桥梁设计基本原则|桥梁工程概论

桥梁结构是土木工程结构的一种，具备土木工程结构的基本属性。这些基本属性包括以下几方面：

（1）结构都是用当时常用的建筑材料所建成，各具有特定的型式和构造，能满足一定的功能；结构除了能保持其自身存在外，还应能安全承受自然界和人类活动所施加的各种作用或荷载（参见第三章）。

（2）结构所提供的使用功能，对于社会的稳定和有效运行具有很大作用，而结构的损毁或破坏则会使社会受到巨大损失，因此，保证结构安全是十分重要的；可是社会所能为结构支付的人力和物力都是有限的，所以，又必须讲求经济。

（3）结构形体庞大、功能不同、构造各异，固定在地面不同位置，其规划、设计和施工的构思需因时因地而异，逐个进行。

（4）结构散布在社会各处，与人类活动密切相关，且期望的使用寿命长，其是否耐久，是否美观且与周边环境协调，是否环保，就必须受到重视。

因此，桥梁结构的设计应满足结构安全，功能适用，投资经济，造型美观的要求，同时也要注重构造耐久，建造环保。简而言之，应遵守安全、适用、经济、美观的基本原则，并考虑耐久、环保的影响。

桥梁的安全（safety）既包括桥上车辆、行人的安全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年限内，在各种环境影响和人为作用荷载下，应具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，这是对每一座桥梁的基本要求。(www.xing528.com)

桥梁的适用（serviceability）要求包括：能保证行车的通畅和舒适；桥梁的通行能力既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；对跨越河流的桥梁，考虑地质水文条件，以不妨碍通航或桥下交通为前提，制定出合理跨度；位于或靠近城市、村镇等的桥梁，还应当综合考虑桥头和引桥区段的环境和发展。

在安全、适用的前提下，经济（economy）是衡量设计技术水平和做出方案选择的主要因素。桥梁设计应体现出经济特性。对于重大的桥梁工程，应基于先进的设计理念，开展概念设计和全寿命设计，通过多方案比选，详细研究技术上的可行性和先进性，以及经济上和管养上的合理性。这样，才能对桥梁的建造消耗（材料、机具和劳力）、施工（方法、费用、工期）、技术发展（新结构、新材料、新工艺）和长期使用（养护维修、加固等）等因素进行统筹考虑，得出合理的经济结论。

在安全、适用和经济的前提下，尽可能使桥梁具有优美的造型，并与周边环境相协调，是桥梁建筑美学（aesthetics）的基本要求。合理的结构造型和布局、正确表达力的传递、保持建筑风格与周围环境的协调，是体现桥梁美感的主要因素。对一些特定的桥梁（如位于城市或风景区的桥梁），可适度考虑桥梁建筑的艺术处理，但不应采纳虚假浮华的结构造型，不应追求繁琐浪费的细部装饰。

对桥梁耐久性（durability）的基本要求是：在使用年限内，桥梁一般只需常规养护维修就可保证正常使用。但随着桥龄的增长，耐久性问题会逐步显露出来；因此，需要从设计层面，考虑不同构件的耐久性差异，加强构件的可控性（可检、可养、可强、可换），尽量减少养护维修给日常交通带来的不利影响。

为满足社会的可持续发展要求，环境保护（Environmental protection）正在成为桥梁设计的基本原则之一。在设计层面，需要采用先进的设计理念和方法，优化结构设计，增强耐久性，保护自然和人文环境，以达到节能降耗、延长桥梁使用寿命的目的。

上述桥梁设计的多项基本原则，互为关联，且受到社会、经济、交通、技术、艺术等的影响。因此，桥梁设计往往是多约束条件下的整体优化。