桥梁设计原则解析

王睿

摘 要：桥梁作为一种能够跨越障碍、为车辆提供通行的建筑，在基础建设中占有十分重要的地位。由于桥梁建设涉及很多重要的技术问题，因此，其设计也涉及多方面的问题。那么，怎样设计经久耐用的桥梁？在桥梁设计中要遵循哪些基本原则？现对此展开详细的论述。

关键词：桥梁；设计原则；经济性；安全性

中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）20-0114-02

桥梁是基础建设中不可缺少的一部分，在经济建设、政治建设，甚至在国防建设中都占据着很重要的地位。为了桥梁建设的优质和高效，我们在桥梁建设中必然要遵循一些重要的原则。“万物皆通”的原则是不存在的，原则之下不一定会产生大量的优秀作品，却能够杜绝一些非优秀作品，可见原则的必要性。

1 适用性原则

在桥梁设计中，适用性是遵循的首要原则。我们常常看到这样的现象：相对落后的偏远乡村有着现代化的桥梁，而现代化城市中的桥梁却破破烂烂，或在经济发展较快的地区，现代大桥上却只有稀稀落落的车辆通过。这就是桥梁建设与现代化发展不相适应的表现，也就是没有把握好桥梁建设的适用性原则。设计桥梁时需要考虑以下几方面的问题：①桥梁现在和未来的车流量。设计桥梁时，我们要充分考虑桥梁是否经久耐用、桥面宽度是否满足当前及在规划使用时期内的交通流量，特别是大、中桥梁的设计，更要充分考虑这方面的问题。②特定时期的需要。既要考虑和平时期经济发展的需要，又要考虑发生战争时国防方面的需要。③特殊地区的需要。比如在地震频发地区，桥梁的设计就要考虑到该地区地壳活动比较活跃，从而加强桥梁的抗震能力；如果桥梁被建在通航的河流上，那么，桥梁的设计就要满足航运的需要。因此，应结合各方面的需求来设计靠近村镇、水利设施和铁路的桥梁。④桥梁的承载力。为了不产生过大的变形和过宽的裂缝，在设计桥梁结构时，桥梁的荷载要适当，桥梁的入口处和出口处都要方便车辆的行进和疏散，尽量避免发生交通拥堵。此外，桥跨结构的下方设计要利于通航、泄洪和行人。

2 安全性原则

安全性原则在桥梁设计中也是非常重要的。如果桥梁建设没有遵循安全性原则，那么带来的危害是我们无法想象的。因此，安全性是桥梁设计时应该重点考虑的原则。驰名中外的赵州桥距今已有1 400多年的历史，是到现在为止最早、保存最为完整的一座古桥。赵州桥之所以经历1 400多年的风雨沧桑而依旧完好，说明其设计者在设计之初就非常重视桥梁的安全性。据史料记载，赵州桥选址非常合理。这种选址的合理性加强了桥基的稳固性，再加上堆砌方法新颖，且采取了很多严密的措施保证大桥的稳定性，正是这些安全因素保证了赵州桥的稳固、安全。要保证桥梁的安全性，就要保证整个桥梁结构及各个构件在制造过程中有足够的强度、运输的过程中有足够的刚度、安装时有足够的稳定性、使用过程中具备一定的耐久性。

但目前，无论是在国内，还是在国外，桥梁安全性差、耐久性差的现象随处可见，主要原因有以下三方面：①对桥梁设计理论和构造体系等方面的考虑还不够全面。一些设计人员在设计桥梁时，往往因为考虑得不够周全，以致不少桥梁在设计时虽然满足设计规范强度，但是使用仅仅十几年，甚至几年，就出现了安全问题。②一些设计人员在设计桥梁时仍旧采用传统的设计思维，无法紧跟时代的发展来更新自己的安全设计理念。桥梁设计时要考虑不同的环境、不同的使用条件、不同的设计对象，这些因素中任意一者发生变化，桥梁结构体系的布局和构造要求就会相应地发生变化。设计时，如果设计人员没有充分考虑桥梁使用时期的实际性能，却偏重设计建成时桥梁结构的负载能力和服务能力，对随着时间的推移而产生质量越来越低劣的现象缺乏足够的认识和考虑，从而导致安全事故的发生。③因存在很多人为因素而使桥梁质量没有达到规范要求，比如偷工减料、以次充好、管理腐败等现象在桥梁施工过程中大量存在；“豆腐渣工程”频频出现，使桥梁的安全性无法得到保障；突然垮塌事故在桥梁建筑工程中也不止一次出现过。惨痛的历史教训告诉我们，在桥梁设计时，要将安全性原则列为重点考虑的对象，将人民群众的生命财产安全时刻放在心上。此外，在设计时，要综合考虑各种环境因素，比如风雨因素、化学反应因素、风化因素、超载现象、地震等外在影响因素，更要重视桥梁结构的耐久性。

3 经济性原则

所谓“经济性原则”，即为用最少的人力、物力获得最大的收益或成果。但是，有些地方的桥梁在建设时，考虑更多的如何提高当地政府的政绩，而忽略了桥梁建设的经济性原则。因此，我们经常可以看到很多世界一流的桥梁，在设计、建设时打破了某一项新纪录，但这些桥梁建成之后的使用情况却很少有媒体报道。为了降低施工费用，在设计桥梁时，设计人员要尽量设计出满足快速施工需要的方案，从而缩短工期、减少开支。同时，要提前将桥梁投入使用。这样，不仅可以减少费用，还可以增加运输方面的收益。桥梁设计还要考虑到日后的维修可以不中断交通，尽量做到不封闭施工。这样不仅有利于桥梁的维修和养护，而且也可以减少相应的费用。另外，尽量减少因维修引起的经济效益的损失，特别是那些收过桥费的桥梁。

4 美观性原则

在考虑了桥梁的适用性原则、安全性原则和经济性原则后，还要考虑桥梁设计的美观性。桥梁不仅仅是交通运输中的重点建筑，也是城市环境和自然环境的点缀品，能够起到美化环境的作用。在因地制宜的基础上，一座桥梁应该具备漂亮的外形、优美的装饰，既能达到桥梁自身的和谐，又要与周围环境协调一致。对于城市桥梁，尤其是游览区的桥梁，更要考虑桥梁的美观性原则，因此，设计人员在设计桥梁时，应结合自然环境，精心构思设计方案。此外，桥梁设计人员还应认真学习、借鉴国外桥梁设计的先进技术和先进理念，跟随时代的发展，不断更新自己的设计理念。

5 可持续发展性原则

在设计桥梁时，要贯彻“适用、安全、经济、美观”的原则。纵观世界著名的桥梁，无一不是遵循了这些原则才建成的。在桥梁设计时，要充分考虑桥梁的环境保护、生态平衡等因素，保证人与自然的和谐发展。此外，桥位选择、桥跨布置、墩身外形等因素也很重要。只有全方位考虑基础方案、上部结构施工方案、施工组织设计方案，全面考虑桥梁建设对环境的影响，建立环境监测保护体系，才能实现桥梁的可持续发展，才能保证我国桥梁建设事业的高效、健康发展。

6 结束语

桥梁设计原则在桥梁建设中具有极其重要的作用，对建设高质量的桥梁起着关键性作用。桥梁的设计应该遵循适用性原则、安全性原则、经济性原则、美观性原则和可持续发展原则等。希望在这些原则的指引下，我国能够设计出更坚固、更科学、更安全的桥梁，为经济建设提供更多的优质建筑。

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〔编辑：刘晓芳〕