公路橋梁中大跨度橋梁設計研究論文
摘要：隨著我國交通行業的不斷發展，公路橋梁工程項目逐漸增多，且對公路橋梁的施工質量提出了更高的要求。所以本文主要探討了公路橋梁中大跨度橋梁設計，以此實現大跨度橋梁設計水平的不斷提升。
關鍵詞：公路橋梁;大跨度;橋梁設計
隨著公路橋梁技術水平的不斷提升，大跨度橋梁工程逐年增加，在公路橋梁設計過程中，大跨度橋梁是其重要組成部分，與公路橋梁的使用息息相關，所以保證公路橋梁大跨度橋梁設計質量至關重要。所以在大跨度橋梁設計過程中，應充分考慮各項因素，并抓住大跨度橋梁設計要點，并對橋梁結構進行合理優化，進而保證大跨度橋梁安全。
1 大跨度橋梁設計的設計要點
1.1大跨度斜拉橋設計要點
大跨度斜拉橋具有許多的優勢，包括穩定性以及承載能力強，且具有較強的跨越能力。大跨徑斜拉橋主要由三部分組成，包括主梁、索塔以及斜拉索，在拉橋概念設計過程中，對于這三部分，設計人員通過合理的組合，將其組合成漂浮體系、半漂浮體系、塔梁同結體系以及剛構體系等。在對橋梁索面進行設計過程中，可以將橋梁索面設計成單索面、豎向雙索面、斜向雙索面以及空間索面。斜拉橋拉索具有自錨特征，多數斜拉橋的斜索是自錨體系，只有在如主跨很大邊跨很小等特殊情況下，少數斜拉橋才采用部分地錨式的錨拉體系。一般情況下，將大跨度斜拉橋結構應用在200-800m之間的河流或者峽谷橋梁建設中。
1.2大跨度懸索橋設計要點
懸索橋是大跨度橋梁的主要類型之一，它由許多部分構成，包括主纜、吊索、橋塔、加勁梁以及錨碇等，一般情況下，將大跨度懸索橋梁應用在跨徑大、高度高的山區橋梁建設中。在懸索橋設計過程中，將橋塔作為橋身支承，因此應設計兩個橋塔，并利用兩個橋塔，將懸索橋分成中跨以及兩個邊跨，同時設計人員合理確定邊跨的長度，通常將中垮和邊跨設計為2:1或者4:1，對于懸索橋的垂直比，也可以設計為1:6，也可以設計為1:7，具體應充分考慮橋塔高度。
1.3拱橋設計要點
在我國，拱橋是一種使用時間較長的橋梁類型，在現代拱橋設計過程中，為了使其能夠充分發揮功能，可以采用鋼筋混凝土結構的拱橋，并結合混合類型拱橋，目前現代拱橋主要以一種拱橋結構為主，即鋼管混凝土結合鋼筋混凝土拱橋。這種拱橋結構具有一定的優點，如施工簡單，承載能力強等，在跨徑較短、且V字形峽谷中，可以采用拱橋結構。.
2大跨度橋梁設計的優化對策
在公路橋梁設計過程中，應加強對大跨度橋梁設計進行合理的優化，使得大跨度橋梁設計方案更加的科學、合理，能夠增強大跨度橋梁結構的穩定性、安全性以及耐久性，同時通過大跨度橋梁設計，還能夠給增加跨度橋梁設計的經濟性，具體的優化內容表現在以下幾個方面：
2.1 索塔的結構優化
索塔結構的優化是大跨度橋梁設計優化的重要組成部分。在索塔結構優化過程中，主要進行兩部分的優化，一部分為塔的受力合理性進行優化，另一方面對塔高進行優化。對于塔高，應保證最佳，若塔過高，就會增加施工難度以及施工成本，反之，則會增加主梁以及拉索的'受力，并降低拉索工作效率，因此對塔高優化非常重要。但是需要注意的是對于塔高的優化，需要結合其它部分，充分考慮各種因素。另外還應加強纜索毛骨性、纜索形式以及錨固定的分布等等，不斷提高大跨度橋梁設計水平。
2.2斜拉索或主纜的動力優化
在大跨度橋梁設計過程中，出現如斜拉一懸吊混合體系、全索橋等新型的橋梁結構，這些新型橋梁結構的屬于柔性結構，主要由纜索進行支承。外部環境對拉索使用會產生一定的影響，使其發生大幅振動。例如在大風天氣，大風會引起拉索的自激振動以及數據共振等，進而引進錨固端疲勞，進而降低拉索的使用壽命。所以應加強斜拉索或主纜的動力優化設計。
2.3索力調整優化
橋梁的跨度越大，其收縮徐變以及非線性條件會越顯著，因此為了改善這一問題，可以嚴格控制斜拉索力以及施工時的立模標高，進而實現對主梁用力和線性的有效控制。目前對于索力調整的理論研究，國際橋梁界主要確定有以下幾個方面：
(1)對指定受力索力進行優化，也可以對位移狀態下的索力進行優化，優化方法主要包括兩種，一種為零位移法，另一種為剛性支承連續梁法。(2)可以采用彎矩平方和最小法，對約束的索力進行優化，也可以采用彎曲能量最下法進行。(3)采用索量最小法，對有約束的索力進行優化。(4)影響矩陣法，通過該方法的合理應用，能夠對活載、預應力以及約束邊等影響進行計算，同時還可以獲得不同加權優化結構，而且該方法不僅可以用于索力的調整，還應確定索結構合理狀態。
2.4橋墩及基礎優化
在橋梁建設過程中，橋墩是其重要的組成部分，同時也是受重的主要部分，所以在橋梁及基礎設計過程中，應合理選擇橋梁建設工藝及材料，同時在橋梁設計之前，應對橋梁所選地質進行充分的考察，分析橋梁地質區域的水文地質條件，獲得準確的數據，并以此為根據，合理的設計橋梁橋墩以及基礎，并對設計進行優化處理。
3結語
總之，隨著我國公路橋梁建設不斷增多，大跨度橋梁建設也逐漸增加，因此其設計以及施工水平，對橋梁質量和安全具有直接影響。所以在大跨度橋梁設計過程中，應根據具體的實際情況，結合相關的規范，合理的進行大跨度橋梁設計，把握大跨度橋梁設計要點，同時應對大跨度橋梁設計進行不斷的優化，包括索塔的結構優化、斜拉索或主纜的動力優化、索力調整優化以及橋墩及基礎優化，以此不斷提高大跨度橋梁設計水平的提升，以此促進我國公路橋梁建設長久、穩定的發展。
參考文獻
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