桥梁设计有何讲究？为何会出现异常抖动？河海大学桥梁工程研究所教授解说“桥知识点”

交汇点讯 “桥梁设计需要考虑哪些因素？难点何在？有的大桥为何会发生异常抖动？”随着沪苏通长江公铁两用大桥闪亮开通运营，关于桥梁设与建造的一些“知识点”也引起读者关注，河海大学土木与交通学院桥梁工程研究所教授袁爱民对此进行了解说。

“桥梁设计需要考虑安全、适用、耐久、经济、美观等因素。”袁爱民介绍说，桥梁设计的难点在于，桥梁结构工程要选择最合适的桥梁结构形式实现跨越，要寻找在极端恶劣环境中把桥梁修建成功的方法。跨度超千米的桥梁设计，需要特别注意的地方很多，具体问题要具体对待，普通会遇到的问题包括抗风、抗震、抗温度等。至于桥梁设计所需要的时间，与桥梁结构复杂程度有关。简单的桥设计有标准图可利用，一般几个月可搞定，而复杂的桥从工程可行性研究到施工图设计，少则三五年，多则十几年。

桥梁的长度是如何确定的？袁爱民解释说，桥梁的长度要考虑桥梁纵断面坡度、桥下通航、桥下界限、引桥工程量等因素。桥墩间的距离有多个指标来表征：墩与墩中心线之间的距离称为标准跨径，墩与墩边缘称为净跨径，支座中心线之间的距离为计算跨径，桥墩之间的距离可以通过测量仪器计算得出。

“公路桥有好几种款式，不同的款式有不同的特点和优势。”袁爱民一一进行解说。一是梁式桥，一般用于中、小跨径桥梁，结构简单，施工方便。二是拱桥，主要用于跨径500m以内的桥梁，与其他同跨径梁相比，弯矩、剪力、变形较小。三是刚构桥，受力状态介于梁桥和拱桥之间，适用于跨度300米以下的桥梁。四是斜拉桥，其受力特点是主塔、主梁承受弯矩和轴力，斜拉索受拉，由于斜拉索的弹性支承主梁弯矩较小，结构刚度较大，塔柱、主梁、斜拉索的相互配合提高了斜拉桥的跨越能力，因此它适用于跨度400米～1500米之间的桥梁。五是悬索桥，特点为主缆和吊索受拉，塔柱受压，主梁受弯，锚碇抵抗主缆的水平力，刚度较小，属柔性结构，因此在跨度800米～1500米之间的桥型中具有竞争力，而在1500米以上的桥型中则是一枝独秀。

沪苏通公铁大桥为何设计成双层公铁两用大桥？袁爱民告诉记者，沪苏通公铁大桥的桥址非常特殊，是沿海铁路、南京下游唯一的铁路通道，桥梁承受六线公路、四线铁路、三种交通方式。如采用单层布置，桥面宽度将达到65m,而采用双层布置，横断面布置紧凑，交通运输方式分离，结构整体受力更好，节约投资。

前不久，广东虎门大桥发生异常抖动，引起社会关注。“桥梁涡振是由于风荷载作用桥梁断面后，绕流在桥梁断面上形成涡旋，并交替脱落引起的振动。”袁爱民解释说，桥梁涡振属于自然现象，每座桥在风荷载作用下都会产生这种现象。当涡旋脱落引起的振动大于规范限值或人体感知范围（因人而异)时，桥梁振动就会引起舒适度问题，长期大幅振动则会引起疲劳问题。公路桥使用过程中还会出现钢箱梁疲劳破坏、吊索（杆）腐蚀疲劳破坏、混凝土开裂、预应力损失等问题，避免出现此类问题的措施包括采用新材料、新工艺、新技术等。

袁爱民表示，提升桥梁的承载力，设计阶段可从结构体系、横断面设计、材料入手，运营阶段则可以采用各种加固手段来提高桥梁的承载力。

交汇点记者 蒋廷玉 谢诗涵

编辑: 谢诗涵