桥梁结构优化设计

更新于 2026年10月13日 版权声明
三、桥梁结构优化设计

桥梁结构优化设计与景观优化设计相协调。大跨度桥梁往往是某一区域或某一城市的标志性景观。但对于大跨度桥梁,由于其受力较大,其造型也应当以结构受力合理为重心进行选择。可是受力合理的结构不一定美观,美观的结构也不一定受力合理。因此,设计时应尽量使桥梁结构优化设计与景观优化设计相协调,力求选择经济、受力合理、美观的桥梁形式,寻求桥梁功能美与形式美的统一。美观的不确定性可以通过模糊数学理论解决,使桥梁美观因素得到定量分析。

(一)桥梁美化

桥梁出于结构和美学的考虑,除了双层桥以外,在斜拉桥上实网梁比钢桁梁用得更多。在复合斜拉系统中,悬索之间的距离很小,可以使桥梁更加轻巧,只要桥梁的横梁不少,桥梁就十分稳定。

1.钢箱梁的运用

在斜拉桥钢箱梁的交接部分,单箱或者双箱式梁已经运用到了大跨径桥梁上。钢板梁和钢桁架结合,交界处的形状通常是梯形或六边形,主要是出于空气动力学的考虑。另有一种用在钢筋混凝土混合梁上的形式——薄板边梁同交叉梁的混合形式。在上海修建的跨径为602 m的杨浦大桥使用的就是双网边梁。

2.箱式设计(https://www.daowen.com)

在近期修建的预应力混凝土斜拉桥上,梯形或者长方形的箱式设计是最普遍的。但是在上文提到的混合梁大桥当中,有时候采用的是纵梁连接横梁和斜拉的锚锭混合的形式。当边跨比主跨短得多的时候,主跨为钢壁梁,延伸到边跨则用混凝土梁,这种形式从20世纪70年代以来已被广泛采用。

(二)构架式梁

双层桥建筑多采用构架式梁,许多日本的桥梁就采用这种形式。因为适合斜拉桥和其桥塔的可水平移动的支持系统的选择性很大,所以现代斜拉桥的桥面支撑系统形式多种多样。这种设计可考虑在震荷、气温以及合理的桥梁横向位移允许的范围内来进行。

(三)PC斜拉桥(脊背式桥梁)

脊背式桥梁曾经风靡日本。外观上,它与斜拉桥的样子很相似。这种桥梁,其缆索的功能是以很大的离心率来承受外部的预应力。其外观与斜拉桥相似,不同点就是它的桥塔比较矮,桥梁很厚。

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