现代桥梁钢结构的完整性设计

现代桥梁钢结构的完整性设计

吴阳孙青宇

中交世通重工（北京）有限公司北京100024

摘要：随着经济的飞速发展，我国的城市化建设道路也越走越快，在高速发展的城市化建设过程中，公路工程施工质量的好坏直接影响城市化建设水平的高低。公路工程建设作为城市化建设中最为重要的部分之一，对人们的生活质量，城市化建设质量，社会的发展脚步都有很大的影响。而公路桥梁施工又是公路施工中影响公路使用安全的重要因素和基础部分，其施工质量的好坏直接影响着公路施工的整体效果。为了保证城市化建设水平，需要确保公路施工质量；为了保证施工质量的水平，需要确保公路桥梁施工质量；本主要通过对桥梁工程设计中钢结构系统的完整形设计进行详细的分析，希望对相关部门和工作人员有帮助。

关键词：现代桥梁设计；钢结构的完整性设计；分析

改革开放以来，随着改革开放的深入，我国的经济与科技水平在不断的提高，经济与科技水平提升的同时，在很大程度上推动了我国各行各业的发展，其中交通行业也得到了迅速发展。在大数据时代背景下的21世纪，人们对于交通也有了更高的要求。可是，由于超限汽车运输量的持续增加，我国的公路桥梁工程建设压力逐渐增大。通过大数据研究调查显示，在我国近几年来出现的公路桥梁故障中，危险级别高的桥梁工程数量越来越多，已经超过40%，给人们的生产和生活以及安全性带来了非常大的影响，同时在一定程度上加大了交通通行能力与桥梁承受能力之间的矛盾。不仅如此，由于全球变暖，雾霾天气等恶劣的气候环境，让桥梁工程中钢结构的稳定性越来越差，减少了桥梁的使用寿命，增大了交通行业的维修成本以及危险系数。所以，对桥梁工程设计中钢结构系统进行完整性的设计是非常必要的问题。本文主要通过简要探讨桥梁工程设计中钢结构系统的完整形设计策略，希望对相关部门及工作人员有帮助。

一、我国桥梁施工现状

1.1桥梁施工中高墩施工技术存在问题

与公路施工不同，公路桥梁施工的危险系数更高，很多施工内容都是在高空中进行工作。不仅如此，公路桥梁施工都是在外部完成，其施工质量除了受材料，技术等内在因素的影响外，还受施工的外界环境，温度等的影响，增大施工难度的同时，也降低了施工的安全系数。在高墩施工技术中，为了保证工程施工更完美，需要增加测量的精确度。由于高墩施工技术要求较高，所以对于轴线的控制工作非常困难。再加上高墩柱存在一定的柔性，很容易受到压力后产生形变问题。

1.2桥梁里的钢筋腐蚀

对于桥梁施工来说，主要的施工方法就是钢筋施工和模板工程施工。钢筋施工作为基本的方法之一，其钢筋的使用寿命决定桥梁的运行寿命。如果桥梁内的钢筋由于自身或者外部原因出现腐蚀现象，那么就会严重影响桥梁的性能和使用寿命。而且大多数的桥梁一旦结构出现破坏，主要的原因就是钢筋腐蚀。在桥梁的结构中，钢筋最主要的保护层就是混凝土，如果混凝土出现裂缝或者空隙，那么就会使空气进入裂缝中，空气中的氧气与钢筋发生化学反映，导致钢筋出现腐蚀现象。

1.3混凝土产生裂缝

混凝土是桥梁建设中除钢筋外最为主要的成分。在桥梁施工中，导致混凝土出现裂缝的原因主要有三个。第一个，如果施工过程中为了节约成本，选用的混凝土质量不合格或者性能较差，那么在施工完成后，很容易出现混凝土没达到使用寿命就出现裂缝的情况；第二个，虽然选用了符合国家标准的混凝土作为填充原料，但是混凝土和水的混合比例没有调配好，在进行填筑时，出现混凝土含水量过高或者过低的情况，都会导致桥梁质量出现问题，从而加快混凝土出现裂痕的情况；第三个，有符合标准的混凝土，混凝土的调配比例也符合比例要求，但是在浇筑的过程中，浇筑不均匀，不平衡，没有分层进行浇筑，所以在后期也会增加混凝土出现裂痕的概率。

二、桥梁使用现状

2.1交通荷载大

经济的飞速发展使我国在近些年汽车总量急剧上升，人们的生活水平的提高也大大增加了出行的频率，以上种种情况最终的结果就是导致交通量变大，道路的荷载增加。在我国的很多城市都出现了不同程度的交通拥挤现象。为了解决这个问题，各个城市建设了很多高架桥以及立交桥，虽然缓解了交通沉重的负担，但是桥梁的荷载也成了新的问题。交通量的增加使桥梁的荷载不断增加，特别容易出现损害。

2.2超载现象严重

首先，我国现在的桥梁中有很大一部分是在早期修建的，这些桥梁在修建的时候因为受到当时经济等方面的制约，所以荷载能力比较低。而这些早期建设的桥梁大部分又是处于交通紧要的地方，所以在交通量庞大的今天，经常会出现超载的现象，导致桥梁的稳定性遭到破坏。其次，为了追求利润，还有很多车辆违规超载，这些车辆的存在也使桥梁严重超载，在车辆行驶的过程中，桥梁受到交变荷载的作用，内部结构遭到破坏，尤其是一些细小的裂纹会逐渐扩大，留下安全隐患。

三、桥梁工程设计中钢结构系统的完整性设计策略

3.1对横向抗倾覆进行稳定性设计

正常情况下，桥梁的钢结构都具有质量轻，强度高的特点，但是在半径小，车道多的路段进行桥梁设计时，相关的设计人员一定要着重考虑横向抗倾覆的稳定性。在实际设计过程中，设计人员要对以往桥梁的建设和设计过程进行详细的分析，从而减少由于设计失误等原因造成的桥梁出现倾斜的状况。对于连续的桥梁工程来说，在连续桥梁的建设过程中，连续桥梁具有半径小的特点，因此，这就意味着连续桥梁的跨度大，如果墙面的宽度比钢梁的宽度大，那么就非常容易减少活载力，严重的话，还会增加横梁外侧的支座受力，降低内测受力，同时出现受力不平衡的情况，造成桥体的整体倾斜。有了上述的经验教训，相关的设计人员在设计桥梁时，一定要通过严格的审查和计算，将桥梁的整体受力控制在较好的范围，减少桥梁倾斜问题的出现。

3.2对桥梁焊接结构进行完整性设计

保证桥梁焊接结构的完整性，对桥梁的整体安全和完整都有十分重要的作用。因此，再对桥梁钢结构的相关部位进行焊接工作时，要对各个部位的受力情况进行系统分析，进行合理的调整，因为在接头部位具有的引力作用，会给木材结构和其受力性能产生非常直接的影响。不仅如此，进行焊接的过程中，出现应力的情况非常普遍，而且不可避免；焊接产生的应力会随着接头的出现发生微妙的变化，同时产生大量的缺陷，从而就不能保证桥梁设计的完整性。所以，在严格按照桥梁完整性设计的前提条件下，一定要对桥梁接头的设计进行着重考虑。相关的桥梁设计人员要对焊接过程中造成的对桥梁检测产生的静力，疲劳等级进行考虑，选择恰当的焊接方法；除此之外，还应该对桥梁焊接的一些部位进行关注，从而减少焊接过程中应力的产生。

3.3对桥梁的加劲肋部位进行完整的设计

加劲肋部位处于桥梁的支座位置，是桥梁承受压力的集中区域。在进行桥梁设计中，可以多加入一些强力较大的部件，这样可以更好的保障构件的稳定性。设计人员在设计加劲肋的过程中，要充分对相关的计算结果进行确定，通过计算结果的显示，在考虑是否设置加劲肋以及加劲肋的类型。对于加劲肋来说，最好在桥梁中安装竖向的加劲肋。但是，如果计算的相关数据数字较高，可以使用水平加劲肋。

参考文献：

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