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桥梁设计的基本目标
日期:2017-2-10 15:28:07 作者:钢结构检测 来源:本站原创
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    桥梁设计的基本目标是安全、实用、经济和美观。安全性和实用性是优先级目标。

 

    桥梁结构的安全性主要体现在以下几方面:一是应有足够的强度、稳定性和疲劳承载力;二是注意抑制基础冲刷和防止桥墩受撞击;三是要求结构具有足够的延性和冗余度,以抵抗极端事件(地震、船撞、火灾等)情况下的倒塌破坏。桥梁结构的安全性要运用力学原理,并依据规范中的极限状态设计方法进行验算。

 

    桥梁的实用性包括:使用性、适用性、耐久性和可维护性等方面。使用性一般来自于业主的要求,包括车道数、车道宽度、荷载等级、坡度、跨度等;适用性包括对结构刚度、行车平稳性、视野、桥面抗滑、排水等方面的要求;耐久性和可维护性着眼于运营期的混凝土劣化、钢筋锈蚀、裂缝宽度、长期变形、桥面铺装的耐磨,以及运营管理中的种种技术对策。

 

    桥梁设计的另外两个目标是经济性和美观性,指桥梁建设及维护成本,以及在生态、美观和人文等方面的要求。这些要求很难通过规范或规程加以具体规定,但需要将有关环境保护法规、技术政策、美学效果和工程经验纳入设计之中;此外,业主最为关注的是在预算和计划工期内完成桥梁建设,并尽量减少使用期内的维护成本。

 

    安全性和适用性(作为实用性要求中的一部分)的定量表达,经历了漫长的发展时期。最初(19世纪50年代之前)的桥梁设计多依靠经验和直觉,随着力学理论和试验科学的发展,结构设计原理和可靠度理论相结合而成为工程结构规范编制的基础,目前的桥梁规范已人容许应力法发展到极限状态设计方法,使桥梁结构的安全性和适用性建立在更为理性的基础上。

 

    安全性和实用性可以通过各种极限状态加以衡量;安全性和经济性之间的调节砝码是安全因子(可靠度);经济性和美观性考验设计质量;实用性和美观性综合反映出服役质量。

 

    桥梁的经济性一般包括建造成本、运营成本、拆除费用,以及因建桥引起交通模式改变所带来的损益。桥梁生命周期成本的效率要通过总体规划与概念设计来实现。

 

    建造成本则体现在正确选择结构体系、横截面形式、基础形式和施工工艺方面,如果仅从节省材料角度来优化截面尺寸,则往往得不偿失,会带来安全度的降低。运营成本体现在年度检查和保养,以及周期性的维修。拆桥事件一般发生在道路规划有改变、通行荷载超出原殳计标准、维护或维修费用过度增加等情形下。梁建造成本是投资者最关心的内容之一,一般包括:建设管理费、设计费、施工建造费和监理费,有时还要预留必要的咨询及专题科研费。

 

    桥梁既是“结构”,也是“建筑”。因此,桥梁的观赏性要同时体现在抽象的结构形式,以及结构与环境的相互关系之中。对桥梁美学的追求,应体现在对造物主的敬畏心态之中。

 

    总之,桥梁的内在质量,需要通过极限状态设计加以保证;桥梁的外在质量,则更多地体现在工程的经济性以及与周边环境协调和美观程度方面。

 

文章出自桥梁动静载荷试验www.zjlq.net,转载请注明。


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