关于桥梁结构优化设计的探讨

    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 

　　

1.1 桥梁设计缺乏先进的理论基础和完善的结构体系 

　　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，会严重影响桥梁的安全。

 

　　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时
俱进的设计理念就尤为重要了。

 

　　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一个系统结构，设计人员要用动态思维去解决面临的发展技术问题，
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的完整性。

 

　　

1.2 桥梁结构的可靠性和耐久性问题 

　　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
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能。

 

　　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结构各部分不同程度的
损伤和劣化，有些桥梁仅用

10 年左右的时间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、材料等角度采取措
施来加强结构耐久性。

 

　　

1.3 桥梁结构的疲劳损伤问题 

　　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，超载也是导致桥梁结构疲劳损伤的重要原因。

 

　　

2 桥梁设计中应注意的具体问题及解决方法 

　　

2.1 设计地基高度的调整 

　　地基是桥梁施工中最重要的工作之一，地基高度的不合理，给桥梁结构建设带来很多