桥梁钢结构的整体设计策略探讨

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1、桥梁钢结构的整体设计策略探讨刘海波中设设计集团股份有限公司近年来中国钢结构桥梁的发展取得了骄人的成绩，由此可以看出钢结构桥梁的重要应用意义，本文即探讨了桥梁钢结构的整体设计策略。关键词：桥梁T程;钢结构;整体设计;策略;2017-9-6Received：2017-9-6前目钢结构具有轻质、高强，抗拉、抗压性能强等优势，因此钢结构在桥梁工程中的运用非常广泛，在桥梁设计中一定要重视钢结构的整体设计。1桥梁钢结构的整体设计理念概述我国桥梁钢结构设计的完整性设计目标是能够保证在桥梁的使用年限内，有足够的使用安全性和可靠性。鉴于国际标淮，我国桥梁的完整

2、性设计在考虑桥梁材料性能、制造工艺、安装方法、机构细节构造以及桥梁使用环境和定期维护方式方法等因素后，确定使用年限一般为100a。完整性设计0标，不仅需要考虑结构的强度、钢度等，还需要进一步评定损伤和损伤容限断裂与抗断裂等相关问题，以确保实现桥梁钢结构的完整性最终设计目标。1.2钢结构损伤及损伤容限钢结构从材料加工过程到服役期不可避免的会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素（荷载、温度、腐蚀等）作用下，这些缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹，导致材料和结构力学性能劣化。对桥梁钢结构而言，完整性和损伤是相对应的，损伤程度将会对结构的完整性

3、带来影响，损伤极限则是结构的失效。而损伤容限是指钢结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。损伤容限概念的使用是承认钢结构在使用前存在有初始缺陷，但可通过结构完整性设计方法评判带缺陷或损伤的钢结构在服役期限内的安全性。国内桥梁钢结构因损伤导致局部破坏的实例近几年时有发生，结构损伤构成了对桥梁安全与耐久最大的威胁。在引起设计者对焊接结构损伤、损伤扩展以及结构系统失效过程关注的同时，也引发了人们对如何保证桥梁钢结构系统整体完整性的思考。1.3钢结构桥梁设计的应用钢结构为桥梁设计所重用，是因为其有强度高而质量轻的特点，同时在

4、抗压性和抗拉性能上较之其他材料结构更佳，且在外观上和比于混凝土而言更为直观，其强度等级也更高，不仅如此，在考虑到施工周期问题上，钢结构在较之混凝土桥的施工上，也有利于施工周期的缩短。鉴于诸多优点，现阶段钢结构桥梁设计应用很多：（1）应用于城市屮的立交桥当中，如果在这些道路上采用混凝土结构来进行施工，这就会延长工程的工期，还影响到后期的维护。（2）应用于大跨度的桥梁建设当中，大跨度工程的施工显然是混凝土结构的弱势环节，所以施工人员在施工过程中经常优先考虑钢结构的施工设计方式。如在城市立交桥上，如大跨径海、江、河桥梁等，我国的长江大桥、杭州湾人桥

5、等，由于混凝土结构满足不了人跨径要求，故而只能使用钢结构设计。2桥梁钢结构的整体设计主要策略2.1横向抗倾覆稳定设计在实际工作中，合理的采用钢结构能够提高桥梁工程的质量，增强其强度，但是在对一些小半径、多车道的设计与施工屮，设计师必须要对其横向抗倾覆深入研宄。在过去的桥梁工程施工中，往往会因为设计不够合理以致于桥梁的某部位发生倾覆现象，这是由于在钢结构施工中，桥梁跨度大，连续钢梁的半径小，并且该钢梁的宽度小于桥面的宽度，这种现象就会直接导致桥梁的承载力不够均匀，从而发生倾覆的现象。所以在桥梁工程的设计过程中，设计师必须要对桥梁的跨度以及钢梁的

6、半径、宽度进行合理的计算，深入分析横梁的受力情况，只有这样才能够满足桥梁的受力平衡，防止发生倾覆。在施工过程中，施工人员可以在横梁处灌入细砂，这样可以有效提高整个桥梁的稳定性。2.2焊接结构完整性设计桥焊接结构的完整性设计是保障桥梁整体稳定性的重要因素，其焊接的接头形式因受力的不同而各有差异，其接头部位的应力作用导致丫母材结构以及受力性能的不同，同时，在焊接过程中不能100%消除应力，焊接应力通常异致焊接接头的变形，造成焊接接头形成大量缺陷，不能满足桥梁整体性设计要求。所以在桥梁整体设计中，必须考虑焊接接头的设计，在满足相干规范的前提下，必须

7、做到：（1）因地制宜地选择形式，并通过焊接性检测要求来获取静力和疲劳等级，来决定焊缝相关形式。（2）在焊接设计屮，必须详细设计其关键细节，达到焊接中受力均匀，尽可能降低应力。（3）在设计中必须考虑焊接检测相关要求，必须以无损检测等相关控制指标来检测焊缝质量。2.3施工人孔的设置问题桥梁整体性设计中，需要注重的环节较多，比如说十分重要的人孔设置，便是一个值得着重考虑的问题。现代桥梁设计屮设计人孔，通常是为了在施工上能够提供快捷和方便，故而一般都开设在桥梁箱梁顶板和腹板上，在施工人孔中，为了桥梁的整体性，需要注意一下儿个问题:在关于数量较多的人孔

8、设计上，需要尽可能的避免将所用的人孔放置在同一断面上，并将其分散开;人孔设置应尽可能避免应力集中的桥梁部位，如果人孔设置在桥梁局部应力较大的地方，应该采取相关措施对