橋樑結構設計
正文
根據建設單位的橋樑設計任務書，按照橋式方案設計所選出的橋型而進行的結構設計。設計內容 ①構造布置和擬定尺寸。按照已選定的最優橋式方案，進行詳細的構造布置和擬定全部尺寸。②結構分析。對已確定的結構體系，擬定符合結構實際受力狀態的計算圖式。然後按照設計規範中規定的各類荷載(見橋樑荷載)，採用多種手段（手算、電算、模型試驗等）作靜力分析,求出結構各部的內力,並根據橋樑所處的環境(如地震區、海灣或峽谷風口區等情況)，必要時作動力分析。③檢算結構的安全性和使用性能。根據所求得的結構各部內力,按照有關規範的各種規定(如容許應力、容許撓度等),檢算結構各部件和聯結構造的強度、剛度、穩定性和耐久性。④施工方案編制。包括對施工方法的擬訂、施工組織及預算的編制等。由於技術複雜的橋樑（如超靜定的預應力混凝土橋）造價和工期都受施工方案的影響，在結構設計階段均要求做好本項工作。
設計規範 橋樑設計必須遵照有關的技術標準和規範。標準和規範是隨著科學技術水平的提高和發展而不斷進行修改、補充和訂正的，因此它反映一個國家在該學科領域內的水平。中國現行的橋樑設計規範有：鐵道部1975年試行的《鐵路工程技術規範(第二篇，橋涵)》；交通部1981年頒布的《公路工程技術標準(JTJ1－81)》及1985年頒布的《公路橋涵設計通用規範(JTJ021－85)》等四本(JTJ022-85、JTJ023-85、JTJ024-85)等。
設計規範一般包括設計總則、荷載、各種材料的技術條件要求和各種容許數值、各類結構的構造要求和檢算方法等。規範中的條文，有些屬於法規性的，必須遵照；有些是在總結以往實踐經驗，以及在理論和科學試驗研究成果的基礎上所制訂的當前最合理的規定，一般也不得違反。
設計方法 大體有三種：容許應力法、破壞荷載法、極限狀態法。①容許應力法。多年來，各國一直採用以彈性理論為基礎的容許應力設計法。中國目前除預應力混凝土橋外，仍按此法設計。容許應力法的各種計算荷載的數值基本上是協定的，並考慮了各種荷載的最不利的組合。在確定材料的容許應力時，考慮了材料的力學性能、構件的受力特點、荷載的組合以及施工方法等。對鐵路橋樑，疲勞強度常起控制作用，各種基本容許應力，實質上是以此為依據的。對於出現次數較少的附加或特殊荷載組合，可以把容許應力提高20％乃至50％。②破壞荷載法（見破壞強度設計法）。中國鐵路預應力混凝土橋樑從50年代開始製造起，就是引用此法進行設計的。但此法只能驗算構件的強度和穩定性。對於使用的性能,如疲勞強度和變形計算,鋼筋混凝土構件的裂縫計算，仍需採用容許應力法去解決。③極限狀態法（見極限狀態設計法）。1978年的《公路預應力混凝土橋設計規範》採用此法。1985年頒布的《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範(JTJ023-85)》,對鋼筋混凝土和預應力混凝土結構，已採用半機率極限狀態設計法。極限狀態法不僅考慮了結構的安全性，而且還研究了它的使用性能。極限狀態分為承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩大類。承載能力極限狀態是指工程結構臨近喪失承載能力的狀態，例如：整個橋樑的傾覆；由於主要構件控制截面的破壞，或者由於受壓構件失穩，或者由於偶然的嚴重事故造成局部損傷，從而使整個結構或它的大部分處於即將倒塌狀態；以及多次往復作用的列車車輛荷載所造成的疲勞破壞等。正常使用極限狀態是指工程結構不能再按原設計要求正常使用的狀態，例如：橋樑結構的變形（撓度或轉角）過大，可能影響行車和旅客舒適；鋼筋混凝土橋樑的裂縫過寬，要影響結構的耐久性；構件截面尺寸較小（相對於其長度），將使結構的振動過大等。
參考書目
中國建築科學研究院:《建築結構設計統一標準》,建築工業出版社，北京，1985。
