探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略

在大跨度桥梁设计中,需要注意的设计要点主要表现在三个方面,分别是大跨径斜拉桥、大跨度悬索桥以及拱桥等的设计要点。其中,大跨径斜拉桥的桥梁跨度较大,与此同时,其承载能力和稳定性都比较佳,拉索型结构极大的增强了其跨越能力。从其结构构成来看,主梁、斜拉索、塔柱是其主要组成部分,在设计此种类型的桥梁时,需要按照分段组合方式来将各构件进行组合,以便形成形状和结构不同的桥梁工程。索面的设计需要参考桥梁的最大承受力,最好是设计平行或者是双斜的索面,拉索可以不采用固定的锚碇。当河面的跨度是200m到800m之间时,最好是设计大跨径斜拉桥。在我国的山区地带,由于受到自然环境的影响,在设计桥梁时一般会设计大跨度悬索桥。这种桥梁的构成原件相对较多,比如主缆、锚碇、加劲梁以及塔柱等。由于山区地形常常沟深谷宽,所以桥梁的跨度通常都比较大,在设计桥梁时一般会多设计一个塔柱,也即两个塔柱,以便其更好的支撑桥身。在搭设塔架时,常用到的材料是钢筋混凝土,为了将塔柱固定在桥梁的两端,需要利用塔柱将整个桥体分成三个部分。这三个部分不是均等的,而是按照一定比例划分的。在设计中跨时需要遵循的比例尺是2:1,在设计边跨时需要满足4:1的长度比值,设计垂跨时需要满足的比例尺条件时1:6或者是1:7。在大跨度悬索桥设计中,设计人员要立足实际情况,合理确定桥塔的高度,并按照实际需求灵活调整。拱桥在我国的存在时间较长,其结构主要是钢筋混凝土,拱桥的优势特征十分明显,其拥有较强的承载力、实用性以及经济性,并且在建设过程中,其花费的时间较短。在跨径比较短或者是V字形地形中,比较适合建设的桥梁形式是拱桥。在设计拱桥时,会将着眼点置于实体拱肋与桁式拱肋上,实体拱肋与桁式拱肋二者之间的设计要点如表1所示。2.优化策略在大跨度桥梁主梁优化设计中,首先,要优化主缆的动力,无论是斜拉桥还是悬索桥,其桥梁的跨度都比较大。并且由于这两种形式的桥梁工程的桥面相对柔软,因此其阻尼值相对较低。当外在环境发生巨大变化时,其拉索容易发生大幅度振动,因此,必须对其进行优化处理。其次,是要对加劲梁的横截面进行优化处理,最好是在桥梁设计中多采用钢梁,尽可能减少混凝土与钢梁的混合使用。再者,是要对桥墩和基础进行优化,在大跨度桥梁中,基础与桥墩是主要的支撑结构,是桥梁下部分结构的重要构件,桥梁的稳固性主要是由桥墩和基础决定的。因此,在设计中,需要进一步优化桥墩和基础的位置,合理确定两者之间的数量,并对其结构形式进行优化,只有这样,才能够有效增强大跨度桥梁的稳固性和耐久性。并且在设计中,工作人员还要综合考虑桥墩与基础对桥梁、上部结构以及下部结构的综合影响。通常情况下,大跨度桥梁的结构都比较复杂,在设计中要面临的变量很多,并且其大部分结构是高次超静定的结构。由此在设计中,设计人员很难以掌握全面的信息,在桥梁的整体设计中,其面临的阻碍较多。为了进一步实现桥梁的总体优化,在设计时需要通过局部优化的方式来达到整体优化的目的。在评判桥梁的质量好坏时,更多的是从整体着眼,考虑更多的是桥梁的使用效果和运作情况。在对大跨度桥梁进行整体优化时,需要将重点放在桥梁的造价、动力性能、施工工艺、结构以及景观设计等方面。争取通过改善桥梁局部的性能,来实现对桥梁的整体优化目的。一般而言,在确定大跨度桥梁的上部结构时,需要立足实际,综合考虑施工工艺、技术以及桥梁的整体承受能力和工程造价等情况。比如,在上部结构的跨径和结构形式的选择时,不仅要看到其操作上的便利性和施工工艺上的优越性,还要考虑其跨径、桥梁高度、深沟桥梁的高跨比例以及船只的行驶条件。在进行上部结构的深入设计时,为了增强大跨度桥梁的整体性能,需要对桥梁的上部结构进行优化。一般而言,在大跨度悬索桥梁工程中,需要对悬索桥锚碇进行调整优化。在优化锚碇时,自锚式的应用具有一定的限制条件,必须要在地锚式不能使用的前提下,才能使用自锚式。在斜拉桥梁工中,随着大跨度桥梁跨度的增加,桥梁工程所受到的收缩徐变和非线性条件的影响会越来越突出。在优化索力时,需要将重点放在指定受力和位移状态上。索力优化如图1所示。在设计桥梁墩台塔吊结构时,常使用的技术是翻模施工技术,这种施工技术需要在平台上固定模板支架,然后借助塔吊来运送并拆卸模板,最后进行上层模板的安装与测量。在翻模施工技术中,模板与平台是彼此独立的,为了将其连成一个统一的整体,需要在后期阶段付出更多的努力。为了进一步优化墩台塔吊结构,不仅需要将模板与平台分离开,还要合理布置施工平台,施工平台的间距一般是5m。并且由于墩台塔吊一直是做直线运动的,为了简化施工过程并提升大跨度桥梁的整体质量,需要让墩台塔吊一直处于直角坐标系中。摘要：近些年来,建筑企业的建造技术随着科技的不断发