钢结构桥梁完整性设计初探

钢结构桥梁完整性设计初探

刘琛

天津市政工程设计研究总院有限公司  300392

摘要：交通运输行业对国家的经济、社会的发展有着重要的作用，为了更好地保障交通运输行业的发展，公路桥梁的建设项目也在不断增加，而在公路桥梁建设中，钢结构就是其中使用最多的一种施工结构。因此，在桥梁建设过程中，必须对钢架进行合理地设计，确保钢架的整体质量。在对钢构桥进行设计时，必须确保其科学合理，才能确保钢构桥的实际应用效果。

关键词：桥梁;钢结构;完整性；设计

前言：

随着交通方式的变化，桥的承载能力、跨径等都会随之变化，从而推动了桥上施工技术的发展。起初，桥梁建造所采用的是石头和木头，随着岁月的推移，建造的材质也随之变化，目前，在大桥建造中，主要采用的是钢材。钢筋混凝土结构在桥梁建设中的运用，经历了一个很长的时间，并逐渐走向了比较完善的发展时期。随着科技的发展，也促使了钢结构的发展，在大桥的建设中，它的建设的品质也有了很大的提升，它的建设的成本也有了很大的提升，并且它的维护的费用也是很低的。随着经济与社会的发展，钢结构在我国的工程建设中的作用越来越大。

1钢结构完整设计的理念

在城市建设中，桥起到了沟通、加速发展等运输职能，其作用不容小视。而在现代的桥梁的钢结构中，由结构钢的工艺单位通过焊接（栓）连接组合起来，形成一个复合的受力体系，它要满足安全的承受能力和使用的耐用性的需求，其目的是追求其施工的安全系数的提升，而不注重对其外形的影响。随着时间的推移，很多桥梁的断裂都是由于破坏造成的，而造成的。是由于其焊接技术的水准有限，使得其具有着不稳定的影响，一旦有问题没有得到及时地解决，就会造成最后的安全事故[1]。

2桥梁钢结构完整性设计方案

2.1规范及受力情况

一般来说，由钢结构构成的大桥相对于其它的结构而言，有着更高的强度和更低的质量，在面对一些比较特定的路面，例如：超宽多车道、小半径公路等，如何才能确保大桥的水平抗倾覆，是设计者需要思考的问题。钢拱桥在设计和施工过程中，若因某些因素造成桥体不平衡而产生侧翻，极有可能造成重大的安全事故。这是因为，由于桥墩的弯道较窄，且跨距较大，当桥墩的桥墩比钢梁的宽幅大时，其承载能力将被削弱，在一些极端条件下，桥墩的外部承重将急剧增大，内部承重较轻，从而造成了桥墩的倾覆，造成了交通事故。在进行各种规范参数的精确布置与分析时，必须将主梁的受力控制在可承受的合理值内。这样既可以满足桥墩的承载要求，又可以保证桥墩的承载能力。在钢拱桥的侧向稳定性问题中，侧向抗倾问题所占比例较大，已是关系到钢拱桥的安全性问题[2]。

2.2钢结构桥梁倾覆过程

是由于偏心荷载作用，使其倾翻扭矩远低于其抵抗扭矩，但在该情况下，其侧向支座在侧向荷载作用下，其侧支在侧向力作用下，产生了弯曲变形。通过对近些年来钢质桥梁的倾翻失效案例的研究发现，桥墩底部会先出现弯曲变形，从而引起桥墩沿着主梁的过度变形，从而引起桥墩顶部落梁。如果在设计时对墩柱的刚性不够重视，在出现偏载时，会在柱顶产生较大的侧向力，造成墩柱受损，即便此时桥头并没有出现脱空，也会存在很大的反复危险。所以无论是部分的混凝土受损或整个的压折，都会引起支座的转角处超出承载能力，从而引发大桥的倾翻。

桥梁结构在承受不断增加的荷载时，可能会逐渐接近倾覆的临界状态。桥梁的抗倾覆系数需要对每个部件进行分析后才能得出，不能仅仅用普通力矩来计算。对于连续梁桥来说，影响其横向稳定性的因素不仅包括主梁的抗倾覆性能，还包括主梁和墩柱之间的复杂相互作用。因此，在这个角度上，可以把钢结构桥梁的横向抗倾覆看作是一个结构稳定性问题。桥梁支座是否脱空并不能决定桥梁的横向稳定性，还需要进一步分析主梁倾覆力矩和抗倾覆力矩之间的关系，在此基础上保证钢结构桥梁在发生偏载时有足够的承载力。由此可见，如果只用桥梁结构在倾覆力矩下的支座反力作为评估桥梁稳定性的条件是不全面的[3]。

根据规定的大桥钢结构施工要求，对其进行了一系列的工作，并对其进行了相应的工作，最后，对其进行了如下的工作，具体内容见表1。评价工程质量的程序应该在项目完工后启动，其重点是对整个工程的质量和在建设中的各种质量资料进行试验和检验。在对有关数据进行质量时，运用了专家评分方法，并运用了对各关键品质因素的模糊评分，将其定量分析出来。聘请多名专业人士对各个品质因素进行评估和评分，并要进行评估和独立的评审。对全部数据进行随机抽样，不低于30%，在项目完工后，各质量因素实际得分的平均值。最终，需要对各个质量因素的权重进行设置，并以公司的质量管理体系评价标准中的相关规定为依据，以加权平均分为依据，来确定各个品质因素的权重[4]。

表 1 桥梁钢结构工程质量管理要素与评价等级

2.3桥梁钢结构加固

在大多数的时候，钢结构大桥出现的倾翻事件，都是因为超载的交通工具造成的。因此，有关部门应当对这个问题给予足够的关注，并对其展开严密的控制，要彻底杜绝超载的汽车在公路上通行，并且还不允许重型汽车在钢结构大桥上沿公路或者在其附近逗留。钢桥的侧向稳定问题，在外部环境允许的情况下，宜采用双柱型桥墩，尽量抬高各支座间距，对于坡度较大的弯桥，宜采用偏斜的支座，以抬高其侧向，提高其抗倾能力。在钢桥主梁的设计中，要尽量减小其中心点的位置，选择中心点与中心点成夹角的断面，以提高其侧向稳定性能。对于一些具有不稳定性的钢桥，可以采取适当的措施对其进行修复，提高其抗倾能力。目前，我国对钢桥的加强还处于起步状态，只取得了一定的成果。所以，在条件允许的情况下，在修复和强化后，应当对其进行一定的载荷测试，以评价其真实的抗倾覆性能，进而确保其在构造上的承载力得到提高，具有较好的抗倾覆性能。

结束语

为了能够确保整个大桥的安全稳定，必须要作出一份完善的钢结构设计计划，将各个部件的设计细节和外界的环境对其产生的作用进行全面地分析，从而对其进行全面的控制，对其进行全面的控制，并将各种的腐蚀处理工作做得妥妥当当，以确保在完成了验收之后，大桥的总体结构能够满足要求，从而为车辆的行驶提供一个良好的环境。除此之外，在具体的工程建设过程中，还需要对品质的关键环节进行全方位的把握，要对品质进行严格的监督，在工程完成之后，还要对品质进行全方位的评估。将质检工作贯彻于项目设计、施工全过程及完工验收后，从而达到全面的品质管理过程。

参考文献：

[1]刘强. 钢结构桥梁完整性设计的理念与方法[J]. 中国公路,2019(13):112-113.

[2]李勇,杨彩霞. 钢结构桥梁完整性设计理念与具体设计方法[J]. 公路交通科技（应用技术版）,2019(6):258-259,280.

[3]徐金华. 关于桥梁钢结构的完整性设计分析[J]. 黑龙江交通科技,2019,42(11):123-124.

[4]涂莹莹. 当代钢结构桥梁的完整性设计技术浅析[J]. 建材与装饰,2019(11):273-274.