桥梁结构设计范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了4篇桥梁结构设计范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

二、桥梁设计的注意事项

(一)应该更加重视结构的耐久性问题。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

(二)重视对疲劳损伤的研究。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，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，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的，故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。

(三)充分重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此需要对超载带来的后果进行研究、分析。

(四)积极借鉴国外的经验和成果。国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家，非常重视对结构物进行性能设计（即PBD，PerformanceBasedDesign），内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等）。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。

三、可以深入研究的方向

(一)结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

(二)人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

(三)在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

(四)模糊随机可靠度的研究。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

四、结束语

桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。总之桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

参考文献：

[1]刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报,2002,19(2):41-43．

篇2

桥梁是道路路线受到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍时，为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。桥梁既要保证桥上的交通运行，也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。而市政桥梁主要建造于城市中，主要功能是为交通提供便利，但是市政桥梁除了要保证交通顺畅外，还要与周围的建筑、人文环境相协调。

1.简述桥梁设计结构

对于桥梁的结构设计，我们要求的是动态的结构设计，也就是说桥梁的设计要满足一定的耐久性。在桥梁结构的设计过程中，其设计效果在很大程度上受设计人员主观意识的影响，设计人员的专业素养与工作经验都影响着桥梁的结构设计。但是现在桥梁设计人员大多数只关注桥梁的强度忽略桥梁建成后的耐久性问题，在桥梁建成的初期，检测人员并没有办法了解其耐久性是否合格，但是随着使用时间的延长，一些缺乏耐久性设计的桥梁将会发生质量问题，致使整座桥梁不能再继续正常服务于交通。现阶段我国的市政桥梁设计结构体系并不完善，仍需在以后的发展中进一步完善。市政桥梁的建造首要问题就是桥梁的安全性问题，桥梁的安全使用关河着整座城市的交通与发展，然而在实际的设计工作中，这方面的问题并没有得到设计人员足够重视，以此同时桥梁的现场施工也存在着影响桥梁安全发挥其功能的因素存在。所以在市政桥梁的结构设计中，设计人员应该选择一个科学合理的设计方案，同时根据相关的建设法规进行相关设计系数的计算，比如桥梁的设计荷载等问题的研究。

2.现存问题及相应对策

2.1设计上的漏洞。伸缩缝的设计在市政桥梁结构设计中占有重要的位置，在实际设计中，大多数设计人员会将伸缩缝设计为普通的橡胶支座，但是这种设计会极大地影响整座桥梁的正常发挥，因为由于普通的橡胶支座极易受外力产生变形，致使桥梁结构发生变化，偏离原来的设计，相应的影响有关设计值，甚至使桥梁不再满足设计要求。所以在桥梁的设计过程中，可以将普通的橡胶支座改为可以活动的橡胶支座。桥梁设计上存在的另一个问题就是设计人员在设计初期常常不考虑超载的情况，一般情况下设计人员只是按照标准的桥面承载力进行设计，但是近年来超载现象不断发生，设计人员也必须将这种特殊情况考虑到设计当中来，否则将使整座桥梁面对无力承载的安全隐患。所以在以后的工作中不仅要求相关的道路桥梁管理部门严格规范安全道路形式规则，严查超载，还要求桥梁设计人员在进行有关设计时能够全面考虑。另外在桥梁的施工过程中，常常会出现空心梁数量不够的情况，这就要求相关部门做好施工前的校验工作，为市政桥梁的顺利落成打下基础。2.2设计结构缺乏耐久性。在现阶段的市政桥梁结构的设计中常常忽略的问题就是桥梁的耐久性问题。正如大家所见，桥梁建成后终日暴露在空气中，经受风吹日晒。与此同时，桥梁结构还要承受来自上部的压力，甚至是地震灾害的影响，那么长期下来，桥梁极易受自然的损害，最后影响整座桥梁的正常使用，产生不必要的经济损失。在现实生活中，我们有时候会听到桥梁倒塌事件的发生，一般情况下，这种事故产生的原因就是桥梁结构耐久性差，这种事件的发生使人们不断开始重视桥梁结构的耐久性设计，特别是桥梁结构中的一些细节设计，细节组成整体，所以设计必须从小处着手，加强整个桥梁设计结构的耐久性。现在对桥梁结构设计的研究也正在朝着定量分析的方向发展，将会进一步保证桥梁结构设计的科学性。

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。桥梁是道路路线受到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍时，为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。因此在进行桥梁的结构设计时要查阅相关资料，确定合理科学的防洪水位，以保证桥梁作用的发挥。设计人行桥栏杆时，为了保证行人的安全，须做好相应的抗水平外力的计算，栏杆重量也应控制在合理范围之内，最好设计成竖条，减少风力的破坏。栏杆建成后要树立醒目的禁止攀爬标语，保证行人及机动车辆的安全行驶。当然在实际的设计工作中，设计人员也要根据桥梁的具置及特性制定特定的设计方案。3.2交通量及特殊荷载。市政桥梁的存在其主要的功能就是疏导交通，所以在市政桥梁的设计过程中，要根据该城市的交通状况，桥梁所处的地理位置，预测合理的桥梁宽度及其结构。尤其是对于互通式立交桥的设计，更要考虑交通的流畅性，还有车辆的出行便利性及桥梁设计车速的确定，最大限度减缓交通阻塞压力。另外近些年来，货车超载问题不断出现，给桥梁的承载能力又一巨大的挑战，因为在一般的桥梁设计中并没有考虑这些不因此范的行车行为，一旦超载问题出现，桥梁将在超负荷情况下作业，严重威胁着桥梁的正常使用年限。因此，在桥梁设计结构中要考虑这些不规范的行车行为对桥梁产生的额影响，并在设计中有针对性的设置相应改善措施。

4.结语

市政桥梁结构的设计关乎着整座桥梁的正常发挥，也影响着整座城市的交通状态，在以后的设计工作中，设计人员要更加重视设计的细节，从小处着手，综合考虑影响桥梁质量、安全的各类因素，在设计中加以体现。现阶段我国的市政桥梁结构设计体系并不完善，须在以后的发展中逐步改善，为市政桥梁的建设提供保障。与此同时，设计人员也应该树立不断创新的设计理念，设计风格、质量要符合现代化的发展需要。

作者:谢函霖 单位:华北理工大学建筑工程学院

篇3

Abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but China's bridge design theory and structure system is still not perfect. This article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed.

Keywords: bridge structure; Design problems; analysis

中图分类号：U443文献标识码：A 文章编号：

一、桥梁结构设计现状

目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。

总体来讲我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

二、桥梁设计的注意事项

1、应该更加重视结构的耐久性问题

桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。

国内在九十年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

2、重视对疲劳损伤的研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，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，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的，故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。

3、充分重视桥梁的超载问题

桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此需要对超载带来的后果进行研究、分析。

4、积极借鉴国外的经验和成果

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差（包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家，非常重视对结构物进行性能设计（即PBD，Performance Based Design），内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等）。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。

三、可以深入研究的方向

1、结构系统的可靠度分析

对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。

2、人为差错的分析

许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。

3、在役结构的可靠性评估与维修决策问题

对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。

4、模糊随机可靠度的研究

模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。

结束语

桥梁设计是一个复杂的，系统的工程。需要丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。总之桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。

参考文献：

篇4

二、我国桥梁结构设计的现状

我国桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，尤其在桥梁施工和使用期安全性两个方面的问题上，仍有很多需要改进的地方。桥梁结构设计的首要任务是选择经济合理的机构方案．并采取规范中所规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。此外，有很多设计人员往往只是满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，却总是忽视桥梁的结构构造、结构材料、结构体系等，这样在整个施工的过程中就出现了许多人为的错误，影响了结构的安全性。

三、桥台结构型式的选择

(一)钢筋混凝土薄壁桥台常见的薄壁轻型桥台主要有：扶壁式、悬臂式、撑墙式等，主要是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。(二)轻型桥台轻型桥台台身体积较小，多为直立的薄壁墙，两侧设有用于挡土的翼墙。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，保持系统稳定。

(三)埋置式桥台埋置式桥台又可分为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。台身埋置于锥形护坡中，大大减小了桥台所受的土压力，桥台的体积也相应减小。但是片石(或混凝土)作表面防护的一种永久性设施，有很多弊端存在，如被洪水冲毁而使台身，因此，桥梁设计前，必须要进行强度和稳定性验算。

四、桥梁下部结构设计

(一)桥梁下部结构型的选用

l、钢筋混凝土薄壁墩台当填土不高，河床窄时．为了．节省造价，不压缩河床，可以用靠河较近墩台身直立的桩基薄壁墩台．桥梁构成整体的结构框架。

2、埋置式桩柱式桥台，这种型式桥台设于岸上台身埋入锥形护坡中，采用该型式桥台，不能过多地压缩桥长．以保证路基的稳定性。

3、墩台的选用首先，减少超静定个数，以减少软基位移对结构的影响，还要适当加大桩距，减少桩根数：其次，桩底接近基岩表面时，承载力接近设计要求；若承载力不够时，可把桩径加大再算，尽可能用摩擦桩代替嵌岩柱桩，从而降低施工的难度。

(二)桥梁下部结构

1、盖梁内力的计算盖梁内力的计算可以按《墩台设计手册》中所采用的计算方式：当荷载对称布置时，可以按杠杆法计算；当荷载偏心布置时，则可以按偏心压力法来计算，这两种布载状况的内力均取大值进行控制设计。但是这种算法没有真正体会规范用意，不是各截面最不利状态的内力计算，仅仅是两种布载状况下的内力计算，因此所算内力存在着不安全因素。正确做法是应该先画出各截面内力影响线，再对应影响线用杠杆法及偏心法进行最不利横向布载，求出各截面内力最大、最小值，然后根据内力包络图进行结构配筋。

2、桥台内力的有关计算除了桥墩内力计算项目外，桥台竖向荷载还要增加土压力、负摩阻力、搭板自重等项；同时，水平荷载要增加土压力，其影响复杂。

(1阚筋混凝土薄壁台土压力计算软土地基上带基桩的薄壁台土压力计算要按深层考虑：

(2)埋置式桥台土压力计算土压力一般是以填土前原地面或冲刷线起算的，要演算土质，再来确定是否考虑地面以下台后深层土对桩水平压力的影响；

(3板对土压力影响设搭板桥台还应考虑搭板作用后活载土压力改变对桥台有利的影响；

(4)地震土压力计算地震土压力随着桥梁等级的提高而加大；计算时不考虑活载作用。

(三)下部结构配筋

1、极限法及容许应力法应用分析由于现行桥规将钢筋混凝土桥原容许应力法的弹性状态设计改按承载极限状态设计，大家对容许应力法有淡漠趋势。而实际上，极限法是在等截面简支梁试验基础上获得的，设计者需注意根据实际情况合理选用，有些方面还必须用容许应力法，还有的范围要受到限制。

2、桩筋及桩长设计注意事项

(1)桩筋设计目前采用极限法进行桩体抗弯筋设计，但是对桩体抗裂还没有明确要求，说法不一，因此，还有待于进一步研讨。对于基桩各截面的配筋，从理论上讲，应根据桩内弯矩包络图进行计算布置。通常是根据最大弯矩处进行配筋，从桩顶一直伸到最大弯矩一半处下一定锚固长位置，减少一半配筋再一直伸至弯矩为零下一定锚固长位置。采用这种方式．对于摩擦灌注桩。桩体受力及节省工程费用等方面来看都是合理的。首先，节省大量钢筋；其次，减少了底部断桩处理的难度，减少扁担桩发生机率；再次，钢筋笼少，受桩长的变更而变更。

(2)桩长设计桩长计算采用的是容许应力法，最大竖向力应按容许应力法要求计算，不需考虑极限荷载组合系数。

3、桥台配筋注意事项’在老桥桥台破坏最多的城市，破坏主要表现在桩基、台身、台帽、耳墙等开裂，尤其是根部裂缝最多。导致出现这种情况是和一些因素有着密切关系的：

(1)台后顺桥向水平土压力对盖梁的水平弯矩造成了盖梁跨中附近侧面竖向裂缝；

(2)盖梁完工后与混凝土底模分开，以免增加白重；

(3)桥台在土压力、恒载、活载、梁反推力作用下，使盖梁发生扭剪破坏；

(4)桥台前移使有缝桥变成无缝桥，大梁就会对桥台背墙产生巨大推力去平衡台后的土压力，这两个力作用的结果导致了这样的情况。

五、桥梁结构设计的应该注意的一些事项

(一)加强对疲劳损伤的科学研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不仅会引起结构的累积疲劳损伤．同时也会引起结构的振动。桥梁所采用的材料实际也都存在着许多微小的缺陷，因此，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤。出现的裂纹得不到有效控制，还有可能带来更多的隐患。

(二)重视结构的耐久性问题

对结构耐久性的研究主要从材料和统计分析的角度来进行的，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注，在改善桥梁耐久性方面很少有人研究。因此，要努力将结构耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

(三)积极借鉴国外的经验和成果