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摘要：道路桥梁的安全、耐久以及健康性不仅体现了施工设计人员的智慧与审美观点，也意味着该桥梁能否经得住时间考验，是否值得世人回味。道路桥梁结构设计应坚持因地制宜原则，也就是要结合建设单位公布的市政桥梁设计方案，积极学习外国先进技术，引进一些成熟的新结构、新型设备以及新材料与新的施工工艺，严格按照施工设计总则、荷载以及每种材料技术条件要求等各项施工设计部规范及其技术标准，采取合适的设计方法，尽可能的规避主管因素可能给施工设计造成的影响。本文对道路桥梁结构设计要点进行了探讨。
关键词:道路桥梁;结构;设计要点
中图分类号：S611文献标识码： A
一、道路桥梁结构设计现状分析
道路桥梁设计因其牵涉面比较广，所以是一个较为复杂的系统工程。只有将丰富的理论知识运用到里面才能防止主观经验因素给设计带来的不利影响。市政桥梁设计期间常会遇到各种各样问题，其中最为明显的不良倾向主要表现在以下几个方面：第一，施工设计对强度因素的考虑胜于对耐久性的考虑；很多设计单位较为重视强度的极限状态，却把使用极限状态忽视掉，然而桥梁结构属于整个生命周期里最为重要的使用性能表现；经常会出现重视结构建造却将结构维护忽视掉的行为。实际施工过程中，很多市政桥梁设计期间，对于耐久性设计的关注仅仅限于关注一个表面上的概念，不仅缺乏明确的使用年限要求，还忽视了专门关于耐久性方面的设计。从一定程度上来讲，这些倾向是当前市政桥梁工程各种事故频发、结构的使用性能较差、使用寿命较短等不良后果的直接导火索；并且这些倾向普遍跟国际桥梁工程结构界所提倡的耐久性、安全性以及适用性等方面的设计原则相背离；此外也难以满足当前结构动态以及综合经济性方面的要求。
现阶段我国市政桥梁的设计理论与结构构造体系极不完善，市政桥梁的设计领域，尤其是市政桥梁施工以及使用期的安全性问题上仍然还有需要改进的地方。结构设计的第一要务便是选择一套经济且实用性强的结构力案；然后分析结构以及结构与其连接上的设计，并选出施工规范允许的安全系数、各种可靠性指标来确保结构的安全性。
很多设计人员过于侧重施工规范在结构强度设计上的各种安全度需要，却严重忽视了结构体系、构造、材料、维护以及结构耐久性和施工设计与施工过程到整个使用全过程方面常会出现的各种人为措施，没有从这方面着眼去加强并提高结构的安全性。
二、道路桥梁结构设计要点
1、满足结构混凝土耐久性的基本要求
由结构耐久性而引发了对桥梁损伤问题的关注，美国土木工程学会（ASCE）1995年发布的I40报告称：“对复杂结构系统在准确的极限状态，失效（损伤）行为和路经等方面的了解还存在很大的空白。”国际预应力砼协会（FIP）统计1951～1979间预应力钢材腐蚀损伤中应力腐蚀占75%，寿命大于5年的不足50%。
所有结构从材料、加工过程到使用期不可避免地会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素（荷载、温度、腐蚀等）作用下这些缺陷不断扩展和合并，形成宏观裂纹，对结构造成损伤而导致破坏，这些导致材料和结构力学性能劣化的微观结构变化称为损伤。
近些年来，不少桥梁发生倒塌的严重事故，造成很多不该有的人间悲剧。通过调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败，设计中的态度不严谨，计算错误等等都是造成桥梁出现安全隐患的重要因素。目前，桥梁设计的耐久性设计，常常只是作为一个参考价值，而不是具体计算出其应有的安全使用年限，更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实验研究。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使用性能差、耐久性差的严重后果，也背离了国际上对桥梁的结构的耐久性、安全性、适用性日益重视的发展趋势。
2、加强构造配筋
混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，反过来，裂缝的存在会增加混凝土渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级．混凝土耐久性不断下降的渠道。当混凝土开裂后，侵蚀速度将大大加快，形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止和控制混凝土的裂缝，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。《桥规JTGD62》突出强调了加强水平防缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用，提高了水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定，其指标都比老桥规有所提高，这是防止和控制收缩裂缝的重要构造措施。
3、在结构局部使用防腐材料
目前，我国大量地修建L=l6～25m的多跨现浇连续钢筋混凝土箱梁结构的桥梁，由于普通钢筋混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构，因而在负弯矩区总会出现负弯矩裂缝，鉴于负弯矩区裂缝是一种向上开口的“v”。形裂缝，桥面水容易渗入，遭受长期浸蚀后，负弯矩钢筋的锈蚀问题是应予以重视的问题。近年来，由国外引进的环氧树脂涂层钢筋已在国内生产，应用于一般钢筋混凝土负弯矩区的钢筋中，这对保证结构的耐久性无疑是很好的事情。再如，英、美等国的调查均发现锚头区有钢丝锈蚀问题，甚至发生过桥梁倒塌事故，因而张拉结束后立用环氧树脂砂浆封堵锚头可有效防锈。
4、加强桥面铺装层的防水设计
桥面渗水的排除和防渗漏问题，都将涉及到桥梁的耐久性问题，应引起格外的重视。桥面铺装防水层对桥面的防护有重要作用，必需精心设计与施工。桥面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网，防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料(赛柏斯)，都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续粱(或悬臂粱)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外，还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入粱内。高速公路桥面铺装的早期破损以及板梁铰缝漏水现象，引起了人们对桥面防水层施工工艺、材料的关注。选择合适的防水层型式不仅能起到良好的防水效果，保证桥梁主体结构的安全，还能延长桥面铺装的使用寿命和降低造价。优良的桥面防水层应具有如下特性：
（1）与桥面砼具有良好的粘结性，不起皮，不脱落。
（2）与沥青混凝土桥面铺装能粘结成一个整体。
（3）不透水、抗刺破，有一定的抗拉强度和延性适应变形。
（4）对桥面砼表面质量无特殊要求，施工方便易行。
5、加强桥梁抗震设计
近些年来，在我国乃至世界地震灾害频频发生，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏，为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度，有必要增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震的研究。
（1）体系的整体性和规则性
桥梁的整体结构要协调，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止構件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。不管是在平面还是在立体上，结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免突然变化。
（2）提高结构和构件的强度和延性
桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。
（3）强度安全度差异适中
能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件与不同破坏模式之间建立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑工程抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。
6、桥梁抗震加固技术
地震波传到地基，使桥梁因受地震的影响而引起垂直和水平运动，导致桥梁桥体也会因此产生垂直和水平运动。桥体结构同时增加地震的荷载惯性力，加大他的变形和受力。竖直的惯性力只对不对称的、双悬臂结构的桥产生较大的地震力。
（1）伸缩缝加固
设置拉杆是针对桥梁结构出现位移时的一种有效方式。其在限制结构位移的同时，也可在相邻框架间传递纵向地震力。他们之间的相互作用是复杂的，并不能用简单的弹性分析方法就能获得结果，基于伸缩缝相对复杂的模型进行的非弹性动力分析，表明他们的最大纵向位移可以通過一定的公式计算出来。另外，可使用的方式还有拓宽支撑面，螺旋连接等方式进行加固。
（2）落梁抗震加固
落梁抗震加固可以从两方面入手，一方面是纵向落梁的抗震加固，一方面是横向落梁的抗震加固。横向落梁加固方面通常采用钢丝绳横向连接加固，另外可用横向挡板方式进行加固。结构抗弯能力加固加固效果问题，与桥梁上部结构加固方法相类似，同时应确定上部结构强度在发挥出来时所需要的变位程度是否会落在桥台上，即地震是否被限制在纵向反应范围之内；上部结构是否有足够的延性承受等。此种方式主要从以下两个方面入手：提高强度问题：减少作用力。
三、道路桥梁结构设计应注意事项
1、分析结构系统可靠度
市政桥梁的结构系统可靠性是一项十分复杂的研究课题，很多学者从多个角度对此加以研究，并提出了一些相关的概念与方法。然而由于系统的可靠度分析与研究的内容较为丰富，难度系数又太大，因而要慎重考虑。
2、分析人为差错出现的问题并加以重视
很多结构失效现象并非是因桥梁的结构荷载与强度带来的不确定性引起的，相反的设计、施工以及使用等诸多环节出现的人为因素经常会导致一些不良现象的发生，由于该类事故很多，当前已经成为市政桥梁结构设计研究的热点之一。
2、对在役结构可靠性评估以及维修决策方面出现的问题加以重视
市政设计人员通过对在役建筑结构自身可靠性进行评估并拿出正确的维修决策已经成为当前建筑结构学类的一种边缘学科，它不单单涵盖结构力学和断裂力学已经建筑材料科学等方面的基础理论，还与施工技术以及检验手段和建筑物维修方面的使用状况等多方面有着非常密切的关系。与此同时在一些经典结构可靠性理论的应用下，关于在役结构可靠性评估取得了很大的发展。市政桥梁的结构设计离不开这些理论的指导，因而只有更加完善理论方面的知识，才能更好的应用到实践设计与施工中去。
结束语
我国道路桥梁的设计理论与结构构造体系尚不完善，很多方面都需要进一步的改进与完善。从某种程度上来讲道路桥梁设计属于系统性非常复杂的工程，不仅需要具备极其丰富的理论知识，还要尽可能的减少主管经验因素给施工设计造成的不良影响，只有全面规避一切不良因素，才能确保道路桥梁设计方案能够达到工程规划的要求，也才能为后期工程实际施工作业的开展指明道路。
参考文献
[1]张建仁，刘扬.结构可靠度理论及其在市政桥梁工程中的应用[M].北京：人民交通出版社，2013(8)．
[2]武芳，赵雷.市政桥梁结构可靠性研究的现状和发展[J].工程结构，2013(8)．
[3]吴海军，陈艾荣.桥梁结构耐久性设计方法研究[J].中国公路学报.2013(3).
[4]史娣.武汉站桥建合建结构桥梁设计的关键技术研究[J].桥梁建设，2013(6).
关键词:道路桥梁;结构;设计要点
中图分类号：S611文献标识码： A
一、道路桥梁结构设计现状分析
道路桥梁设计因其牵涉面比较广，所以是一个较为复杂的系统工程。只有将丰富的理论知识运用到里面才能防止主观经验因素给设计带来的不利影响。市政桥梁设计期间常会遇到各种各样问题，其中最为明显的不良倾向主要表现在以下几个方面：第一，施工设计对强度因素的考虑胜于对耐久性的考虑；很多设计单位较为重视强度的极限状态，却把使用极限状态忽视掉，然而桥梁结构属于整个生命周期里最为重要的使用性能表现；经常会出现重视结构建造却将结构维护忽视掉的行为。实际施工过程中，很多市政桥梁设计期间，对于耐久性设计的关注仅仅限于关注一个表面上的概念，不仅缺乏明确的使用年限要求，还忽视了专门关于耐久性方面的设计。从一定程度上来讲，这些倾向是当前市政桥梁工程各种事故频发、结构的使用性能较差、使用寿命较短等不良后果的直接导火索；并且这些倾向普遍跟国际桥梁工程结构界所提倡的耐久性、安全性以及适用性等方面的设计原则相背离；此外也难以满足当前结构动态以及综合经济性方面的要求。
现阶段我国市政桥梁的设计理论与结构构造体系极不完善，市政桥梁的设计领域，尤其是市政桥梁施工以及使用期的安全性问题上仍然还有需要改进的地方。结构设计的第一要务便是选择一套经济且实用性强的结构力案；然后分析结构以及结构与其连接上的设计，并选出施工规范允许的安全系数、各种可靠性指标来确保结构的安全性。
很多设计人员过于侧重施工规范在结构强度设计上的各种安全度需要，却严重忽视了结构体系、构造、材料、维护以及结构耐久性和施工设计与施工过程到整个使用全过程方面常会出现的各种人为措施，没有从这方面着眼去加强并提高结构的安全性。
二、道路桥梁结构设计要点
1、满足结构混凝土耐久性的基本要求
由结构耐久性而引发了对桥梁损伤问题的关注，美国土木工程学会（ASCE）1995年发布的I40报告称：“对复杂结构系统在准确的极限状态，失效（损伤）行为和路经等方面的了解还存在很大的空白。”国际预应力砼协会（FIP）统计1951～1979间预应力钢材腐蚀损伤中应力腐蚀占75%，寿命大于5年的不足50%。
所有结构从材料、加工过程到使用期不可避免地会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素（荷载、温度、腐蚀等）作用下这些缺陷不断扩展和合并，形成宏观裂纹，对结构造成损伤而导致破坏，这些导致材料和结构力学性能劣化的微观结构变化称为损伤。
近些年来，不少桥梁发生倒塌的严重事故，造成很多不该有的人间悲剧。通过调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败，设计中的态度不严谨，计算错误等等都是造成桥梁出现安全隐患的重要因素。目前，桥梁设计的耐久性设计，常常只是作为一个参考价值，而不是具体计算出其应有的安全使用年限，更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实验研究。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使用性能差、耐久性差的严重后果，也背离了国际上对桥梁的结构的耐久性、安全性、适用性日益重视的发展趋势。
2、加强构造配筋
混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，反过来，裂缝的存在会增加混凝土渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级．混凝土耐久性不断下降的渠道。当混凝土开裂后，侵蚀速度将大大加快，形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止和控制混凝土的裂缝，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。《桥规JTGD62》突出强调了加强水平防缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用，提高了水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定，其指标都比老桥规有所提高，这是防止和控制收缩裂缝的重要构造措施。
3、在结构局部使用防腐材料
目前，我国大量地修建L=l6～25m的多跨现浇连续钢筋混凝土箱梁结构的桥梁，由于普通钢筋混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构，因而在负弯矩区总会出现负弯矩裂缝，鉴于负弯矩区裂缝是一种向上开口的“v”。形裂缝，桥面水容易渗入，遭受长期浸蚀后，负弯矩钢筋的锈蚀问题是应予以重视的问题。近年来，由国外引进的环氧树脂涂层钢筋已在国内生产，应用于一般钢筋混凝土负弯矩区的钢筋中，这对保证结构的耐久性无疑是很好的事情。再如，英、美等国的调查均发现锚头区有钢丝锈蚀问题，甚至发生过桥梁倒塌事故，因而张拉结束后立用环氧树脂砂浆封堵锚头可有效防锈。
4、加强桥面铺装层的防水设计
桥面渗水的排除和防渗漏问题，都将涉及到桥梁的耐久性问题，应引起格外的重视。桥面铺装防水层对桥面的防护有重要作用，必需精心设计与施工。桥面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网，防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料(赛柏斯)，都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续粱(或悬臂粱)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外，还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入粱内。高速公路桥面铺装的早期破损以及板梁铰缝漏水现象，引起了人们对桥面防水层施工工艺、材料的关注。选择合适的防水层型式不仅能起到良好的防水效果，保证桥梁主体结构的安全，还能延长桥面铺装的使用寿命和降低造价。优良的桥面防水层应具有如下特性：
（1）与桥面砼具有良好的粘结性，不起皮，不脱落。
（2）与沥青混凝土桥面铺装能粘结成一个整体。
（3）不透水、抗刺破，有一定的抗拉强度和延性适应变形。
（4）对桥面砼表面质量无特殊要求，施工方便易行。
5、加强桥梁抗震设计
近些年来，在我国乃至世界地震灾害频频发生，公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏，为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度，有必要增强桥梁的抗震能力，加强桥梁工程抗震的研究。
（1）体系的整体性和规则性
桥梁的整体结构要协调，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性结构可有效防止構件及非结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。不管是在平面还是在立体上，结构的设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称，避免突然变化。
（2）提高结构和构件的强度和延性
桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下，提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。
（3）强度安全度差异适中
能力设计思想强调强度安全度差异，即在不同构件与不同破坏模式之间建立不同的强度安全度。通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑工程抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。
6、桥梁抗震加固技术
地震波传到地基，使桥梁因受地震的影响而引起垂直和水平运动，导致桥梁桥体也会因此产生垂直和水平运动。桥体结构同时增加地震的荷载惯性力，加大他的变形和受力。竖直的惯性力只对不对称的、双悬臂结构的桥产生较大的地震力。
（1）伸缩缝加固
设置拉杆是针对桥梁结构出现位移时的一种有效方式。其在限制结构位移的同时，也可在相邻框架间传递纵向地震力。他们之间的相互作用是复杂的，并不能用简单的弹性分析方法就能获得结果，基于伸缩缝相对复杂的模型进行的非弹性动力分析，表明他们的最大纵向位移可以通過一定的公式计算出来。另外，可使用的方式还有拓宽支撑面，螺旋连接等方式进行加固。
（2）落梁抗震加固
落梁抗震加固可以从两方面入手，一方面是纵向落梁的抗震加固，一方面是横向落梁的抗震加固。横向落梁加固方面通常采用钢丝绳横向连接加固，另外可用横向挡板方式进行加固。结构抗弯能力加固加固效果问题，与桥梁上部结构加固方法相类似，同时应确定上部结构强度在发挥出来时所需要的变位程度是否会落在桥台上，即地震是否被限制在纵向反应范围之内；上部结构是否有足够的延性承受等。此种方式主要从以下两个方面入手：提高强度问题：减少作用力。
三、道路桥梁结构设计应注意事项
1、分析结构系统可靠度
市政桥梁的结构系统可靠性是一项十分复杂的研究课题，很多学者从多个角度对此加以研究，并提出了一些相关的概念与方法。然而由于系统的可靠度分析与研究的内容较为丰富，难度系数又太大，因而要慎重考虑。
2、分析人为差错出现的问题并加以重视
很多结构失效现象并非是因桥梁的结构荷载与强度带来的不确定性引起的，相反的设计、施工以及使用等诸多环节出现的人为因素经常会导致一些不良现象的发生，由于该类事故很多，当前已经成为市政桥梁结构设计研究的热点之一。
2、对在役结构可靠性评估以及维修决策方面出现的问题加以重视
市政设计人员通过对在役建筑结构自身可靠性进行评估并拿出正确的维修决策已经成为当前建筑结构学类的一种边缘学科，它不单单涵盖结构力学和断裂力学已经建筑材料科学等方面的基础理论，还与施工技术以及检验手段和建筑物维修方面的使用状况等多方面有着非常密切的关系。与此同时在一些经典结构可靠性理论的应用下，关于在役结构可靠性评估取得了很大的发展。市政桥梁的结构设计离不开这些理论的指导，因而只有更加完善理论方面的知识，才能更好的应用到实践设计与施工中去。
结束语
我国道路桥梁的设计理论与结构构造体系尚不完善，很多方面都需要进一步的改进与完善。从某种程度上来讲道路桥梁设计属于系统性非常复杂的工程，不仅需要具备极其丰富的理论知识，还要尽可能的减少主管经验因素给施工设计造成的不良影响，只有全面规避一切不良因素，才能确保道路桥梁设计方案能够达到工程规划的要求，也才能为后期工程实际施工作业的开展指明道路。
参考文献
[1]张建仁，刘扬.结构可靠度理论及其在市政桥梁工程中的应用[M].北京：人民交通出版社，2013(8)．
[2]武芳，赵雷.市政桥梁结构可靠性研究的现状和发展[J].工程结构，2013(8)．
[3]吴海军，陈艾荣.桥梁结构耐久性设计方法研究[J].中国公路学报.2013(3).
[4]史娣.武汉站桥建合建结构桥梁设计的关键技术研究[J].桥梁建设，2013(6).