆超载会使路桥的载重量增加 ， 只是路桥 内部 基 。 的压力增强 ， 长时间的超载引发的路桥 内部损伤如果没有的到修复， 对 ３ ． ５ ． ３收工 阶段桥 墩抗 推 问题 。由于施 丁流程 调整 ， 施 工期 间 只能在 于以后使用时的安全陛和耐久性造成不利的影响。 河道之内分幅导流河水 ， 因此改采用纵桥向分幅施工方案。 第一阶段完 ２ ． ５ 在设计和路桥施工中出现的问题不够重视 。 在路桥结构的设计 成跨拱片合拢此时若直接拆除临时支架 ，桥墩将承受单向拱脚水平推 和施工中， 有没有做到因地制宜 ， 切合实际的设计和适时的选择施工时 力而失稳 ， 为此在墩顶增设 临时水平拉杆 ， 另一端锚同与于桥台， 临时 间也是很重要 的工作。 在施工中有没有处理好地基土层， 有没有做好地 支 架拆 除前进 行预 张拉 。 桥 墩底 部应 力及抗 滑稳 定能够 满足 规范 要求 。 ４ 结论 基防水封闭技术都会对桥墩产生直接的作用，还有斜腹杆混凝土受拉 开裂问题 ，常规钢筋混凝土析架式拱桥在桥梁使用阶段其拱片斜腹杆 综上 所述 ，路 桥 虽然 在现 阶段 我 国 的交通 运输 上发 挥 着 巨大 的作 处于受拉状态且拉应力普遍超过混凝土极限抗拉强度 ，造成混凝土全 用 ， 但是我们要在认识它优点的同时， 也要积极的探讨研究它在路桥设 耐久性问题 、 疲劳损伤等方面的一系列问题 ， 截面开裂并退出工作 ， 轴向拉力全部由普通钢筋承担 ， 对构件耐久 ｌ 生 产 计理论和结构构造体系、 只有这样我们才能更一步的提 高我 国路桥设施的结构， 之后才能大幅 生十分不利的影响。 ３关于路桥结构设计的改进措施 度的增加路桥的寿命 ， 在节省维修资金的基础上 ， 大大 的保证其质量 ， 针对现在这样的情况我们就应该从整个路桥 的构造体系出发 ， 以 为人民的生活提供有力的保障。 参考 文献 提高路桥结构 的耐久性 、 安全 『 生 和持久 ｌ 生 等问题出发展开研究工作。 在 路桥结构设计的过程中， 关于路桥设计理论和结构构造体系不够完善， 【 １ 】 施 万满， 乔俊峰 对 现行公路桥 梁设计的思考【 Ｊ Ｊ ． 内蒙古公路与运输 ， 路桥结构的耐久性不强 ， 对路桥会产生损伤的预测不够 ， 对桥梁的超载 ２ Ｏ Ｌ Ｏ （ １ ） ． ２ Ｉ 何宝军． 浅谈公路桥 梁设计和施工的注意事项叨． 黑龙江交通科技 ， 现象不够重视 ，在设计和路桥施工 中出现的问题不够重视这五个方面 『
工 程 科 技
・ ２ ０ ７ ・
路桥 结构设 计 的优化研欣公路勘察设计有限责任公 司， 黑龙江 黑河 １ ６ ４ ３ ０ ０ ） 摘 要： 在眼 下的公共设施 中， 路桥的建设毫无疑 问成 为了很 重要 的工作之一 ， 路桥的发展也标志 着我 国经 济迅速发展 的势头 ， 它可 以有效的缓解与 日俱 增的陆地运输 的压 力。怎样 的增加路桥 的耐损耗性 和构造 的合理性 ， 成 为了一个重要 的研 究课题 ， 本文就路桥结构
工 程 科 技
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路桥 结构设 计 的优化研欣公路勘察设计有限责任公 司， 黑龙江 黑河 １ ６ ４ ３ ０ ０ ） 摘 要： 在眼 下的公共设施 中， 路桥的建设毫无疑 问成 为了很 重要 的工作之一 ， 路桥的发展也标志 着我 国经 济迅速发展 的势头 ， 它可 以有效的缓解与 日俱 增的陆地运输 的压 力。怎样 的增加路桥 的耐损耗性 和构造 的合理性 ， 成 为了一个重要 的研 究课题 ， 本文就路桥结构