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随着社会的不断进步，国民经济的持续高速发展，对交通运输效率的要求也越来越高。桥梁是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。因此桥梁工程的设计应符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，同时应满足造型美观和有利环保的设计原则，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。因此，桥梁设计应遵循的各项基本原则分述如下。
（1）安全可靠 整个桥梁结构及其各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应满足规定的强度、刚度、稳定性和耐久性的要求。所设计的桥梁结构在强度、刚度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备；防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应做好防护栏，防止车辆撞入人行道或撞坏栏杆而落到桥下；对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸；对于修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。
（2）耐久适用 桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量（包括行人通行）；桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝；桥跨结构的下面有利于泄洪、通航（跨河桥）或车辆和行人的通行（旱桥）；桥梁的两端方便于车辆的进入和疏散，而不致产生交通堵塞现象等；考虑综合利用，方便各种管线（水、电气、通信等）的搭载。
（3）经济合理 桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则；经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通的时间最短；所选择的桥位应是地质、水文条件好，桥梁长度也较短；桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益，对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快回收投资的目的。
（4）技术先进 在因地制宜的前提下，桥梁设计尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺，认真学习国内外的先进技术，充分利用国际最新科学技术成就，把学习国外和自己独创结合起来，淘汰和摒弃原来落后和不合理的东西，提高我国桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。
（5）环保美观 桥梁应具有优美的外形，并与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，桥梁各部分结构在空间有和谐的比例。城市桥梁和游览地区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求。施工质量对桥梁美观也有重大影响，不要把美观片面地理解为豪华的细部装饰。在国家经济实力不断增长的时期，桥梁设计还应考虑环境保护和包括生态、水、空气、噪声等几方面的可持续发展。对于桥梁，从设计到施工应全方面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。桥梁只有按照上面的基本原则进行设计，并综合考虑各方面的要求，才能使桥梁更好地服务于社会的发展。
桥梁横断面设计的主要内容包括：确定桥面的宽度（包括行车道宽和人行道宽）、确定桥跨结构横截面的布置形式（包括主梁截面形式、主梁间距、截面尺寸）等。
建筑限界是一个和路线中心线垂直的极限横断面轮廓。在此轮廓内，除机车车辆及与机车车辆有相互作用的设备（车辆减速器、路签接收器、接触电线及其他）外，其他设备或建筑物均不得入侵。
桥梁的横断面是由桥面宽度等决定的，桥面宽度由行车和行人的交通需要来决定。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）第3.3.1条规定，各级公路桥涵净空的建筑界限及其他各项规定如图2.1所示。图中的行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度、各级公路设计速度分别见表2.1～表2.5。
表2.1 行车道宽度
注：高速公路上的八车道桥梁，当设置左侧路肩时，内侧车道宽度可采用3.50m。
表2.2 中间带宽度
注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时，可采用的值。
表2.3 右侧路肩宽度
注：“一般值”为正常情况下的采用值；“最小值”为条件受限制时，可采用的值。
表2.4 分离式断面高速公路、一级公路左侧路肩宽度
图2.1 桥涵净空（尺寸单位：m）
注：1.当桥梁设置人行道时，桥涵净空应包括该部分的宽度；
2.人行道与行车道分开设置时，其净高不应小于2.5m。
图中， W ——行车道宽度，m，等于车道数乘以车道宽度，并计入所设置的加（减）速车道、紧急停车道、爬坡车道、慢车道的宽度，规定见表2.1；
C ——当设计速度大于100km/h时为0.5m，当设计速度等于或小于100km/h时为0.25m；
S 1 ——行车道左侧路缘带宽度，m，见表2.2；
S 2 ——行车道右侧路缘带宽度，m，应为0.5m；
M 1 ——中间带宽度，m，由两条左侧路缘带和中央分隔带组成，见表2.2；
M 2 ——中央分隔带宽度，m，见表2.2；
E ——桥涵净空顶角宽度，m，当 L ≤1m时， E = L ；当 L >1m时， E =1m；
H ——净空高度，m，高速公路和一级、二级公路上的桥梁应为5.0m，三、四级公路上的桥梁应为4.5m；
L 2 ——桥涵右侧路肩宽度，m，见表2.3，当受地形条件及其他特殊情况限制时，可采用最小值；高速公路和一级公路上桥梁应在右侧路肩内设右侧路缘带，其宽度为0.5m；设计速度为120km/h的四车道高速公路上桥梁，宜采用3.50m的右侧路肩；六车道、八车道高速公路上桥梁，宜采用3.00m的右侧路肩；高速公路、一级公路上桥梁的右侧路肩宽度小于2.5m；当桥长超过500m时，宜设置紧急停车带，紧急停车带宽度包括路肩在内为3.5m，有效长度不应小于30m，间距不宜大于500m；
L 1 ——桥涵左侧路肩宽度，m，如表2.4所示，八车道及以上高速公路上的桥梁宜设置左路肩，其宽度应为2.5m，左侧路肩宽度内含左侧路缘带宽度；
L ——侧向宽度，高速公路、一级公路上桥梁的侧向宽度为路肩宽度（ L 1 ， L 2 ）；二、三、四级公路上桥梁的侧向宽度为其相应的路肩宽度减去0.25m。
表2.5 各级公路设计速度
各级公路应选用的设计速度见表2.5。确定桥涵净宽时，其依据的设计速度应沿用各级公路选用的设计速度。
高速公路、一级公路的特殊大桥为整体式上部结构时，其中央分隔带和路肩的宽度可根据具体情况适当减小，但减小后的宽度不应小于表2.2和表2.3规定的最小值。
高速公路、一级公路上的桥梁宜设计为上、下行两座分离的独立桥梁。高速公路上的桥梁应设检修道，不宜设人行道。一、二、三、四级公路上桥梁的桥上人行道、自行车道的设置，应根据需要而定，并应与前后路线协调布置。人行道、自行车道与行车道之间应设分隔设施。一个自行车道的宽度为1.0m；当单独设置自行车道时，不宜小于两个自行车道的宽度。人行道的宽度宜为0.75m或1.0m；大于1.0m时，按0.5m的级差增加。当设路缘石时，路缘石高度可取0.25～0.35m。漫水桥和过水路面可不设人行道。
通行拖拉机或兽力车为主的慢行道，其宽度应根据当地行驶拖拉机或兽力车车型及交通量而定；当沿桥梁一侧设置时，不应小于双向行驶要求的宽度。高速公路、一级公路上的桥梁必须设置护栏。二、三、四级公路上特大、大、中桥应设护栏或栏杆和安全带，小桥和涵洞可仅设缘石或栏杆。不设人行道的漫水桥和过水路面应设标杆或护栏。
铁路桥面净空应该符合现行的《标准轨距铁路机车车辆限界》（GB 146）的要求，如图2.2所示。
图2.2 铁路桥梁建筑限界（尺寸单位：mm）
桥梁纵断面设计的内容主要包括：确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔数，确定桥面标高以及桥下净空，确定桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等。
对于一般的桥梁，总跨径可以通过水文计算来确定。由于桥梁墩台和桥头路堤压缩了河床，致使桥下过水断面面积减少，水流加速，引起对河床的冲刷。因此在确定桥梁总跨径的时候一定要保证桥下有足够的排洪面积，尽量减少对河床的冲刷。但为了避免总跨境过大而增加桥梁总长度，同时还要保证有一定的冲刷，因此桥梁总跨径不能机械地根据计算和规定的冲刷系数来确定，必须视具体情况分别对待。如果桥梁墩台基础埋置较浅，桥梁的总跨径应该大一些，可接近洪水泛滥宽度，来避免河床过多的冲刷造成对桥梁的破坏；对于深基础，允许有较大的冲刷，可适当压缩桥下排水面积，来减小桥梁的总跨径。山区河流一般河床流速都比较大，应该尽量减少压缩或者不压缩河床，因为当桥头路堤和锥体护坡深入河床时，就难以承受高流速的冲刷。平原宽滩河流虽然可允许较大的压缩，但是必须注意雍水对河滩路堤以及附近农田和建筑的危害。
对于一座较长的桥梁，应当分成几孔，各孔的跨径应当多大，不仅影响到使用效果、施工难易等，并且在很大程度上关系到桥梁的总造价。桥梁跨径越大、孔数越少，上部结构的造价就越高，墩台的造价就越少；反之，则上部结构的造价降低，而墩台造价将提高。这与桥墩的高度以及基础的难易程度密切相关。最为经济的分孔形式是使上、下部结构的总造价趋于最低。
对于通航河流，在分孔时首先应该考虑桥下的通航要求。在布置桥梁通航孔时要保证航行最方便。对于变迁性河流，鉴于航道位置可能会发生变化，就需要多设几个通航孔。
在山区的深谷地区，在水深流急的江河或者水库上建桥时，为减少中间的桥墩，应增大跨径，条件允许的情况下，可采用特大跨径单孔跨越。在布置桥孔时，有时为了避开不利地段（如岩石破碎带、裂隙、溶洞等），也要将桥基位置移开，或适当增加跨径。
跨径的选择还与施工能力有关，有时选用较大跨径虽然在经济上是合理的，但是限于当时的施工技术能力和设备条件，也不得不将跨径减小。对于大桥施工，基础工程往往对工期起控制作用，再次情况下，从缩短工期角度出发，应尽量减少基础数量而修建较大跨径的桥梁。
对于大中桥梁的分孔是一个比较复杂的问题，必须根据使用任务和桥位所处的地形环境、河床地质、水温等具体情况，通过技术经济等方面的分析比较，才能做出比较完美的设计方案。
对于跨河桥梁，桥面的标高应该能够保证桥下排洪和通航的要求；对于跨线桥，应确保桥下的通车安全。在平原区建桥时，桥面标高太高往往伴随着桥头引道路堤土方量的增加。在修建城市桥梁时，桥高了使两端引道的延伸会影响市容，或者需要设置立体交叉或者是高架栈桥，这将提高建筑造价。因此必须根据设计洪水位、桥下通航（或通车）净空等需要，结合桥型、桥跨等一起考虑，来确定合理的桥面标高。在不通航或通航河流的不通航桥孔内，桥下净空不应小于表2.6的规定。
表2.6 非通航河流桥下净空
注：无铰拱的拱脚可被设计洪水位淹没，但不宜超过拱圈高度的2/3，且拱顶底面至计算水位净高不得小于1.0cm。
当在河流中有形成流水阻塞的危险或者有漂浮物通过时，桥下净空应按当地具体情况确定。对于有淤积的河床，桥下净空应适当增加。
在通航或者通行木筏的河流上，必须设置保证桥下安全通航的通航孔。在此情况下，桥跨结构下缘标高，应高出自设计通航水位算起的通航净空高度。所谓通航净空，就是在桥孔中垂直于水流方向所规定的空间界限（图2.3），任何结构构件或航运设施均不得伸入其内。
图2.3 水上过河建筑物通航净空
立体交叉的跨线桥桥下净空：当公路从公路桥下通过时，跨线桥下净空应该符合被交叉公路建筑界限的规定外，还应满足桥下公路的视距和前方信息识别的要求；当公路从铁路桥下通过时，跨线桥桥下净空与公路和公路立体交叉的规定和要求相同；当铁路从公路桥下通过时，跨线桥桥下净空应符合铁路建筑界限的要求。当农村道路从公路桥下通过时，跨线桥桥下净空可根据当地通行车辆和交叉情况而定。
桥面标高确定以后，就可以根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线形。小桥通常做成平板桥。大、中桥梁为了利于桥面排水和降低引道路堤高度，往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。桥上纵坡不大于4％；桥头引道纵坡不宜大于5％。对位于市镇混合交通繁忙处的桥梁，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3％。桥上或引道处纵坡发生变更的地方均应按规定设置竖曲线。
在铁路桥中，特大桥和大中桥桥头引线的路肩高程，应高出桥梁设计洪水频率的水位加雍水高、波浪侵袭高、局部股流雍高、斜水流局部冲高、河湾超高、河床淤积等影响至少0.5m。小桥涵附近的路肩高程，应高出设计洪水频率水位加雍水高至少0.5m。桥台与路基连接处应符合以下条件：台尾上部伸入路肩最少0.75m；锥体坡面距支撑垫石顶面后缘不小于0.3m；埋式桥台锥体坡面与台身前缘相交处高出设计洪水频率水位不少于0.25m；锥体顺线路方向的坡度，路肩下0～6m不陡于1:1，6～12m不陡于1:1.25，大于12m不陡于1:1.5；钢筋混凝土钢架桥的锥体坡面顺线路方向的坡度不陡于1:1.5。
桥梁的线形及桥头引道的平面布置原则以能使车辆平稳舒适地通过为宜。大桥、特大桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段。桥位不宜选在河汊、沙洲、古河道、急弯、汇合口、港口作业区及易形成流冰、流砂阻塞的河段以及断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质的河段。
当桥址处有两个及两个以上的稳定河槽，或滩地流量占设计流量比例较大，且水流不易引入同一座桥时，可在各河槽、滩地、河汊上分别设桥，不宜用长大导流堤强行集中水流。
平坦、草原、漫流地区，可按分片泄洪布置桥涵。天然河道不宜裁弯取直。桥梁纵轴线宜与洪水主流流向正交。对通航河流要求的桥梁，其墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向一致。当不能避免斜交时，交角不宜大于5°。对于一般中、小桥，为了改善路线线形或城市桥梁受原有街道的制约，也允许修建斜交桥，斜度通常不宜大于45°。
桥梁设计工作是一座桥梁建设的灵魂。特别是对于工程比较复杂的大、中桥梁，设计合理与否，将直接影响到区域的政治、经济、文化及人民的生活，因此需要建立经济又合理的设计。一般大型桥梁的正规设计工作，分前期工作阶段和设计工作阶段。前者又分为工程预可行性研究（简称“预可”）报告阶段和工程可行性研究（简称“工可”）报告阶段；后者则分为初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。它们的关系如图2.4所示。现分别简要介绍各主要内容及要求。
图2.4 桥梁设计阶段与建设程序关系
“预工程可行性研究”阶段（简称“预可”阶段）着重研究建桥的必要性以及宏观经济上的合理性。在“预可”研究形成的“预工程可行性研究报告书”中（简称“预可报告”），应从经济、政治、国防等方面，详细阐述建桥理由和工程建设的必要性和重要性，同时初步探讨技术上的可行性。对于区域性线路上的桥梁，应以建桥地点（渡口等）的车流量调查（以及国民经济逐年增长）为立论依据。
“预可”阶段的主要工作目标是解决建设项目的上报立项问题，因而，在“预可报告”中，应编制几个可能的桥型方案，并对工程造价、资金来源、投资回报等问题也应有初步估算和设想。设计方将“预可报告”交业主后，由业主据此编制“项目建议书”报主管上级审批。
在“项目建议书”被审批确认后，着手“工程可行性研究”阶段的工作（简称“工可”阶段）。在这一阶段，工作重点首先是选择好桥位，其次是确定桥梁的建设规模。着重研究和制订桥梁的技术标准，包括设计荷载标准，桥面宽度，通航标准，设计车速，桥面纵坡，桥面平、纵曲线半径等。在这一阶段，应与河道、航运、规划等部门共同研究，以共同协商确定相关的技术标准。
在“工可”阶段，应提出多个桥型方案，并按交通部《公路基本建设工程投资估算编制办法》估算造价，对资金来源和投资回报等问题应基本落实。据此编制《工程可行性研究报告》报主管部门审批。
初步设计应根据批复的可行性研究报告、测设合同和初测、初勘或定测、详勘资料编制。初步设计的目的是确定设计方案，应通过多个桥型方案的比选，推荐最优方案，报上级审批。在编制各个桥型方案时，应提供平截面、纵截面、横截面布置图，表明主要尺寸，并估算工程数量和主要材料数量，提出施工方案的意见，编制设计概算，提出文字说明和图表资料。初步设计经批复后，则成为施工准备、编制施工图设计文件和控制建设项目投资等的依据。
对于技术上复杂的特大桥、互通式立交或新型桥梁结构，需进行技术设计。技术设计应根据初步设计批复意见、建设合同的要求，对重大、复杂的技术问题通过科学实验、专题研究、加深勘探调查及分析比较，进一步完善批复的桥型方案的总体和细部各种技术问题以及施工方案，并修正工程概算。
两阶段（或三阶段）施工图设计应根据初步设计（或技术设计）批复意见、测设合同，进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化。在此阶段中，必须对桥梁各种构件进行详细的结构计算，并且确保强度、稳定、刚度、裂缝、构造等各种技术指标满足规范要求，绘制出施工详图，提出文字说明及施工组织计划，并编制施工图预算。国内一般（常规）桥梁采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计，对于技术简单、方案明确的中、小桥，也可以采用一阶段设计，即施工图设计。
桥梁建筑美学是一项跨学科的理论，属于美学专门学科的范畴，涉及建筑学、美学、材料学、艺术学、物理学等。桥梁建筑美学也就是将审美需要与桥梁造型以及建筑技术完美结合在一起，使桥梁表现出来的不仅仅是一种建筑结构物，一种结构造型，更是地域民族风情、传统文化以及政治、经济和文化等意识形态的反映。
“美”是一个抽象的概念，我们无法用语言精准地表达出来，但是我们每天都在感受着而且比较着，对于桥梁我们可以比跨度大小、主塔高度、桥梁全长，那些关乎世界第一的数字总是在吉尼斯世界纪录上不断刷新，唯独美丽是永恒不变的。那么什么样的桥梁才是美丽的呢？桥梁作为一种建筑形式，其美不仅仅表现在外形的优美上，而且要与周围的环境、文化协调一致，也就是和谐统一。就像日本著名桥梁专家伊藤学教授在他的著作《桥梁造型》中所说：“桥既能满足人们达到彼岸的心里愿望，同时也是诗人印象深刻的标志性建筑，并且常常成为审美的对象和文化遗产。”我们也可以这样理解，桥梁就像一支曲子，在不停变换的音符之间繁衍出不同的节奏或者是主题，时而婉转温馨，时而雄壮粗犷，它们截然不同而又浑然天成，复杂变化又和谐统一。
桥梁作为一种工程结构物，不仅要满足交通运输功能上的要求，同时也应该是一件建筑艺术品。尤其是大桥及特大桥，常常以她的雄伟壮观、千姿百态凸显一个国家的先进技术与施工工艺水平。一座桥梁反映出来的不仅是所在地区的地域风格、时代精神以及人的创造力，更是一个国家、一个地区、一个城市的标志。
素有“江南第一桥”美称的潮州湘子桥历史悠久、装饰精美，是粤东地区装饰设计艺术的典范之作，如图2.5所示。湘子桥始建于南宋乾道七年，全长500余米，东岸13座桥墩，西岸11座桥墩，中间用18支梭船并排构成一列横队，用铁索连成浮桥，遇到洪水或者要通船，可以解掉铁索，变成开闭式浮桥，这就是“十八梭船廿四洲”的由来。湘子桥横卧在滚滚的韩江之上，东临笔架山，西接东门闹市，南眺凤凰洲，北仰金城山，景色壮丽迷人。民谣唱曰：“到广不到潮，枉费走一遭；到潮不到桥，白白走一场”。湘子桥以其独特的风格与赵州桥、洛阳桥、卢沟桥并称中国的四大古桥。
图2.5 潮州湘子桥全景
湘子桥每座桥墩上都建有“亭屋”，亭屋建筑形式各异，装饰精美，具有鲜明的民族特色，特别是亭台楼阁上的诗文字画更是熠熠生辉，韵味无穷。湘子桥独特的建筑风格、空间布置以及精美的建筑装饰，体现出了我国传统的建筑艺术与审美理想，具有浓厚的民族传统文化内涵，是建筑装饰艺术的代表作，具有较高的艺术价值。
近些年来，随着我国经济的持续高速发展，桥梁建设的势头迅猛，我们已经拥有了建造各种现代化桥梁体系的设计、施工、装饰经验，而且拥有一支强大的设计与施工力量，我们已经有能力从桥型选择、桥面布置、建材的选用和色彩的运用，体、线、面的配合以及环境协调，传统文化等方面来考虑桥梁的美学要求。位于洞庭湖与长江交汇处的岳阳洞庭湖大桥，是目前国内最长的内河公路大桥，如图2.6所示。岳阳洞庭湖大桥是一座典型的斜拉桥，设计新颖、造型优美，各项技术指标先进，并且是首次在国内特大型桥梁中采用主塔斜拉桥结构体系，路桥全长10173.82m，其中桥长5747.82m，宽20m，主桥桥面高出海水面52m，主桥桥型为不等高的三塔、双索面空间索、全漂浮体系的预应力混凝土肋板梁式结构的斜拉桥。岳阳洞庭湖大桥沿岸风景与岳阳楼、君山岛、洞庭湖等风景名胜融为一体，交相辉映，形成一道亮丽的风景线，成为了解岳阳的又一崭新窗口。
图2.6 岳阳洞庭湖大桥
厦门沧海大桥，如图2.7所示，坐落在美丽的厦门西港，是沧海连接厦门岛的一座兼具公路和桥梁功能的内海湾大桥，是厦门出岛的第二条通道，同时也是亚洲第一座特大型三跨全漂浮钢箱梁悬索桥，有东渡飞虹之称。沧海大桥是由东渡互通立交东引桥、东航道桥、西航道桥、西引桥、石塘立交桥等大型工程组成，大桥全长5926.572m，其中主桥3140m，主跨648m，其索塔采用门式结构、桥柱各部结构采用曲线造型为基调的设计构思，线条流畅、轻柔，是桥梁中的艺术精品。桥塔、锚碇、桥身的结构和周围环境融为一体，蓝天、大海、港口、城市混为一色，更能感受到人文美和自然美的完美组合。银蓝色的桥型结构与碧蓝的天空交相辉映，看似长虹卧波，宛如玉带横卧在粼粼的海面上。110束平行钢丝索股，划过天空挂在门式索塔上，构成力与美的结合。尤其夜幕来临，桥上纵缆灯火辉煌，桥塔白光如昼，像夏夜银河星空，宛若巨龙盘旋海面之上，美丽异常。
图2.7 厦门沧海大桥
悉尼海港大桥（Sydney Harbour Bridge,Australia），号称世界上第一单孔拱桥，如图2.8所示，它是早期悉尼的代表建筑，作为连接南北两岸的重要通道，悉尼海港大桥被当地人称为“衣服架”，修建前后历经了100多年的时间，于1932年3月19日竣工通车。悉尼海港大桥桥长（包括引桥）1149m，桥面高出海水面58.5m，桥顶面高出海水面达134m，桥面宽39m，中间铺设双规铁路，两侧各设一条人行道，原来还设有有轨电车轨道，后因交通拥挤拆除，修改为8条汽车道，悉尼海港大桥最大的特点就是拱架跨度为503m，而且是单孔拱形，这是世界上少见的。悉尼海港大桥像一道海湾长虹，巍峨俊秀、气势磅礴，是悉尼歌剧院明信片的完美背景。在夕阳的余晖中，拱桥映衬着变换的斜阳，由金黄而姹紫，渐而转为暗褐，倩影刚刚褪淡，随即亮起斑驳陆离的光带。镶嵌在钢架和栏杆上璀璨的千万盏灯光，远望恍惚是无数钻石，在夜幕中闪闪散发着光亮、仪态万千，再衬上平静如画的海面上五颜六色的霓虹灯倒影，平添几分神秘和浪漫。夜空中只见桥的钢架和栏杆上都亮起了无数的彩灯，这些灯在深黑的夜空下，在神秘的海湾中像星星一样眨着眼。当我们将悉尼歌剧院和悉尼海港大桥一起欣赏时，雄伟和婀娜、深色和浅色、直线和曲线构成了一副反差强烈又协调一体的美丽图画，真是相映生辉。
图2.8 悉尼海港大桥
我们经常见的桥梁结构形式有梁式桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥以及刚构桥等。梁式桥是最简捷的桥型也是最实用、淳朴的桥型，充分展示了结构的阳刚之美，而且沿着桥梁的纵向和横向具有很强的伸展性。拱桥具有很强的曲线美，是自然景观与人文景观完美融合的体现，形如雨后彩虹，是人的创造力与自然融为一体的和谐之美。斜拉桥作为一种拉索体系，具有极强的跨越感，是大跨桥梁的最主要桥型，其魅力在于极度轻巧、沿桥梁纵向连续流畅和舒展。悬索桥将塔、梁和缆绳完美结合在一起，通过优美的弧线勾勒出刚劲的纵梁，不仅大大地提高了桥梁的跨度，而且展现出了简洁明快、柔刚相济的现代气息。刚构桥形式独特，在中规中矩中蕴含着强劲，线条流畅作用力明显。
跨越河流、险滩、峡谷以及城市道路上的每一座桥梁，它代表的已不仅仅是一个建筑结构物，而是地域文化特色的反映，更是一个社会、一个时代精神的代表。桥梁的建筑美学设计一定要将结构物的力学性能与外在美完美地结合在一起，融入地方特色，展现民族风情，体现和谐社会的时代精神。
桥梁设计方案的比选是一个非常重要的环节，对桥梁后期的施工设计至关重要，同时桥梁设计方案的比选也是一件非常困难的问题，一座好的桥梁设计方案不仅可以满足正常的功能需求，而且能够节约建筑材料、节省建筑成本、缩短施工工期，在桥梁建设过程中起着不可替代的作用。桥梁设计者需要运用丰富的桥梁专业知识及实践经验，对拟定的桥梁设计方案进行细致的分析。桥梁选型应该综合考虑桥梁使用功能、上部结构和下部结构的要求以及周围环境等因素，在满足桥梁承载力的前提下，选出最优的桥梁设计方案。桥梁设计方案的比选可以按照下面的步骤进行。
（1）明确各种标高的要求 在桥位纵断面图上，先行按比例绘出设计水位、通航水位、堤顶标高、桥面标高、通航净空、堤顶行车净空位置图等。
（2）桥梁分孔和初拟桥型方案图 在确定了各种标高的纵断面图上，根据泄洪总跨径的要求，作桥梁分孔和桥型方案草图。作图时要集思广益，尽可能多绘一些草图，避免遗漏可能的桥型和布置。
（3）方案初步筛选 对初拟方案作技术和经济上的初次分析和判断，舍弃一些从技术经济上明显拙劣的图式，从剩下的图式中挑出几个（一般2～4个）构思好、各具优点但一时难分上下的图式，进行详细的研究和桥型方案的比选。
（4）详绘桥型方案 根据不同桥型、桥梁跨度、桥宽和施工工艺，拟定桥梁主要尺寸，并尽可能细致地绘制各个桥型方案的尺寸详图。对于新结构，应做初步的力学分析，以准确拟定各方案的主要尺寸。
（5）编制工程估算或概算 依据编制方案的详图，计算出桥梁上、下部结构的主要工程数量，依据各省、市或行业的“估算定额”或“概算定额”，编制出所有方案的主要材料（钢材、木材、混凝土等）用量、劳动力数量、全桥总造价。
（6）方案选定和文件汇总 综合考虑工程总造价、养护费用、施工工期、营运适用性、造型美观等因素，全面分析每种方案，并详细阐述每种方案的优缺点，最后选定一个最佳的设计方案。在更深入的方案比较过程中，应当及时发现并调整设计方案中的不尽合理的地方，确保最后选定的方案是最佳方案。
上述工作全部完成之后，着手编写设计方案说明书。说明书中应阐明设计方案编制的依据和标准、各方案的主要特色、施工工艺、工程概算以及方案比较的综合性评述。对于推荐方案应做较详细的说明。各种测量资料、地质勘察和地层烈度复核资料、水文调查与计算资料等应按附件载入。
现对南方某长江大桥的桥梁方案比选举例如下。
根据城市总体规划，长江两岸用地及建设情况，综合考虑两岸路网布局，长江水文地质条件、桥隧建设工程条件、环境景观、城市市政基础等因素，为即将要开工建设的南方某长江大桥，提出了三种可行的桥型方案。方案一：线路全长约3.2km，838m钢箱梁单跨悬索桥+210m斜拉桥+35m预应力混凝土连续梁。方案二：线路全长2.9km，950m钢箱梁单跨悬索桥+（88m+158m+88m）连续刚构方案+35m预应力混凝土连续梁。方案三：线路全长3.7km，800m混合梁斜拉桥+35m预应力混凝土连续梁。图2.9为桥型方案比较图。经过水文地质、经济、美观等多方面的论证，最后选择了838m钢箱梁单跨悬索桥+210m斜拉桥+35m预应力混凝土连续梁方案，各桥型主要优缺点见表2.7。该桥主梁截面设计方案主要有四种形式，如图2.10～图2.13所示。四种主梁截面形式的优缺点比较如表2.8所示。
图2.9 某大桥桥型方案比较（单位：m）
表2.7 某大桥桥梁方案综合比较
图2.10 钢箱梁断面图
图2.11 钢桁结合梁断面图
图2.12 钢箱结合梁断面图
图2.13 钢板结合梁断面图
表2.8 主梁截面形式比较
桥梁设计应该遵循安全可靠、耐久适用、合理经济和美观的原则，同时还要在技术上具有先进性，并且能够满足环境的要求实现可持续发展。
桥梁的建设和设计程序分前期工作阶段和设计工作阶段。前者又分为工程预可行性研究（简称“预可”）报告阶段和工程可行性研究（简称“工可”）报告阶段；后者则分为初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。
桥梁设计方案比选的原则是安全、经济和美观等，同时还要保证能够满足功能上的要求，是一个循序渐进的过程。首先应该调查掌握各种规划和自然条件，然后充分利用专业知识，按照一定的步骤进行多方案的对比和选择，才能选出最佳方案。
2.1 桥梁设计应该满足的基本原则有哪些？
2.2 桥梁横断面设计、纵断面设计和平面设计主要包括哪些内容？
2.3 对于跨河桥梁，如何进行对桥梁进行分孔以及布置跨径？
2.4 请简述桥梁建设和设计程序中前期工作阶段和设计工作阶段的主要内容。
2.5 请阐述桥梁建筑美学应遵循的基本原则。
2.6 请简述桥梁设计方案比选的过程以及主要内容。