橋梁設計是橋梁建設的重要階段，影響着橋梁的使用壽命。

對于小橋涵來說，橋涵位置、孔徑、進出口形式以及加固與消能措施是決定小橋涵抗水災能力的關鍵因素。因此小橋涵設計，除了滿足線路走向外，同時要考慮橋下洩洪、通航或通車的要求。小橋涵應盡可能采用标準跨徑設計，以提高效率和減小風險。

對于大、中橋梁，特别是跨度大或技術複雜的橋梁，為了能在錯綜複雜的客觀條件下，比選出經濟實用且美觀的設計方案，需要在前期進行深入的調研工作。

一般來說，一座橋梁的完整設計流程，分為前期工作和設計階段。其中，前期工作包括預工程可行性研究（簡稱“預可”，下稱“預可”）階段和工程可行性研究（簡稱“工可”，下稱“工可”）階段。設計階段包括初步設計、技術設計和施工圖設計三個階段。下面，我們一起來看下橋梁設計的具體流程以及現代橋梁設計和養護方式。

前期工作

1.預可階段

預可階段着重研究建橋的必要性以及宏觀經濟上的合理性。

預可階段形成的預工程可行性研究報告書中，應從經濟、政治、國防等方面，詳細闡明建橋理由和工程建設的必要性和重要性，同時初步探讨技術上的可行性。對于區域性線路上的橋梁，應以建橋地點（渡口等）的車流量調查（計及國民經濟逐年增長）為立論依據。

2.工可階段

工可階段着重研究工程上的和投資上的可行性。

工可階段形成的可行性研究報告書是在預可行行研究報告審批後，在必要性和合理性得到确認的基礎上編寫的。

可行性研究報告書中，應包括橋位選擇，橋梁建設規模的确定，同時要解決橋梁和河道、航運、城市規劃以及已有設施的關系。

預可階段和工可階段都是為科學開展項目提供依據，避免盲目性帶來的嚴重後果。

設計階段

1.初步設計

初步設計工作文件應根據批複的可行性研究報告、測設合同和初測、初勘或定測、詳勘資料編制。主要内容包括：設計依據、設計指導思想、建設規模、技術标準、設計方案、主要工程數量和材料設計供應。征地拆遷面積、主要技術經濟指标、建設程序和期限、總概算等方面的圖紙和文字說明。

2.技術設計

技術設計是在已批複的初步設計的基礎上，通過具體調查、測量和計算進行的。主要内容包括：為協調編制拟建工程中有關工程項目的圖紙、說明書和概算等。經批複後的技術設計文件是施工圖設計文件和建設項目投資的依據。

3.施工圖設計

兩階段（或三階段）施工圖設計應根據技術設計批複意見、測設合同，進一步對所審定的修建原則、設計方案、技術決定加以具體和深化。在此階段中，必須對橋梁各種構件進行詳細的結構計算，并且确保強度、穩定、剛度、裂縫、構造等各種技術指标滿足規範要求，繪制出施工詳圖，提出文字說明及施工組織計劃，并編制施工圖預算。

三階段、兩階段和一階段設計

1）三階段設計：一般用于大型、複雜工程。

2）兩階段設計：一般的（常規的）橋梁采用兩階段設計，即初步設計和施工圖設計

3）一階段設計：一階段設計，即施工圖設計。技術簡單、方案明确的小橋，采用該種設計。

近年來，随着複雜的大型橋梁建設項目的增加，傳統的CAD二維設計，制約着橋梁施工設計的發展。現代三維BIM橋梁設計方法，利用強大的可視化建模功能，在較短的時間内高質量的完成大規模的複雜橋梁設計。

OpenBridge Modeler是針對橋梁模型創建而開發的一款參數化三維設計軟件，具有強大的設計建模功能，包括渲染和可視化、碰撞檢測、動态視圖、出鋼筋表和施工模拟等。可以利用強大的參數化截面圖模闆，自由創建複雜形狀的模型。其豐富的常用結構化和非結構化組件庫可以幫助設計單位簡化日常的橋梁建模工作、實現逼真的可視化效果并提供費用估算明細。

OpenBridge Modeler可用于鋼箱梁、斜拉橋、混凝土橋、懸索橋、人行天橋、鋼桁梁等三維設計。可根據地形、道路、入口坡道以及相關基礎設施來校準設計。您可以通過交通和施工模拟來節省工期。使用碰撞檢測功能可以減少圖紙設計變更，讓您避免不必要的返工，從而更好地控制成本。

此外，OpenBridge Modeler還有很多強大的功能：

1）采集場地和建築條件道路幾何圖形和拓撲

重複使用直接從 Bentley 道路産品(例如，GEOPAK、Bentley InRoads 或 MXROAD)中獲得的土木工程數據，并從 LandXML 文件導入道路信息和地面數據。

2）協調多專業的橋梁團隊

交換項目信息(其中包括橋梁幾何線形、材料、載荷、預應力鋼絞線模式和抗剪鋼筋)，從而加強決策。通過在整個橋梁生命周期過程中實時協作和共享、重複利用和重新創建數據，簡化工程設計的内容管理，最大程度地減少設計錯誤風險和施工問題。

3）設計橋梁并建模

通過運用多專業的創新可視化流程快速生成制定工程設計決策所需的信息，加速橋梁設計。利用數據的互操作性直觀的确定您設計的橋梁是否影響現有和設計項目中的元素。

4）生成橋梁項目交付成果

生成詳細報表。為剖面圖、立面圖和框架平面圖創建三維和二維工程圖。

5）執行橋梁碰撞檢測

通過執行與現有基礎設施橋梁結構的沖突分析來降低風險，從而節省時間、消除建築錯誤并降低項目成本。以三維或表的形式查看碰撞現象。檢測與加固鋼筋和其他嵌入件的碰撞檢查相鄰結構和道路之間所需的最小間隙。

OpenBridge Modeler軟件詳情：這一款三維橋梁建模軟件，工程人都愛用

近年來，我國一直在加強橋梁養護技術，提高橋梁檢測與評估的手段和技術。當前，橋梁養護主要包括以下内容：

1. 橋梁的檢測評估：按規定對使用中的橋梁進行定期檢測評估，及時掌握橋梁的基本狀況，并采取相應的養護措施。

橋梁的檢查與檢測主要分為：經常性檢查、定期檢測以及因特殊情況觸發的檢測。

經常性檢查的周期不超過一個月，由橋梁養護技術人員負責實施，主要用于檢查橋區的違章行為、交通事故以及特别嚴重的橋梁病害。

定期檢測的周期一般不超過3年。根據結構的重要性和複雜程度設置。定期檢測重點檢測橋梁的結構病害，由養護單位的總工負責實施。

因特殊情況觸發的檢測是指發現橋梁重大病害、地震、火災、洪水等災害後，為确定橋梁的技術狀态進行的檢測，由具有相應檢測實力的專業研究機構實施。

2.結構的養護：對橋梁結構以及橋梁的抗震設施進行養護，保障橋梁運行安全性及技術水平。

橋梁結構缺陷的主要表現形式是結構開裂，裂縫出現主要由以下三大原因引起：

1）強度不足，這是由于在荷載作用下而引起的；

2）收縮裂縫，這是由于自身的施工質量而導緻的，它是因為道路橋梁本身所承受的荷載能力已經大大超出而引起的；

3）其他方面的原因造成的。橋梁結構的剛度和強度除了會随着裂縫的出現而大大降低，也會受到外界環境的一些負面影響。如果空氣和水分滲入裂縫後，就會引起内部鋼筋鏽蝕，而降低結構的耐久性，直接導緻橋梁的使用壽命降低。

3.其他設施的養護：對橋梁的排水設施、防護設施、擋土牆和護坡、人行天橋的附屬物、聲屏障和燈光裝飾、調治構造物和橋頭搭闆等附屬設置進行養護和維修，以保證正常使用。　　

4.建立養護檔案：橋梁養護應以一座橋梁為單位建立養護檔案，内容包括：橋梁主要技術資料，施工竣工資料，養護技術資料，巡檢、檢測、測試資料，橋梁應急預案，橋梁自振頻率等技術文件及相關資料。

在我國道路橋梁養護工作中經常會遇到這樣一個共同現象：道路橋梁在建成後，所運用到的各種技術資料沒有及時歸檔，直接造成了道路橋梁養護人員手裡的資料不全，使橋梁的定期檢查工作不能及時到位。根據調查數據顯示，我國技術檔案資料不完整的橋梁大約有30%~40%，這對道路橋梁的養護工作帶來了嚴重的挑戰。

以上四大橋梁養護内容可以看出，橋梁養護對橋梁使用壽命的影響非常大。為了更好的做好橋梁養護工作，保證橋梁在使用期間安全正常的運行，我司研發了基于物聯網和LoRa等技術的橋梁養護平台，平台解決了早期橋梁養護平台出現的弊端，并已投入到花都區東風大橋、廣州市客村立交、珠海市省糧庫橋、河源市迎客大橋等橋梁中使用。下面，我們一起來看看，橋梁養護平台能做什麼，如何幫助橋梁養護。

橋梁養護平台簡介

平台以橋梁BIM模型作為内核驅動，集成橋梁竣工、運營、養護信息及圖文數據，實現橋梁基本數據的浏覽、查詢和統計，以及橋梁技術狀況、病害數據的可視化以及安全預警等功能。

下面，我們一起來看下橋梁養護平台的主要功能：

1.硬件系統——傳感器系統

1.1靜力水準傳感器

采用靜力水準傳感器（連通管原理）進行測量，當梁體産生豎向撓曲變形或者柱體産生不均勻沉降時，連通管内各測點的液壓也相應地發生變化，通過測量液壓的變化量可進一步求得橋梁關鍵部位的撓度或沉降值。

典型靜力水準系統組網及連接示意圖

1.2位移計

位移計可用于監測結構重點部位（如節點位置）變形，适配的傳感器包括LVDT式和振弦式。

位移計實物圖

1.3傾角計

傾角計可用于測量柱體/橋墩/梁體的傾斜。傾斜監測使用數字式傾角傳感器，可精确測量傾斜角度的變化。

傾角計實物圖

1.4應力/應變計

應力/應變計測量結構局部應變（應力），采用振弦式應變傳感器，其最大的優點是傳感器結構簡單，工作可靠，輸出信号為标準的頻率信号，非常方便計算機處理或代手段的電路調理。

振弦式應變傳感器

2.硬件系統——物聯網設備

物聯網模塊是整套物聯監測系統能夠運轉的核心部件，物聯網設備包含振弦物聯模塊、串口物聯模塊和物聯網網關三部分，其中物聯模塊負責傳感器數據的采集和數據發送，物聯網網關負責數據的彙集和雲端的數據同步。

2.1物聯模塊

物聯模塊

物聯串口模塊和振弦模塊

2.2環境溫濕度傳感器

物聯環境溫濕度傳感器

2.3物聯網關

物聯網關

2.4受電箱

物聯受電箱

2.5光伏市電互補供電單元

3.軟件系統

3.1物聯設備管理和數據分發平台

軟件系統為物聯設備統一管理和數據解析分發平台，該平台部署于阿裡雲，可為部署于現場的物聯設備提供登記、管理、數據解析（通訊協議轉換等）和數據多平台同步分發服務，方便後期設備的維護和管理。

3.2物聯結構變形監測系統軟件

數據應用平台為監測項目數據處理平台，平台功能包括監測項目管理、用戶管理、監測數據接收處理、監測數據分析處理、監測數據展示，用戶既可以在電腦端打開網頁進行數據查看跟蹤，也可以通過移動端應用查看。該平台部署于阿裡雲，通過MQTT（消息隊列）主題訂閱的方式對接物聯設備管理和數據分發平台的監測數據并進行後續的分析、處理和可視化展示。

物聯結構變形監測系統

4.物聯網監測系統優勢

相比較人工監測和傳統的自動化監測，通過引入物聯網技術和雲技術的物聯監測系統具有安裝部署快捷、施工成本低、供電要求低、系統穩定性高以及後期運維成本低等特點。

5.系統整體架構示意圖

物聯結構變形監測系統

如果您對橋梁設計和養護感興趣，有相關的項目需求，或想采購橋梁設計軟件OpenBridge Modeler/橋梁養護平台，歡迎關注“艾三維技術”微信公衆号，聯系我們。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!