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摘要:桥梁作为基建中的重要组成部分,一直以来都在人们的生活中扮演者不可或缺的角色,如何平衡桥梁设计中的经济性与实用性,一直是摆在桥梁设计者面前的难题,笔者在本文就桥梁设计中的经济性与实用性进行了分析,旨在更好地为广大的桥梁设计者提供帮助。
关键词:桥梁设计;经济性;实用性;应用;
桥梁在满足人们的日常出行需求的同时,还要满足正常的交通运输需求,这就要求桥梁设计者在对桥梁进行设计的时候,除了要考虑使用性能外,还要考虑经济性,在保障桥梁能够安全运转的前提下,合理的降低投资成本,这能够有效地节约社会资源,将有限的资金投入到更多的基建上,从而提高人民的生活水平质量。
1.桥梁设计的注意因素
桥梁是各个道路项目的衔接,在设计方案上必须具备较高的实用性和实时性,为此,就要对桥梁的承重和荷载情况进行科学合理的设计,全面掌握桥梁所在地的地质地貌和气候环境,并深入分析可能会存在的地址灾害,如:泥石流、雪崩、山体滑坡等,根据实际的情况来对桥梁设计的不合理之处进行调整,确保其后续投入使用后,能够正常使用并进行维护。其次,桥梁设计者还要注重桥梁的美观性,可以适当的在桥梁设计中融入当地特有的美学特征。最后,要注意桥梁设计的经济性,不可盲目追求视觉效果,从而造成不必要的资金浪费。
2.桥梁设计中的经济性
2.1功能性设计
考虑到不同的出行需求,桥梁设计者在进行设计时会根据实际的情况,对桥梁进行不同的功能性设计,比如:在设计立交桥的时候,桥梁设计者需要同时考虑到车辆的上下行问题,确保交叉口处的桥梁路径面跨越口直径能够满足通行需要,此外,路径面跨越口直径过大会造成资金的浪费,过小又容易出现安全事故,因此桥梁设计者在对桥梁进行功能性设计的同时,要将桥梁的经济性融入到设计理念中,提升设计水平,科学合理的对桥梁进行设计。
2.2选取合适的设计方案
科学合理的桥梁设计方案可以有效的降低建设成本,为此可以从以下几个方面来选择桥梁设计方案:
2.2.1抱箍设计
为了使桥梁具有更高的实用性和安全性,桥梁设计者应对设计方案中的抱箍压力、螺旋拉力、荷载承重、静摩擦力等问题进行深入分析,确定其能满足日后的正常运转需求和后续的施工要求,确保设计方案的经济性。
2.2.2支架设计
支架作为桥梁的重要组成部分,承载了大量的负荷,又因其在施工建设过程中耗时较长,施工成本高,需要消耗大量的建筑建材,为了确保桥梁的经济性,设计者必须选择最合适的桥梁设计方案,确保所选用的建设材料都能够做物尽其用,降低材料浪费问题的发生。
2.2.3剪力销设计
与前两者设计方案相比,在剪力销设计方案中,剪力销作为桥梁的主要承载结构,由于其受力情况与支架设计方案和抱箍设计比起来,具有较低的复杂性,施工难度低,相应的施工成本也降低了不少。
3.桥梁设计中的实用性
3.1拱式桥设计
拱式桥梁的主要承重部位是拱肋,通常选用对砼、钢筋等材料作为建设原材料,因此具有建筑材料消耗低、施工难度低的优势,并具有较好的跨越性、耐久性和美观性,因而被广泛的用在各种桥梁设计中。然而,拱式桥设由于自身的特点,在实际的使用中会产生一些缺点,例如:建设地基过高时,选用拱桥式设计会给通行车辆带来不便,影响了拱式桥设计的实用性。
3.2钢架桥设计
钢架桥设计主要采用墩台结构和桥跨结构整体相连的建设方式,多使用钢筋和作为钢架桥设计的主要建设材料,在实际的使用过程中,钢架桥设计具有桥梁外型尺寸较小、桥下空间较大的优势,其与拱式桥设计相比,砼的消耗较少。然而钢架桥设计方案在施工建设中,会消耗较多的钢筋材料,同时,使用较多的超静定结构,导致次内力大量出现,从而造成施工成本的增加。
3.3斜拉桥设计中
斜拉桥梁的主要承载结构有塔、索、梁等,其在设计时,必须考虑到钢筋,砼等材料的消耗问题,同时还要对钢索的拉力和承重进行精准测量,从而保障中、大型斜拉桥梁的安全性和实用性。斜拉桥梁与其他的桥梁设计方案比起来,具有跨度大、稳定性好、防风性好、梁体尺寸较小的特点。此外,在实际的施工建设中,斜拉桥梁不需要使用集中锚定来对桥身进行建设,施工难度低。同时,斜拉桥设计中也存在一定的缺点,由于其在设计时应用了较多的超静定结构,使得设计人员需要进行大量的计算工作,另外由于斜拉桥设计多用于跨海或跨山建设,涉及到的高空作业较多,因此使其在实用性上具有一定的劣势。
3.4梁式桥设计
梁式桥设计的主要建设材料也是钢筋和砼,主要用在中、小跨径桥梁的设计上。其能够根据所在地的地形地貌特征进行了调整,具有很好的匹配度;梁式桥设计的整体工程规模较小,在整体形象的设计上较为简单;由于钢筋和砼在梁式桥的结构建设上占据了很大的比例,使得其与其他的桥梁设计相比,具有更好的耐久度;梁式桥设计是我国最早开始使用的桥梁设计方案,人们在漫长的摸索中得出了较为完善的施工技术。另外,梁式桥设计的缺点是跨度和自重成正比,且自身的承重结构较差,让其的实际使用范围受到了一定的限制。
4.提升桥梁设计经济性和实用性的措施
4.1综合性考虑
桥梁设计者在设计桥梁时,需要对桥梁设计的技术方案、经济性、实用性和安全性进行综合考虑,然后在结合桥梁工程所在的地形地貌,合理的选择匹配工程地的设计方案,规避因设计方案不合理、不完善而造成的经济损失和安全事故,提升桥梁设计的整体设计水平。
4.2健全桥梁设计理论
科学合理的桥梁设计方案需要健全的桥梁设计理论作为设计依据,设计方案在兼顾安全性、科学性、可实施性和牢固性的同时,还要满足经济性和实用性,将设计技术与施工工艺完美结合,提高施工效率,缩短工期,从而降低施工成本。
4.3做好桥梁设计的监督管理
建设单位除了要重视桥梁设计方案外,还要做好桥梁设计的监督管理工作,要充分考虑桥梁设施与其他道路工程项目的衔接性、操作性,在事前要对桥梁工程所在地的实际情况进行考虑,合理设计桥梁墩形架构、跨度等问题,确保桥梁设计的经济性和实用性。
5.结束语
综上所述,为了提高桥梁设计的经济性和实用性,设计者要根据地实际情况,综合考虑桥梁项目所在地的地形地貌、气候特征、以及整体的施工成本和当地的交通运输情况,因地制宜,科学合理的选择合适的桥梁设计方案,在保障桥梁安全性和实用性的基础上,合理的降低施工成本。
参考文献
[1]侯世栋.桥梁设计中经济性与实用性的应用[J].江西建材.2016(03)
[2]冯友成.经济性与实用性在桥梁设计中的应用[J].黑龙江交通科技.2015(03)