设计构思论文：桥梁设计的构思与实践诌议

方案构思原则

从现场实际条件出发，提出满足工程功能性、耐久性、经济性的解决方案，并根据“环保和可持续发展”的新的设计理念，在造价允许的范围内，对设计方案进行评估，最终确定一个可行的，且功能、造价、景观、环保等各方面相对比较均衡的设计方案。方案优化设计吉林大道设计线路为沿着黑水河东侧的山体通过。对于依河傍山的道路设计，路线中线的具体位置定于何处，无论是偏向山还是偏向河，中线一点点的变化都会引起很大的工程量的变化。在这种条件下，目前国内最为常见的设计方案为沿山修建道路，切割坡脚，开挖路堑，并对开挖面进行边坡人工处理，这是依河傍山线路的惯常做法。一方面，路堑开挖这种工程活动会改变山体斜坡内的初始应力状态，使坡脚剪应力更趋于集中，开挖的人工边坡切断斜坡岩体的各种结构面，破坏了边坡的稳定性，一部分山体会向河流滑动，会留下滑坡的隐患；此处崖壁由中分化的板岩或砂岩构成，由于岩体的差异风化，斜坡本来已是凹凸不平，如果加之裂隙水的作用，开挖后斜坡表层岩石会发生经常性的岩屑、岩石顺坡滚落现象，特别严重时会诱发大规模的崩塌现象。另一方面，此处山势陡峭耸立，如果要开挖路堑，那么刷坡面积非常大。该地段山体绿化覆盖率非常高，这些高原生长的自然植被生长期较长，成活困难，高原脆弱的生态系统一旦破坏则不可再恢复，不仅视觉非常丑陋，而且会对生态环境留下永久的遗憾。另一种可行的方案是将线路外移，顺山势、顺河流建桥。桥梁紧贴山崖，环绕而建。这种方案能够避免对原有山体的破坏，不仅在视觉上和谐美观，同时也可达到保护生态的目的，但是桥梁方案每平方米的工程造价要比路堑开挖的方案高出2倍多。在同样满足功能性的情况下，对比两种设计，如果仅仅以建设时的经济性为出发点，桥梁方案的资金投入确实是高于路堑方案，路堑方案无疑是最应当选择的，但是建成后的弊端也是显而易见的。通过以上的分析，路堑开挖后，一旦诱发次生灾害，危害行车安全，带来的损失是无法估量的。如果对次生灾害进行二次处理，那么投入也是巨大的，反而得不偿失。本着体现“环保和可持续发展”的设计新理念，设计时选择了顺山建桥、以桥代路的设计方案。这样一来不仅可以最大限度地把工程环境的影响减到最低，而且可以得到较好的景观效果。
桥梁方案的技术设计
因为线路要绕山而行，所以在此段线路形成两处平曲线，分别为R=500m的圆曲线和R=180m、缓和曲线Ls=25m的平面曲线。为了缩短设计周期，简化施工程序，最大程度地降低工程造价，桥梁布孔采用“弯桥直做”的方式，上部采用20m简支桥面连续的预应力空心板，该跨径的空心板在吉林大道其他桥梁也同时应用，可以方便地进行模块化预制（图略）。全桥共11孔，分3联布置，全长226.54m，横桥向布置9片空心板梁，桥面总宽12m。下部采用桩柱式墩台，墩柱直径1.4m，墩高6~12m不等，基础为钻孔灌注桩，桩基直径1.5m。以上的布孔方式，使得该桥的第1~3跨处于R=500m的圆曲线内，第5~7跨位于半径R=180m、缓和曲线Ls=25m的平曲线内。共需“弯桥直做”6跨。“弯桥直做”是指在曲线桥梁的设计中，用中小跨径的预制直梁代替弯梁，平面以曲线的弦线形成折线形布置，墩台径向于曲线布置，然后通过调整边板的悬臂板长度、护栏和人行道的平面位置，来形成平面曲线线形。因为墩台是径向布置，所以每片预制板梁的长度是不相等的，则有：（式略）其中，L为每片板梁外侧边缘的长度(不含悬臂部分,悬臂用来形成圆曲线)；R为圆曲线半径；d为圆曲线至每片板梁外缘的垂直距离。计算最外侧板梁时，d的值即为梁体悬臂板的宽度，计算第二片板梁时，d的值即为外侧板梁（含悬臂）的宽度，以此类推可计算出任一板梁的长度。缓和曲线段的计算思路与此类似，兹不赘述。
结语
乔格•西拉斯（JorgSchlaich）曾经指出“土木工程以最低的代价满足一系列的功能，那么它只能得到它所应该得到的陈旧的标准化解决方案。”对于本设计来说，路堑开挖就是标准化、模式化的解决方案，是最方便、最保守的，但不一定是最合理、最适用的。吉林大道顺山桥通车运营两年多的时间里（图略），取得了很好的社会效益。它的设计虽不甚复杂，但从新的设计新理念出发，提出了现阶段来看较为合理的解决方案，希望能为今后类似的工程提供一点参考。

• 参考文献：http://www.zhazhi.com/lunwen/sjlw/qlsjflw/38372.html
  
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