道路橋梁設計論文

1、道路橋梁設計論文1我國路橋設計理念的進展范立礎院士曾經(jīng)指出，我國多年來普遍采納的路橋設計理念 與歐美等先進GJ存在一定差距。比如，以經(jīng)濟、適用、安全、 美觀八字原則指導的傳統(tǒng)路橋設計偏重建設施工過程，輕視維 護治理；重視結(jié)構(gòu)強度，忽視耐久性。事實表明，這種相對短視 的設計理念使我國在路橋運營和維護檢修中付出了嚴峻代價。這 種設計理念主要是基于建設施工過程的，同時兼顧設計使用年限， 其嚴峻缺陷是沒有給予路橋的環(huán)境影響和使用壽命以足夠的重 視。與以往的設計理念不同，耐久性設計是基于全壽命周期 的設計。所謂全壽命周期，其定義是道路橋梁從規(guī)劃設計開始到 拆除的完整時間段。從時間長度上來看，全壽命周期不

2、僅包含設 計使用年限，還包含養(yǎng)護、維修、報廢、回收階段，是一個從 搖籃到墳墓”(fromcrdletogrve)的完整周期。采納耐久性 設計的最顯著好處是，在設計時考慮全局成本而非僅建筑施工 成本，從源頭上幸免出現(xiàn)路橋后期運營維護費用過大的隱患。保 證道路橋梁的耐久性使用需要設計、施工、運營和維護各階段的 投入，耐久性設計尤其強調(diào)要把周期性維護檢修的成本考慮 在內(nèi)。在耐久性設計中，后期維護的可行性及維護難度作為重要 因素被給予了較高的權(quán)重，這很有可能決定最終采納的設計方案。耐久性設計理念符合可持續(xù)進展觀念的設計理念，它以建筑 設施的整體使用性能為目標函數(shù)，符合設計初衷和RM的根本利 益。由于面

3、向全壽命周期,耐久性設計理念有時也被稱作全 壽命設計”。后者作為目前許多學者所推崇和提倡的學術(shù)概念， 其實擁有更廣泛的內(nèi)涵。全壽命設計思想是耐久性設計 理念的進一步進展，它要求設計人員不僅考慮建筑設施的使用性 能，同時還必須考慮道路橋梁對周圍環(huán)境的深遠影響，以環(huán)境效 益、社會效益、經(jīng)濟效益的平衡為最終衡量目標。2我國道路橋梁設計的實踐進展伴隨著設計理念的逐漸完善與進步，我國道路橋梁設計實踐 取得了長足進展。以進展的眼光來看，我國的路橋設計水平與發(fā) 達GJ的先進設計水平之間的差距在逐漸縮小，各地拔地而起的 大跨度橋梁、城市立交橋、山區(qū)公路與隧道表明我國的路橋工程 蓬勃進展。2.1計算機輔助技術(shù)的

4、深入應用與路橋設計水平的切實提高 在路橋設計過程中，利用專業(yè)軟件的快速優(yōu)化、仿真分析、 算法比較等功能或者計算機輔助設計（CD）軟件，可以大大優(yōu) 化道路橋梁的設計過程。CD的廣泛應用使得平面定線、縱斷面 設計、橫斷面檢查、平面調(diào)整等流程自動優(yōu)化進行，極大解放了 我國道路橋梁設計人員的生產(chǎn)力，減輕了他們的勞動強度。目前 國內(nèi)路橋CD軟件的進展呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢，先后涌現(xiàn)出 緯地三維道路設計系統(tǒng) 、路線大師”、EICD 、海地 等優(yōu)秀國產(chǎn)道路CD軟件及橋梁博士、“橋梁大師 、橋梁 通等優(yōu)秀國產(chǎn)橋梁CD軟件。CD軟件的普及不僅表明我國路 橋設計人員的從業(yè)水平坦體較高，而且表明我國的路橋設計已經(jīng) 初步

5、符合標準化設計的現(xiàn)代設計理念。隨著快速進展的計算 機技術(shù)被運用于路橋設計和施工，通過數(shù)值模擬與仿真分析，設 計師們能夠更精準地模擬路橋建筑過程中的各種工況、路橋建成 后的結(jié)構(gòu)、夕卜觀和功能，設施在臺風、地震及其他突發(fā)條件下的 運行表現(xiàn)，路橋設施對周圍生態(tài)環(huán)境的影響以及視覺交攵果，便于 方案在全壽命周期的時間尺度內(nèi)進行綜合比較。2.2智能檢測設備和無損檢測技術(shù)的應用與設計方案細節(jié)的 動態(tài)調(diào)整機制在路橋設計完成、施工完成、投入運行后，對路橋的定期維 護和修養(yǎng)就成為保證其使用壽命的關(guān)鍵。智能檢測設備和無損檢 測技術(shù)不僅可以使維護人員輕松發(fā)現(xiàn)裂縫和伸縮縫，及時進行維 修防護；而且這些設備技術(shù)還使工程的

6、遠程監(jiān)控治理成為可能， 從而降低運營成本。根據(jù)耐久性設計與全壽命設計的理 念，運營維護期間發(fā)現(xiàn)的問題一般會及時反饋給設計者，以便分 析成因，從而在以后的設計中有所借鑒。此外，針對保養(yǎng)維護期 間發(fā)現(xiàn)的問題，設計師們根據(jù)實際情況對設計方案細節(jié)往往會進 行動態(tài)的調(diào)整。例如，假設某所橋梁的整體設計壽命為100年， 然而各部件的使用壽命并不可能達到100年。根據(jù)物料特性， 橡膠支座壽命最多為20年，拉索壽命僅為15年，拉索的護套 壽命為18年，鋼結(jié)構(gòu)的最佳油漆保護期為15年。設計師在對 零部件進行替換、修理、加固時應該充分考慮到技術(shù)與材料的升 級換代，靈活調(diào)整原來擬定的加固方案。在傳統(tǒng)的路橋設計理念 中，設計工作是一勞永逸的：隨著施工完成、設備投入使用， 設計人員的使命就完成了。然而，在引入動態(tài)調(diào)節(jié)機制的全 壽命設計中，設計人員是始終負責的。及時地反饋和調(diào)整機制 不僅有助于提高設計人員的水平，更有利于維護道路橋梁的使用 壽命。3結(jié)束語無論在理論還是實踐上，改革開放以來我國的道路橋梁設計 都取得了長足的進展?？茖W決策理論、可持續(xù)進展理論、計算機 技術(shù)與現(xiàn)代檢測技術(shù)與路橋工程的學科交叉是促進這些進展的 深層原因。路橋設計師應當與時俱進，以