桥梁结构设计范文第1篇
【摘要】随着社会经济的迅速发展，我国的交通行业也在原有的基础上取得了进步。桥梁作为交通运输行业中的重要组成部分，受到越来越多的关注，其下部结构设计是否得当，将直接关系着工程造价以及后期使用的安全性和可靠性，在此，本文针对桥梁下部结构设计常用的结构型式、内力计算、结构配筋等内容做了以下论述。
【关键词】桥梁下部；结构设计；技术
一、概述
近年来，我国交通建设发展迅速，无论是跨越江海的铁路特大桥还是跨山、跨田的中、大公路桥都在日渐增多，桥梁建设施工质量也备受人们的关注和期待。桥梁下部结构是桥梁整体的重要组成部分，桥梁下部结构设计对工程造价以及后期使用等都有直接的影响，合理设计桥梁下部结构，对于满足交通所需的安全可靠等要求十分关键。
桥梁墩台是桥梁结构的重要组成部分，它主要由墩台帽、墩台身和基础三部分组成。它承担着桥梁上部结构所产生的荷载，并将荷载有效地传递给地基基础，起着“承上启下”的作用。在桥梁的总体设计中，墩台的选型与结构设计对整个设计方案有较大的影响。确定桥梁下部结构应遵循安全耐久、满足交通要求、造价低、維修养护费用小、预制施工方便、工期短、与周围环境协调美观等原则； 同时还要考虑到结构的受力、土质构造和地质条件、水文、水流流速及河床性质等诸多因素的影响。通过合理的设计和计算，确定基础形式和埋置深度，使得墩台有一个稳定可靠的地基。
二、桥梁下部常用的结构型式
一般桥梁下部结构型式的选择不仅跟地质条件有关，还跟上部结构形式有密切关系。因此要根据具体情况来选择桥梁的下部结构。
1、钢筋混凝土薄壁墩台
当填土不高，河床较窄时，为减少桥长、降低造价，不让堆填量压缩河床，可采用靠河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台，墩台下面有条件可设支撑梁，整个桥梁构成框架结构系统，并借助两端台后的被动土压力来保持稳定。
2、重力式桥墩
重力式桥墩利用自身恒载（包括桥垮结构恒载）来平衡外力（偏心力矩）和保证桥墩的稳定（抗倾覆稳定和抗滑稳定）。实体墩身对地基的承载力要求较高，墩身实体可以不采用钢筋，而用天然石材、片石混凝土砌筑。由于重力式桥墩污工体积较大，阻水面积增大，抗冲击力较差，因而不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
3、埋置式桩柱式桥台
该型式桥台设于岸上，台身埋入锥形护坡中，有单排桩柱式与双排桩肋扳台两种。采用该型式桥台，为保证路基稳定性，不能过多地压缩桥长。
4、薄壁空心墩
一般采用强度高、墩身壁较薄的钢筋混凝土构件。这种构件由于削减了墩身自重，减小了软弱地基的负荷，减小了自身的截面尺寸，使结构在外观上变得更加轻盈。
5、柱式桥墩
该型式桥墩有施工的简便性和较广的适应性，在软基中是很好的选择型式。分为（1）带盖梁单排桩柱式桥墩，一般用于简支梁桥； （2）不带盖梁独柱式桥墩或排柱式桥墩，用于连续现浇箱梁。
6、轻型桥台
轻型桥台的特点是台身体积较小，台身为直立的薄壁墙，台身两侧设有翼墙（用于挡土），可以将侧墙做成斜坡。在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，上部结构与桥台通过锚栓连接，构成四铰框架结构系统，并借助两端台后的土压力来保持稳定。
选用墩台应注意以下两点：
（1）为减少软基位移对结构的影响，尽可能减少超静定个数，适当加大桩距，减少桩根数。以上处理还降低工程造价。
（2）当桩底接近基岩表面时，承载力接近设计要求，就没有必要再伸入基岩以求更加保险；若承载力不够而计算桩长过长时，可把桩径加大再算，尽可能选用较适当的桩长以降低施工难度。
三、桥梁下部结构内力计算
为减少软土地基位移对超静定结构的影响，上部工程多采用标准梁的先简支后连续构造，这样整个工程的计算工作主要集中于下部结构，故下部结构内力计算方法的选用是否正确；考虑因素是否全面，直接关系到工程安全。
1、盖梁的内力计算
根据《墩台设计手册》，墩台内力计算方式通常按照杠杆法计算。布载方式是按照组合最不利进行组合的，当荷载处于对称位置时采用杠杆法，若处于偏心位置时，采用偏心压力法计算，设计值取两种布载的较大值。
2、桥墩内力计算
墩桩顶的最大竖向力计算同上；墩桩顶水平力计算，运用柔性墩理论中的集成刚度法，将桥面汽车制动力及梁体混凝土收缩、徐变、温差、地震产生的水平力在全联墩台进行分配；最后根据不同组合的墩桩顶水平力、弯距及对应顶竖向力进行桩基各截面内力计算。
3、桥台内力计算
桥台内力计算除了要计算最大竖向力、水平力弯矩外，还要计算桥台台背土压力、负摩阻力以及桥台搭板重力，其中水平土压力影响复杂。土压力的计算要根据桥台形式而定，对于钢筋混凝土薄壁桥台，其计算按照深基础考虑。
四、桥梁下部结构的结构配筋
桥梁下部结构配筋，包括盖梁配筋、桥墩配筋、桩基础配筋以及桥台配筋。配筋是根据内力计算进行分配的，要特别注意在设计在的配筋方法。在设计中，假设受压区混凝土不受拉力，钢筋是完全弹性的，受拉区混凝土完全线性变化。主要方法有极限法和容许应力法应用分析，但是实际是按照承载力极限状态设计的。实际上，极限法是根据等截面简支梁实验所得，其实际适用面非常狭窄。根据实际情况，容许应力法还是需要得到广泛应用的，设计者应该多留意进行合理选择。
结束语
在桥梁总体设计中，下部结构的形式选择对整个设计方案的确定有着较大影响。确定桥梁下部结构要遵循安全耐久、造价较低、维修养护方便、与周围景观相协调等原则。为确保桥梁结构满足使用要求，在对公路桥梁下部结构设计时，还要综合考虑结构受力、土质构造、水文和地质条件、地震等诸多因素，选择最优设计方案。
参考文献：
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[5]张春光，付晓宣.试析桥梁的下部结构设计[J].科技风，2012，（4）：102.
桥梁结构设计范文第2篇
摘要：我国经济快速发展带动了交通量的飞速上升，要保障行车安全，就应当确保道路桥梁建设的质量。而在实际建设当中，往往在主客观因素的影响下，道路桥梁可能出现结构性问题，造成道桥稳固性不足、安全性不强，威胁着道桥行车的安全。为解决相应的结构问题，就需要在明确可能结构病害的前提下有效运用加固技术。在市政道路桥梁运营维护方面，桥梁结构加固是重要的工作内容，将对道路桥梁的安全使用产生重要的影响。基于此，本文笔者就市政道路桥梁设计加固方法进行研究和分析，根据市政道路桥梁加固的设计原则以及相关原理，对市政道理桥梁的设计加固方法进行详细地阐述，供于同行参考。
关键词：市政道路桥梁；结构加固；设计原则；方法；改造技术
道路桥梁所出现的病害和其建材类型、地域、结构形式以及修建年代有着紧密的联系，在道路桥梁建设、设计、使用、加工以及养护等过程中，不管是哪一个环节出现了失误都会导致道路桥梁的损害速度加快。道路桥梁结构的加固和维修都是在恢复原设计荷载的前提下，采用相应的技术措施，结合有关道路桥梁结构加固的规范要求提高其抗震能力，有效地改善道路桥梁结构的受力性能，保证道路桥梁的安全使用。
1、市政道路桥梁结构的常见病害
1.1主供圈裂缝病害
主供圈裂缝病害常见症状就是当我们在对市政桥梁结构检查的时候，均会发现在主供圈中波的波顶存在纵向裂缝（即各孔中波的波顶都存在纵向裂缝）、拱肋裂缝（即各孔的拱肋处均有横向裂缝，其中会存在不少是u形裂缝，而这类裂缝 多发现在拱顶前后10m左右范围内）、横系梁裂缝（虽然为数较少，但除第1、4孔外均有发现其存在）、肋、波连接处裂缝。
1.2钢筋锈蚀病害
市政道路桥梁结构中的钢筋在发生腐蚀时，其腐蚀部分的面积可以膨胀至其原本面积的10倍甚至以上。膨胀后的钢筋就会使得其周围的混凝土发生挤压，此时混凝土就会开裂，最终使得桥梁结构承载力下降。除此之外，还会导致钢筋抗弯能力下降，就直接的结果就是钢筋的腐蚀，锈迹铺在桥梁表面，会影响到桥梁的美观。
1.3墩台基础病害
桥梁墩台基础在桥梁结构上起到了重要的作用，但随着社会的发展，汽車逐渐重型化，原来承受着一定压力的桥梁墩台基础承受的载重量也越来越大，长期承受着超负荷的重量使得墩台基础会造成一定的损坏。但桥梁墩台基础除了会承受到其本来结构上带来的压力外，还会受到风力作用、流水压力、土压力等外力作用，各种压力对着墩台基础，侵蚀这桥梁的重心。
1.4主梁裂缝及主梁变形病害
主梁裂缝通常发生在锚跨中部（正弯矩区）梁的下缘及悬梁根部（负弯矩区）上缘。此类病害一般是由于大量重车通过从而导致梁的受拉区开裂，属于正常的现象。但是因为负变矩去裂缝在主梁的上面，再加上此时雨水的渗入，使得主梁裂缝注入雨水，最终导致钢筋锈蚀及砼强度降低。
2、市政道路桥梁结构设计加固的原则和基本原理
2.1市政道路桥梁结构设计加固的基本原则
1）在明确加固方案之前，要进行科学地鉴定分析，确保市政道路桥梁的构建处于一种弹性工作的状态，并收集相关的原有设计资料信息，对一些必要的地基进行认真地勘探，结合施工现场的实际调查情况，查看原桥是否严格按照工程施工图来进行施工。
2）在复核计算道路桥梁的基础时，对于多年来破坏严重的旧桥基础，要考虑其承载力，在进行加固的时候，必须要以提高其承载力作为其主要目标，通常其承载力要提高1.5 倍左右，根据道理桥梁的拓宽部分，控制好其地集重力，减少对原桥基础产生的附加应力。
3）将路线改造和道路桥梁的加固方案相结合，结合工程的实际情况，采用合理、经济、科学的加固方法。
2.2市政道路桥梁结构设计加固的基本原理
市政道路桥梁结构的加固发工作通常是以不改变原建筑形式为其主要原则，通过修复或者加大道路桥梁的构件来增强道路桥梁整体的承载能力或者局部的承载力的一种举措。因此在市政道路桥梁加固工作中，对原桥梁某些构件进行更换或者将原桥梁结构体系进行改变，对桥梁部分的结构进行拆除或者重建的时候，若桥梁某些构件损害较为严重不能进行修复加固，则必须要进行适当地加固改造。综上所述，道路桥梁的加固改造原理为：第一，通过改变桥梁结构的性能来提高其承载力；第二，对桥梁结构的内力分布进行重新调整，以此来提高桥梁结构的承载力。
3、市政道路桥梁结构加固的方法和改造技术
3.1道路桥梁上部结构的加固和改造
相对于桥梁的新建而言，旧桥的加固要复杂的多，主要是因为旧桥在经过长时间的使用以后，其材料和构件的力学性能均大大下降，对其力学性能不能进行准确地判定，同时在加固设计过程中，缺乏现成的相关规范，而桥梁病害又比较错综复杂，其产生病害的原因也比较难以确定。因此，在市政道路桥梁结构加固工作中，施工单位所采用的加固方法和方案显得尤其重要，一般最常用、技术也比较成熟的加固方法主要有以下几种：
1）增大道路桥梁截面。其主要是解决由于截面尺寸和受力钢筋较小，其荷载等级又比较低所造成的桥梁承载力下降等问题，其加固的方法为加大道路桥梁的主梁界面、增加受力的主筋以及加厚桥面的铺设层等。增加受力的主筋主要是在道路桥梁的主梁板底面将保护层凿开，使主筋露出，再把新增的钢筋和原主筋绑焊，并在道路桥梁的侧面增加一些箍筋以此提高桥梁的抗剪能力，待植入钢筋以后要恢复保护层。增大桥肋的加固方法主要是针对一种T 形梁桥，这种类型的桥梁经常因原桥梁的原界面高度不足且面积小而导致桥梁的承载力不足，其加固方法一般是把桥梁下缘加大和加宽，同时还要增设受力的主筋，在靠近支座位置的上弯和主梁（主筋）相连接。加厚桥面板法为通过加厚道路桥梁面板以此达到主梁的高度，从而提高其承载力，这种加固方法一般适用于跨径比较小的道路桥梁。
2）预应力加固法。即在预应力原理的基础上，在道路桥梁的构件中通过另外添加高强构件来施加初始应力，以此抵消部分的自重应力，对构件起卸载作用，从而提高桥梁构件的承载力。
3）粘贴加固法。若交通量增加，使桥梁主梁发生承载力不足的情况，可以采用粘贴加固法。其主要方法为利用高分子的粘合材料把钢筋或者碳纤维布等一些高强度材料粘贴在需要加固的构件表面，通过这些新增加的高强材料来提高桥梁的通行荷载。
4）改变桥梁的结构体系加固法。通过对道路桥梁的结构形式进行改变，以此降低桥梁的拉应力，这种方法能够减少跨度，若把已经不通航的桥下填实，将其改变成为符合泄水需求的涵洞，在单跨的结构下增设一些新支点使其成为多跨结构，把多跨简支梁进行连接，使其成为多跨连续的结构，以此提高桥梁的承载力。
5）增设纵梁的加固法。在桥梁墩台地基具有较好安全性能以及有足够承载力的前提下，可以采用这种方法，将旧梁和新增梁进行有效地连接，使其共同受力，减少原有梁的荷载，从而提高加固后的桥梁结构刚度和承载能力。
3.2道路桥梁的下部结构加固方法
1）增补桩基的加固法。若桥梁墩台出现沉陷、倾斜或者桩深度不足的时候，可以采用这种方法，其加固方法为在桩基附近周围进行补加钻孔桩，或者进行钢筋混凝土预制桩的打入，扩大桥梁的原承台，从而提高桥梁基础的承载力，加强桥梁基础的稳定性。
2）桥台新建挡墙的加固法。因桥台的台背水平土压力较大，造成桥台倾斜，因此应设法进行平衡桥台台壁土压力的处理，在桥台的台背后加设挡墙，以此抵御较大的土压力。
3）扩大基础的加固法。这种方法一般适用于基础承载力不足或者埋深较浅，同时墩台是混凝土或者砖石刚性实体式基础的时候，其基础底面积的扩大必须要通过地基强度的验算来进行明确。
4）钢筋混凝土护套或者套箍的加固法。若桥梁墩台因基础埋深不够或者由于施工质量控制不严格等因素造成桥梁墩台开裂时，可以采用钢筋混凝土围带或者钢箍来进行加固。
5）墩台拓宽加固法。在旧桥的原基础上，通过墩台盖梁挑出桥梁悬臂的加宽部分，从而便于上部结构加宽的安装，这种情况只需要加墩台盖梁即可，桥梁基础和墩台身不需要加固。同时，在采用这种方法的时候，旧桥墩台基础必须要稳定和完好，且通过承载力验算以后方能采用。在道路桥梁改造设计过程中，桥梁的加宽和加固在很多情况下是同时进行的，若在加宽宽度不是很大的情况下，应尽量把原桥梁和加宽部分连为一体，促使新旧桥能够共同工作，便于原桥内力的调整，从而降低原桥梁的负担，间接起到加固的作用。此外，在道路桥梁结构加固设计中还可以综合利用各种加固方法，把加固補强的工作量尽量压缩到最少，减少原桥梁的负担，促使旧桥能够继续发挥其使用功能，从而确保道路桥梁交通的正常运行。
4、结束语
综上所述，随着社会经济水平的提高，市政道路桥梁在长时间的运行过程中，避免不了会出现不同程度的损害，严重影响了其使用功能，这就要求工程建设单位必须要做好道路桥梁的加固和维修工作，确保道路桥梁的正常、高效使用。
参考文献：
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（作者单位：河南长城铁路工程建设咨询有限公司）
桥梁结构设计范文第3篇
1.1 主梁设计要点
桥梁结构设计的过程中, 主梁的设计工作最为关键。主梁的结构是整个桥梁结构设计的最主要的结构部分, 因此, 选择科学的方法进行主梁的设计对于其性能是非常重要的。主梁的结构一般选择的是T形或者是箱型两种类型, 箱型仅仅使用在混凝土结构桥梁中, 这种结构的梁体在设计时要充分的考虑到其间距和片数, 该两者的具体数据应该满足反函数的关系。梁高以及其他的一些细节尺寸应该根据荷载计算得出, 主梁呈现的是对称结构形式, 荷载分布也是对称的, 选择的是杠杆法来进行主梁载荷的计算, 反之则使用的是偏心受压法来进行计算。
1.2 桥梁上部结构的设计要点
1.2.1 桥面结构设计。
桥体表面结构设计的过程中, 需要全面的考虑汽车冲击和碾压, 因此, 要提高整体结构的稳定性, 这就需要进行结构的稳定性设计。
1.2.2 提升桥面二道防水层的效果。
二道防水层最为主要的作用是保证桥面具备较高的防水性, 可以防止自然降水导致的桥面出现的腐蚀作用, 可以切实提升桥梁的质量。
1.2.3 伸缩缝的设计工作。
伸缩缝设计的过程中, 因为桥体结构的两端都是有翘头结构的, 桥体的伸缩缝整合在一起后需要具备封闭性能的U型槽结构, 这样可以有效的避免每个梁侧以及联墩盖上存在积水而浸入到伸缩缝的情况。通过选择最佳的上部设计方案, 能够充分的保证最终的结构满足了工程的使用要求, 提高桥梁的设计水平。
1.3 桥台的设计要点
市政桥梁结构设计的过程中, 需要做好桥台的设计工作。因为桥台是桥梁的主要承载部分, 也是提高桥梁稳定性的关键部分。因此, 在市政桥梁结构设计的过程中, 应该选择科学的方法进行桥台的设计工作。比如, 在进行钢筋混凝土的薄壁桥台设计中, 设计人员可以将其设计在桥梁护坡的结构内部, 将该部分结构隐藏起来, 这种结构形式能够大大的降低桥梁的负载, 提升了整体建筑结构的稳定性。此外, 桥台结构设计中, 需要在工程结束之后检测其稳定性和强度, 只有保证了这两个方面的参数才能充分的保证整体结构的质量满足使用要求。
1.4 交通量及特殊荷载的设计
市政桥梁结构设计中, 首先应该满足交通量和特殊载荷的影响。因为桥梁工程最主要的目标是保证其满足交通运行的需要, 但是在实际中应该做好交通量和特殊载荷的要求, 这样才能够使得桥梁满足了现代城市交通的需求。设计的过程中, 设计人员需要结合桥梁的自身需要、车流量以及桥身规模等方面进行设计。满足这些要求的桥梁必然能够达到交通运行量的需要, 也能够切实提高工程的质量水平。此外, 在进行桥梁负载计算的时候, 需要在最大载荷数值的基础上乘以1.4来确定其载荷值。对于一些支座或者是墩梁的结果中需要设置抗倾覆的系统。经过了上述几个方面的工作之后, 可以充分的保证了桥梁稳定性满足了要求, 切实保证了桥梁在后期使用中达到了实际使用的需要。
1.5 抗震设计要点
市政桥梁设计的过程中, 其抗震性是一项非常重要的指标, 很多的桥梁都是建设在地震高发区域中, 在投入使用中, 往往会受到地震的影响, 这就使得桥梁很容易被损坏, 影响了安全和稳定。因此, 在进行桥梁结构设计的过程中, 应该全面的做好抗震性的工作。比如, 在设计的过程中, 应该加强整体的连结, 还应该在桥梁的墩身上设置一定量的加强筋结构, 适当的增加其个数, 可以大大提升了整体桥梁结构的延展性, 充分的保证桥梁具备更高的抗震性能, 以满足今后的正常使用。此外, 抗震设计中, 应该采取必要措施做减震处理, 以尽量的降低地震对桥梁结构的影响。
2. 市政桥梁结构设计中需要注意的问题
2.1保证设计的全面性。因为桥梁设计中涉及到非常多的细节工作, 如果设计人员经验比较匮乏, 必然导致考虑不全面, 使得结构设计存在较多的问题, 也会导致整体桥梁结构质量难以满足实际需要, 稳定性不足, 对于交通的安全性影响较大。
2.2选择合适的设计方法, 同时应该结合智能技术、信息技术以及自动化技术, 选择科学的设计方法, 提高工作效率, 切实提高桥梁工程的质量, 满足现代化发展的需要。
2.3做好后期工作。设计完成之后, 应该根据实际情况进行设计图纸的修改工作, 及时的发现设计图中存在的问题, 充分的保证结构设计方案的合理性, 保证其设计方案能够满足实际工作的需要。
3. 结语
市政桥梁设计的过程中, 设计人员应该全面的掌握设计的关键因素, 同时应该有效的避免设计中存在的一些问题, 这样才能够切实提高桥梁结构的质量, 充分的保证桥梁在使用过程中不会发生严重的安全事故。此外, 在今后的设计中, 设计人员要不断的实现技术的突破, 运用先进科学的方法来提高设计质量, 保证设计效果得以实现, 全面提升桥梁结构设计的质量, 满足现代化交通运行的需要, 促进我国经济和社会更加快速的发展。
摘要：市政桥梁工程建设的过程中, 需要做好结构设计方面的工作, 在现代化的设计方法下, 能够积极的促进桥梁质量的提升, 保证其满足使用的要求, 切实提高桥梁工程的质量。因此, 本文的笔者结合多年的实践经验, 总结出桥梁结构设计的主要特点以及提高质量的主要方法。
关键词：市政桥梁,结构设计,要点
参考文献
[1] 蔡仕强.市政桥梁设计的安全性与耐久性[J].工程建设.2017 (03)
桥梁结构设计范文第4篇
公路桥梁是一个国家交通运输的主要形式之一，对国家经济发展、社会进步有重要作用，桥梁的规模水平彰显国家经济基础和技术能力。基于此，本文先提出基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架，再指出桥梁性能设计的根本原则，并从几方面对公路桥梁的结构性能展开分析，最后给出了相对应的性能目标，希望对未来公路桥梁结构设计有一定的借鉴意义。
关键词:
公路桥梁;性能设计理念;框架;原则;性能标准
公路桥梁是一个国家交通运输的主要方式之一，有利于经济发展和社会进步，而其规模水平彰显出国家经济基础和技术能力。自1990年代初至今，关于国内公路桥梁的建造发展迅猛，公路桥梁总数达67万架，比如江阴大桥、苏通大桥等著名特大型桥梁。关于公路桥梁的设计和建造，涉及多门学科，其发展水平依赖于桥梁技术的进步。工程技术制度标准是所有建筑建造的约束规范，其基于的理论系统能投射出建造水平的高低。就力学方面而言，公路桥梁架构设计手段由应力允许设计→磨损阶段设计→极限设计的发展，设计采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系数靠经验判断。最近几年以来，一些经济发达国家逐步展开对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计的研究，来强化交通设施的建造水平。除此之外，这种理念和手段的转变促使基于使用寿命的可持续发展制度规范的构建和完善，为我国桥梁建造技术在世界占据一席之地奠定基础。
1基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架
以性能设计为基础的结构设计是以性能目标为依据，尽量达到该目标的设计总和，也就是基于设计制度规范、稳定的结构、合适的规划，来确保工程各细节设计，监控工程质量与后续维护，保障工程结构在某段使用时间内受到外部压力时，磨损程度低于某个极限状态，结构功能高于标准范围下限，同时还要具备可修护至性能目标的功能。性能设计要考虑使用寿命内各结构的性能标准，同时要求客户和设计者全面掌握，进而选择各设计、施工、维护手段来保证实现预期性能目标。因此，所谓的性能设计理念是指所设计的建筑结构在寿命内、在各外部压力情况下，能始终保持预期的性能目标，具体可表示为以下几点:(1)根据结构功能与客户需求来明确性能标准，也就是所谓的性能目标构建(尽管各需求差异较大，然而需要大于社会或行业的基本标准);(2)选择一定的设计、施工、维护手段来调节性能目标;(3)判断考核各性能指标，确保设计的结构能符合所有的性能目标。以性能设计为基础的结构设计除了保障社会人身安全之外，还需考虑后期磨损引起的成本费用，需最大限度地实现结构设计的预期性能目标，即使用寿命的标准需求，这些是性能结构设计最近几年迅猛发展的关键所在。所以，该结构设计方法需要整个设计过程基于使用功能的实现，并非采取传统设计、建造模式，其是性能结构设计区别于其他传统设计的独有特点。基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的标准框架见下图1所示，该层次结构图中的第一层“目的”是结构设计社会层面的目标，也就是性能设计的根本目的;第二层“性能要求”是工程的实际功能需求，也就是按照功能对根本目标进行细分;第三层“性能水准”是功能实现的检验原则和检验标准，有明显的强制性;最后一层“验证方法”是功能实现检验手段。其中符合性能标准的手段被称作实现手段，其不受强制约束，伴随科技的发展成熟，肯定相关技术人员充分有效地运用新成果。除此之外，以性能设计理念为基础的结构设计还涉及多个问题，比如尽管提高了设计的开放自由性，然而极会导致设计人员难以应对突发情况，尚未建立系统的评价体系，工程完工程度受设计者水平高低的影响明显，所以难以检验性能设计的有效性。所以需要建立一定的检验手段体系。总而言之，基于性能设计理念的公路桥梁结构设计可分为明确功能需求、分类性能标准、建立性能目标和检验性能目标等几部分。
2公路桥梁性能设计的根本原则
公路桥梁是社会交通运输的重要设施之一，其设计、施工、维护和广大群众有直接联系，所以其在设计时就要考虑社会因素影响。西方国家对桥梁结构设计要求满足功能性、经济性、美观性的基本原则，这和国内当前安全性、功能性、经济性、美观性的原则是相同的，而基于性能设计理念的结构设计是对当前设计手段的拓展，所以该新型设计方式也要涵盖目前的设计标准和设计原则。另外，还应将桥梁的使用寿命、后期维护、实际建造、可持续发展等纳入考虑范围，也就是需要按照安全、功能、经济、美观、绿色环保等原则进行建造。伴随经济社会的发展，现今公路桥梁结构设计已针对以上原则有一定的补充，提出了“高技术、安全可靠、经济合理、耐久适用”的新原则，同时在其基础上结合桥梁建造的特征制定了有关规定，将其安全性能分为三个级别，具体如表1所示，其分类原理和性能设计目标是类似的。在具体设计时，结构的使用寿命表现为耐久性与经济性。基于公路桥梁的结构复杂、种类繁多的特征，应恰当地限制桥梁整体和零件的使用候命，同时还可结合桥梁归属的道路级别限制其使用寿命。另外，结构适用性是裂缝、易形等情况，在具体设计时以极限状态监控;美观环保要求桥梁的景观价值和可持续发展，和整体结构息息相关。所以，目前的工程制度规范应涵盖性能结构设计的根本原则，方能推动基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的完善。
3公路桥梁结构设计的性能标准
结构性能标准是按照功能要求对结构整体目标的细分，公路桥梁结构的设计、建立、保养等应在使用寿命中以最经济适用的手段来达到性能标准:(1)在实际建造过程中，可以解决各突发状况，可运用各组合方法;(2)在投入使用后，维持预期的性能效果;(3)在后续维护保养时，保证一定的耐久适用性;(4)在发生不可预估的龙卷风、高温等突发情况下，结构能维持稳定性，降低损坏程度的严重性，避免结构崩塌。据上述可知公路桥梁的设计原则有安全性、适用性、耐久性和维护性等，按照极限状态设计原理，与之相应的状态是负荷能力极限状态、正常使用极限状态、耐久极限状态与维护极限状态。其中，负荷能力极限状态是用于判断公路桥梁结构安全程度;正常使用极限状态是用于判断实际使用功能;耐久性极限状态是用于检测桥梁使用周期;维护极限状态除了判断突发情况的破坏程度之外，还用于判断后续维修保养得难易性，要结合各判断对象来决定相应的极限状态。
4公路桥梁结构性能目标
以性能为基础的结构设计要求建筑工程在各种压力强度下符合预期的性能目标，也就是在各压力强度下明确对应性能标准，进而明确结构性能目标。就公路桥梁来讲，性能目标的确认应了解其使用情况、功能需求、经济美观性等，要遵循以下两点原则:(1)客户和结构设计者共同确认结构性能目标，保证高于标准范围下限;(2)结构性能指标的确认应结合各性能标准，即最大限度的压力强度、最高的温度等。公路桥梁的性能标准是结构安全系数、后期维护、经济适用水平的检验指标，除了要符合客户需要，还要考虑社会因素影响，比如文化程度、经济水平等。就工程结构荷载而言，公路桥梁的荷载分为自然荷载与社会荷载两种，前者是龙卷风、高温等自然灾害，后者则是汽车负重、船撞等，和社会发展密切相关。由此可见，负重标准应基于社会经济因素来制定各等级，而结构性能目标则由客户与设计者共同确认。事实上，性能结构设计能符合各社会要求，客户按照自身要求提高性能目标标准，进而确保桥梁设计最大限度满足客户的特别需求，值得注意的是，不能小于社会基本标准。在性能目标明确的前提下，结合工程结构的特征来设置对应的评价检验指标，比如检验标准、检验手段，其实性能结构设计的未来发展趋势。关于性能目标的实现和结构的设计建造等，应给予相关技术工作者与公司以自由选择理念和方法的权利。
5结论
总而言之，基于性能的结构设计是未来的发展趋势。目前基于概率分析的极限状态设计就是以性能结构设计为原理，各性能都有可测量指标为判断依据，也就是极限状态设计的改善有关于基于性能的结构设计的发展。因此，基于性能设计理念的公路桥梁极限状态设计已得到充分关注和有效发展，而未来发展的关键在于量化各结构性能指标。针对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计展开研究，一方面促进结构性能理论体系的完善和桥梁技术的成熟，另一方面强化国内工程建设的制度标准，真正推进我国向桥梁强国的发展。
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桥梁结构设计范文第5篇
1 简述桥梁设计结构
在对桥梁结构开展设计工作的过程中, 首先要确保设计能够符合耐久性的相关要求。在实际继续拧设计的时候, 通常最终的设计效果会受到设计工作者自己主观意识的影响, 此外, 他们自身的专业水平以及经验也能够对设计效果产生非常严重的影响。然而目前大部分桥梁设计工作者仅仅重视桥梁的强度, 并没有对耐久性给予一定的重视, 在工程刚完工的时候, 检测人员很难确定其耐久性, 但是随着时间的推移, 会出现各种质量问题, 最终会造成桥梁不能正常使用。就目前来看, 国内的桥梁设计结构体系依旧不够健全, 依然需要不断地进行完善。对于桥梁来说, 最重要的就是要保证其安全性, 通常桥梁能否安全使用会对城市建设和发展造成很大影响。但是在实际开展设计的过程中, 并未能对这一问题给予高度的重视, 此外, 在施工的时候, 也存在着很多影响桥梁安全性的问题。因此, 在结构设计额过程中, 运用科学的方式计算出相关参数, 制定出更加合理的设计方案。
2 现存问题及相应对策
2.1 设计上的漏洞
(1) 在对桥梁结构开展设计的过程中, 伸缩缝相关的设计非常关键, 通常情况下, 设计工作者都会把伸缩缝设置成一般的橡胶支座, 然而, 如果采用这种方式, 会对桥梁产生非常严重的影响, 由于这种橡胶支座很容易受到外力而出现一定程度的形变, 最终对桥梁结构造成影响, 同时还会直接影响到有关设计值, 导致桥梁不能符合相关要求。因此在实际设计的时候, 应当尽量使用可以活动的橡胶支座。
(2) 在开展桥梁设计的过程中, 经常出现的问题就是很多设计工作者不会对超载等情况给予重视, 大多数设计工作者仅仅根据相关标准来对承载力开展设计, 然而, 桥梁再投入使用的过程中, 经常会出现超载的情况, 因此, 设计人员一定要把这个问题考虑在内, 只有这样才能够确保桥梁不会因超载而发生一些严重的事故。针对这种情况, 不仅在设计阶段进行考虑, 同时, 在桥梁投入使用的时候, 相关部门必须要严查超载。在施工的时候, 现场经常会遇到空心梁数量不够的情况, 这就需要在实际开展施工前, 将各项准备工作做到位, 保证施工的顺利进行。
2.2 设计结构缺乏耐久性
就目前来看, 在对市政桥梁开展设计的时候, 一般都会对其耐久性给予更多的重视。然而, 当桥梁完工之后, 会整体暴露在空气中, 再加上整日风吹日晒。此外, 再投入使用期间还会承受桥面的压力, 随着时间的推移, 必然会对桥梁结构造成一定的影响, 最终还可能会造成桥梁不能正常使用, 阻碍城市的稳定发展。在生活中, 桥梁坍塌的事故时有发生, 导致事故出现的主要因素就是桥梁耐久性非常差, 近些年来, 人们逐渐开始对桥梁结构所具有的耐久性给予了更高的重视。因此, 在实际开展设计的过程中, 必须要注重每一个细节, 这就需要从小处着手, 逐渐使桥梁结构的耐久性得到显著的提升。
3 市政桥梁结构设计中应关注的问题
3.1 防洪水位及人行桥栏杆
大多数桥梁都建造在江河湖泊、以及山谷深沟等地区。所以, 在对桥梁结构进行设计的过程中, 一定要认真查阅资料, 从而制定出合适的防洪水位, 确保桥梁能够在汛期正常的使用。在对栏杆设计的时候, 为了能够确保行人安全, 需要结合以往的设计经验, 通过科学的计算, 使栏杆能够承受一定的外力。但是栏杆自身的重量也必须要进行合理控制, 需要考虑风力、风向等因素。当栏杆完全建成之后, 需要在其周围设置一些标语, 严禁人员攀爬。
3.2 交通量及特殊荷载
市政桥梁的主要作用就是能够使交通变得更加便利, 为人们提供更加高效的出行方式。因此在对桥梁开展设计的时候, 一定要认真分析城市的实际交通情况, 以及所处的区域, 并据此设计出更加科学的宽度。特别是在对互通式立交桥开展设计的过程中, 必须要综合考虑每一种因素, 其中包括交通流畅性、以及出行便利性等, 尽可能的防止交通出现严重的阻塞。通过对这些年的交通情况进行调查发现, 经常会出现货车超载问题, 这种情况的存在, 会对桥梁造成比较严重的破坏, 所以在进行设计的过程中, 必须要对此给予高度重视。如果不考虑这一问题, 那么随着时间的推移, 会对桥梁自身的安全性造成严重影响。
4 结语
市政桥梁结构设计直接影响到桥梁工程能否正常投入使用, 同时还会对城市的交通和发展带来非常严重的影响。因此, 在设计的过程中, 一定要对每一个细节问题给予高度重视, 从小处着手, 对那些能够对桥梁质量造成影响的因素开展综合分析, 制定出更加科学的设计方案。就目前来看, 国内的桥梁结构设计体系依旧不够健全, 需要不断地进行完善, 只有这样, 才能够桥梁的建设提供有力的支撑。此外, 设计工作者需要不断学习新的设计理念, 设计出能够满足现代社会需要的桥梁工程。
摘要：我国公路建设的大力发展为当前整个国民经济的发展创造了非常雄厚的物质基础保证, 桥梁也日益成为公路工程建设中不可缺少的一部分。然而近几年随着桥梁安全事故的不断发生, 桥梁病害问题也逐渐引起人们的高度重视, 优化桥梁结构设计, 加强桥梁日常养护, 合理维修与加固桥梁, 促使其使用寿命延长, 提高其承载和通行能力, 确保行车安全, 使得桥梁能够处于良好使用状态中, 具有深远意义。
关键词：市政桥梁,结构设计,要点分析
参考文献
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