文档介绍：公路桥梁结构设计研究
摘要:公路桥梁是一个国家交通运输的主要形式之一，对国家经济发展、社会进步有重要作用，桥梁的规模水平彰显国家经济基础和技术能力。基于此，本文先提出基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架，再指出桥梁性能设计的根本原则，并从几方面对公路桥梁的结构性能展开分析，最后给出了相对应的性能目标，希望对未来公路桥梁结构设计有一定的借鉴意义。
关键词:公路桥梁;性能设计理念;框架;原则;性能标准
公路桥梁是一个国家交通运输的主要方式之一，有利于经济发展和社会进步，而其规模水平彰显出国家经济基础和技术能力。自1990年代初至今，关于国内公路桥梁的建造发展迅猛，公路桥梁总数达67万架，比如江阴大桥、苏通大桥等著名特大型桥梁。关于公路桥梁的设计和建造，涉及多门学科，其发展水平依赖于桥梁技术的进步。工程技术制度标准是所有建筑建造的约束规范，其基于的理论系统能投射出建造水平的高低。就力学方面而言，公路桥梁架构设计手段由应力允许设计→磨损阶段设计→极限设计的发展，设计采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系数靠经验判断。最近几年以来，一些经济发达国家逐步展开对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计的研究，来强化交通设施的建造水平。除此之外，这种理念和手段的转变促使基于使用寿命的可持续发展制度规范的构建和完善，为我国桥梁建造技术在世界占据一席之地奠定基础。
1基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架
以性能设计为基础的结构设计是以性能目标为依据，尽量达到该目标的设计总和，也就是基于设计制度规范、稳定的结构、合适的规划，来确保工程各细节设计，监控工程质量与后续维护，保障工程结构在某段使用时间内受到外部压力时，磨损程度低于某个极限状态，结构功能高于标准范围下限，同时还要具备可修护至性能目标的功能。性能设计要考虑使用寿命内各结构的性能标准，同时要求客户和设计者全面掌握，进而选择各设计、施工、维护手段来保证实现预期性能目标。因此，所谓的性能设计理念是指所设计的建筑结构在寿命内、在各外部压力情况下，能始终保持预期的性能目标，具体可表示为以下几点:(1)根据结构功能与客户需求来明确性能标准，也就是所谓的性能目标构建(尽管各需求差异较大，然而需要大于社会或行业的基本标准);(2)选择一定的设计、施工、维护手段来调节性能目标;(3)判断考核各性能指标，确保设计的结构能符合所有的性能目标。以性能设计为基础的结构设计除了保障社会人身安全之外，还需考虑后期磨损引起的成本费用，需最大限度地实现结构设计的预期性能目标，即使用寿命的标准需求，这些是性能结构设计最近几年迅猛发展的关键所在。所以，该结构设计方法需要整个设计过程基于使用功能的实现，并非采取传统设计、建造模式，其是性能结构设计区别于其他传统设计的独有特点。基于性能设计理念的公路桥梁结构设计的标准框架见下图1所示，该层次结构图中的第一层“目的”是结构设计社会层面的目标，也就是性能设计的根本目的;第二层“性能要求”是工程的实际功能需求，也就是按照功能对根本目标进行细分;第三层“性能水准”是功能实现的检验原则和检验标准，有明显的强制性;最后一层“验证方法”是功能实现检验手段。其中符合性能标准的手段被称作实现手段，其不受强制约束，