城市桥梁设计中若干问题的探讨

【摘要】

为了缓解城市交通压力，城市桥梁逐渐成为城市道路交通中重要的组成部分。而城市桥梁设计对桥梁功能的发挥有着非常重要的影响作用。文中从城市桥梁的设计特点出发，对当前城市桥梁设计中常见的问题进行一定剖析和探讨，并给出了相应的解决方案，给相关城市桥梁设计提供了一定参考。

【关键词】城市桥梁设计；设计特点；存在问题；解决对策

中图分类号： K928 文献标识码： A

【引言】

桥梁在城市建设中的普遍应用，丰富了市容市貌，给人们的视觉带来更多更美的享受。然而在设计时，对设计依据、新桥型的选用、耐久性、过桥管线、桥面排水、结构抗震等一系列问题考虑不够全面透彻，很容易导致桥梁施工或使用过程中发生一些安全问题，给人们的生命财产安全带来损失。因此，对城市桥梁设计中存在问题进行探讨显得十分重要。

1、城市桥梁的设计特点

城市桥梁设计受到很多因素的影响，它不仅要满足基本的城市交通要求以及道路规划设计，还会受到城市布局、占地以及接线高度等限制，同时周围建筑物以及地下管线等因素也会对设计产生一定影响。因此，城市桥梁的设计除了要满足其跨越功能之外，还要满足景观、规划、管线、周边建筑等一系列边界条件的要求。使之能与周边的地物能和谐相处，做到与环境协调一致，真正能融于“城市设计”之中。

比如城市桥梁设计中由于地下管线较为复杂，桥梁的跨径、下部结构布置等都会受到一定的影响。桥梁桩基的位置以及桩基承台的高度在受限的情况下则经常采用异形承台、大跨度承台等样式。又如城市桥梁的设计在洪水位高度、城市路网等因素影响下，桥梁的标高、跨径组合等重要的结构体系选择均要受到较大程度的限制。

2、城市桥梁设计中存在的几个问题及对策

2.1、城市桥梁的设计依据

受地物影响及人们审美要求的提高，近年来在城市桥梁的建设中出现了较多新颖的上、下部结构型式。如在人行过街天桥中采用柔细的钢管混凝土墩台结构，在上承式、中承式拱桥中采用单根或多根钢管混凝土管柱作为拱肋。钢管混凝土管柱由于周边钢板的包裹而具有较高的抗弯拉强度，同时在钢箍的作用下，核心混凝土抗压强度也有明显提高，但设计时缺少相应的桥梁标准，而只能参考建筑类标准。又如目前中小跨径桥梁中普遍采用的无梁板式结构系参照建筑工程中无梁楼盖的作用，将原本受力明确的板梁与桥墩盖梁和二为一，外观上趋于轻巧，但墩顶梁板的受力则变得复杂。这方面的结构计算在市政桥梁的相关规范中均没有指明，因此有必要补充完善相关的规范依据。

2.2、城市桥梁新桥型的采用

我国现已能生产出堪与国外同类型先进产品媲美的大位移伸缩缝以及多向大位移支座，大坡度支座也已在实践中经受住了考验。板式橡胶伸缩缝、碎石弹性接缝、型钢组合式伸缩缝等一系列产品的出现及性能的稳步提高，为各种跨径桥梁提供了不同的伸缩量。同时多向位移支座及坡形支座的出现，也极大地满足了宽桥、大坡度桥的上部结构的位移需求，因此上部结构向下部结构传递较小的水平力，给下部结构的设计留下了充分余地。轻巧、美观的桥墩设计不仅节约了宝贵的城市用地，同时也给城市市貌增添了一份色彩。如近年来城市立交区内采用的钢箱梁及钢砼叠合梁桥，由于施工中搭设支架少、施工时对现状道路影响较小，且造型更加轻巧美观的特点，在城市立交中也得到较多应用。

2.3、桥梁结构设计耐久性问题

目前，国内桥梁设计者在设计时只重视桥梁的安全问题而忽视耐久性指标，只重视桥梁结构的建造而忽视结构的维护。桥梁也没有明确的使用年限，因此一般只能满付使用最初的几年，对后期养护维修的考虑偏少。而这往往给交通带来不利影响，引起不利的社会影响。

根据已建工程的相关资料，造成混凝土结构耐久性不足的原因有: ①桥梁设计的耐久性标准低，桥梁设计时主要关注桥梁的安全性，而没有对结构的耐久性提出具体要求；②施工过程片面追求工程进度，过于追求混凝土的强度和赶工期，使强度得到提升而桥梁耐久性却不足；③桥梁使用过程中缺乏正常的检测维修，很难发现桥梁在运营过程中存在的隐患，也无法采取相应的维护措施。

我国是一个幅员辽阔的国家，很多地区的经济发展水平存在一定的差异，各种混凝土在桥梁的使用情况非常普遍。因此，可以对桥梁混凝土的各种指标及结构构造进行必要要求和区分，比方说混凝土的水灰比、抗冻性、抗渗性、裂缝控制等多方面进行严格的要求和规范。施工时，还要对所使用的原材料的质量以及施工过程进行严格的控制，尽量减少混凝土性能的变化，从而有效地提升混凝土的质量，保证桥梁的安全性和耐久性。由于高性能混凝土具有较高的工作性、耐久性、稳定性以及强度，因此桥梁设计时宜尽量采用高性能混凝土和强度较高的钢筋设计，从而实现桥梁混凝土的强度提升，保证桥梁的耐久性。在我国，一些地区已经将高性能混凝土的研究和推广作为提升城市桥梁耐久性的有效对策。

2.4、城市桥梁管线过桥设计

过桥管线虽然是城市桥梁的附属设施，但对城市的生产生活有着重要的影响作用。而在工程设计实践中却经常出现过桥过线预留空间不足的现象。桥梁设计时，设计人员只有掌握了过桥管线的基本种类、数量以及规格等资料，才能够在设计时充分考虑管线，并为管线预留相应的空间及相关的必要构件等，从而避免管线设计的缺陷，造成二次施工对桥梁造成的损坏。随着城市人口不断地增长，城市需要进行不定期改造。如果原来的管道不能满足要求，则只能进行扩容，扩容后的管道通常会在桥体之外，给交通安全埋下隐患，同时也影响了桥梁的美观。如图 l 所示，给水管等过桥管线可从人行道下抽空的桥

图1 管线从人行道下抽掉的桥板位置中通过

板位置中通过或从挑出的盖梁管廊上通过。采用这种管线过桥方法可以保证管线与桥梁成为一个统一的整体，并将管线隐藏在桥梁内部，同时不影响桥梁的整体外观。

2.5、桥面排水设计问题

目前我国在进行桥面排水设计时存在的主要问题有：①桥面纵横坡设置不合理；②雨水口或泄水孔设置不合理；③排水设施构造细节不当。这些问题往往都会造成桥面排水不畅，造成积水，严重的还会影响行人和车辆的交通安全。

针对这此缺陷，笔者认为可以从以下几个方面进行设计:①根据计算雨水量，计算确定桥面排水管数量；②根据桥梁断面形式确定排水方式；③注重构造细节的处理；④注重与景观设计协调。桥面排水是桥梁工程的附属构造，在实际设计中常常被忽视，但不处理好往往影响桥梁本身的使用，还很容易引起桥梁自身的景观，造成的后果往往也是人们所预料不到的。因此应让雨水第一时间通过集中排水流出桥外，同时辅以桥面散排，避免桥面积水，影响通行安全。

2.6、城市桥梁的抗震设计

城市桥梁抗震设计中存在的主要问题就是桥梁结构的整体性和延性不够。桥梁的整体性是提高桥梁强度的有效途径，而桥梁延性则是防止桥梁在地震中倒塌或者断裂的保障。

合理的桥梁抗震设计要求桥梁具有良好的强度性能以及延性要求，具体原则如下：选择合适的建筑场地是保证桥梁抗震性能的前提，在选择场地的时候要避免选在地震过程中可能会出现地基失效的松软区域，地基的基础要相对坚硬，尽量选择远离地震断裂带，否则极易出现地震震害。此外要保证桥梁具有良好的整体性，增强桥梁自身的强度，在地震发生的时候减少零碎构件的掉落。结构宜设计成对称形式，让结构均匀地承受地震力，避免在强烈震动作用下，出现单侧倾覆的现象。提高桥梁结构的延性一般可通过设置塑性铰或者采用减隔震支座来实现。以达到耗散能量，延长周期达到减少地震力的目的，这是避免地震中出现脆性破坏的最佳方式。

为了安全起见，引入桥梁延性抗震设计和能力保护原则设计，并对桥梁进行减隔震设计，同时增加桥梁局部细节设计和抗震构造措施设计。设置多道抗震防线，在地震发生时，当一道抗震防线遭到破坏后，还有另外其他的防线进行保护，这样才能有效地避免地震引起的桥梁坍塌现象。

【结语】

总之，从一定意义上讲，城市桥梁代表了一个城市的经济发展水平及现代化程度，而城市桥梁的设计往往起着决定性的作用。如何在城市现有条件下设计出符合性更好的桥梁是摆在每一个设计者面前需要解决的现实问题。从工程全局的角度出发，以城市参与者为着眼点控制好每一个设计细节，往往能从根本上解决城市桥梁的各种工程问题，创作出更多更好的精品工程。

【参考文献】

[1]上海市政工程设计研究总院，城市桥梁设计规范[S]，中华人民共和国住房和城乡建设部，2011

[2]中交公路规划设计院，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]，中华人民共和国交通部,2004

[3]同济大学，城市桥梁抗震设计规范[S]，中华人民共和国住房和城乡建设部，2012

[4]杨忠信，对目前城市桥梁设计中一些问题的探讨[J]，科技信息，2008（15）

[5]谭超,曾嵛,关于城市桥梁结构性和景观设计问题的认识[J]. 知识经济,2013,13