关于桥梁钢结构的设计探析

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1、关于桥梁钢结构的设计探析摘要：现代化进程的加快使得国家对基础建设提出更高的要求，以此提高国民经济的稳定增长，切实保障人民生活质量的提高。桥梁建设，作为基础建设中的重要研究对象，在对于其钢结构整体性设计和优化上需要有更多深入的研究和思考。本文将通过简单阐述关于钢结构桥梁整体性设计理念，分析钢结构的设计的注意申项，并提出在桥梁整体性设计的措施，希望能够以此为桥梁钢结构设计工作带来促进性思路。关键词：桥梁；钢结构；设计中图分类号：K928文献标识码：A刖S屮国钢结构桥梁的发展，近年来取得了骄人的成绩，南京三桥、苏

2、通人桥、昂船洲人桥的建造，表明在人跨径桥梁上钢结构的优势越来越明显。桥梁是为满足交通功能的建筑物，现代桥梁钢结构山结构钢加上单元经焊连接组成为复杂的受力系统，有明确的承载安全和服役耐久性要求。一钢结构整体性设计理念现代桥梁钢结构的受力系统主耍是由结构钢加工而成，它可以承载安全并具有较好的耐久性。虽然桥梁设计者在设计z初都已经根据相关规定來进行设计，但却无法避免桥梁钢结构在使用期内发生损坏。20世纪以來,焊接技术也广泛应用于桥梁设计建造中，局部损伤扩展是多起桥梁钢结构破坏事故的主要原因。结构损伤在很大程度上威

3、胁着桥梁的安全性和耐久力。这就引发了桥梁设计者展开如何有力的保证桥梁钢结构整体设计完整性的一系列思考。1、桥梁钢结构的整体性设计目标整体性设计的终极目标是指确保桥梁钢结构在规定的使用年限内安全可靠。荷载、制造工艺、材料性能、安装方法、结构细节构造、使用环境及维护方式等多种因素决定了桥梁钢结构的整体性设计。设计不但要对结构、构造细节以及构件连接按常规考虑其强度、刚度要求，述必须对损伤与损伤容限、断裂与抗断裂等方面作出准确评定。2、钢结构损伤及损伤容限钢结构从材料加工过程到使用期间，其内部和表面不可避免的会形成

4、或者发生微小变化，造成一些缺陷。如果在荷载、温度、腐蚀等因素的作用下，这些缺陷甚至会不断扩展从而形成宏观裂纹，以至于大大降低了材料以及其结构力学的性能。二桥梁设计的注意事项1、应该更加重视结构的耐久性问题。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的和度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以來，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总休构造和细节处理方面的关注。结构的

5、耐久性设计与常规的结构设计有着木质的区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。2、重视对疲劳损伤的研究。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起

6、材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的，故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。3、充分重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现-些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此需要对超载带來的后果进行研究、分析。4、积极借鉴国外的经验和成果。国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安

7、全性差（包扌舌使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在止视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当冇关。三桥梁钢结构整体设计策略1、横向抗倾覆稳定设计。钢结构的桥梁普遍比较轻而口强度

8、非常高,然而，在小半径以及多车道设计时，其横向抗倾覆是当前研究的热点内容。早前的桥梁施工中，由于设计原因，导致在施工过程中或者桥梁使用过程中发生桥体倾覆。因为连续钢梁的半径比较小，所以相对而言，其跨度显得较大，如果再加上桥面宽于钢梁，这一必定显得活载不是最优，弄不好横梁外侧支座受力增大，而内侧支座出现不受力，这样横梁受力极其不均匀，发生梁体的倾覆。在设计过程中，通过合理的计算，来设计横梁的偏心受力情况，这样即可满