桥梁结构设计中钢结构的完整性设计

总435期2017年第21期（7月 下）桥梁结构设计中钢结构的完整性设计刘建军，陈建明（江西省赣南公路勘察设计院，江西 赣州 341000）摘要：首先阐述了桥梁钢结构完整性设计理念并叙述了桥梁钢结构完整性设计的方法，包括焊接结构完整性的设计方法，加劲肋设置的设计方法，横向抗倾覆稳定性设计方法，优化车道钢结构的宽箱梁，然后对桥梁钢结构损伤的主要情况进行简单介绍，如材料破损，焊接头受损，镶嵌受损等情况，最后研究了桥梁钢结构焊接完整性的设计措施。关键词：桥梁结构；钢结构；完整性中图分类号：U443.3 文献标识码：B0 引言随着我国经济建设的发展，桥梁建设成为我国工程领域中的重要组成部分。桥梁的建设质量逐渐成为人们所关注的焦点。为了保证桥梁的设计和建设质量，在施工过程中，要充分考虑好钢筋结构的完整性，一旦出现施工问题时，需采取科学有效的补救措施。接的方式，才能保证桥梁整体结构的稳定性。2.2 加劲肋设置的设计方法为了提高桥梁结构构件的稳定性，在设计结构过程中，设计人员要注意在荷载量较多的地方加设加劲肋加以巩固，加劲肋的作用是为了增强桥梁的抗弯矩力，然而也不能盲目添加加劲肋，施工人员要经过严密的计算，得出整个桥梁的荷载力，从而决定是否需要增加加劲肋。2.3 横向抗倾覆稳定性设计方法钢结构在整个桥梁建设中起到非常重要的作用，虽然其重量较轻，但其强度效果非常佳。在实际发生的众多桥梁事故中，都是由于钢结构的横向抗倾覆能力差引起的，因此为了避免类似情况再次发生，设计师在桥梁设计过程中，设计多车道时要全面考虑好钢结构的横向抗倾覆能力。桥梁建设过程中如果出现了施工后的问题，这与设计存在缺陷有关，在设计桥梁建设过程中，如果钢结构的设计方案存在漏洞，则容易引起钢梁跨度增大，使桥梁的内部结构受力不均，从而影响了桥梁结构的稳定性。2.4 优化车道钢结构的宽箱梁在桥梁实际设计过程中，需确保设计方案根据竖向的计算标准，其次再通过计算支座间双悬臂之间的支架可以推算出桥梁的跨度。而在实际的施工过程中，可以采用竖向加劲肋的方法来增强桥梁的承载能力，如果增加竖向加劲肋不能满足实际施工的需求，则可以利用通过增加横向加劲肋的方式进行巩固。但是对横向加劲肋的增加量也需要相关人员经过周密的计算，而横向加劲肋的计算方法与纵向加劲肋的计算方法类似。1 桥梁钢结构完整性设计理念桥梁设计对桥梁的钢结构和桥梁建设质量的保障有着不可分割的作用，是为了保证桥梁在日后正式投入使用的安全。在桥梁建设施工过程中，设计技术人员要确保桥梁钢结构的完整性及设置好桥梁建设的相关参考数据，才能保证桥梁的建设质量得以保证，保证桥梁整体的稳定性和使用安全性。在桥梁建设施工过程中，桥梁在正式投入使用后，其内部的整体结构与一开始设计施工时都会出现微小的误差，正是这些误差导致桥梁在运行过程中出现重大的工程问题，随着时间的吞噬和受到各种自然因素的影响，建设桥梁的施工材料的性能会降低，导致整个桥梁的建设结构出现裂缝或塌陷，从而影响了桥梁系统的正常运行。因此设计人员在设计过程中，要保证桥梁建设结构的完整性以及强度，才能保证桥梁建设的质量。2 桥梁钢结构完整性设计的方法2.1 焊接结构完整性的设计方法焊接结构工作对桥梁建设十分重要，为了保护好桥梁建设的整体性及稳固性，在进行多次焊接时，焊接位置要相互错开，避免钢筋断裂。要根据结构的实际受力情况来决定接头的焊接方式，为了避免在焊接过程中，受到焊接设计的影响，设计人员在设计过程中，务必严格按照相关规范标准，全面考虑到结构的实际问题，控制好接头焊3 桥梁钢结构损伤的主要情况当前，在桥梁施工过程中，焊接技术全面应用到收稿日期：2017-05-03作者简介：刘建军（1982—），男，工程师，从事公路桥梁勘察设计工作。130

了桥梁钢结构的设计阶段，在实践过程中，虽然焊接技术能给钢结构提供方便，然而施工工艺以及材料同样会对钢结构产生不同程度的损坏。在实践过程中，碳素结构以及低合金强度的结构系数已经不能改变材料的物理特性，但是他能有效破坏形态，具体体现在低能量破坏上，在实践过程中，虽然产生的应力不算高，然而危险系数没有得到有效降低，在设计过程中，桥梁钢结构损坏以及工艺破坏主要体现在以下几点。3.1 材料破损主要是指建设施工的主材料在某些施工程序中遭到非人为的破坏，或者在压制过程中出现问题等。在焊接程序中，由于焊接方式不恰当，也会引起材料的损伤，导致层状断裂。因此在焊接的过程中，一定要十分留意细节问题，注意接口间的焊接，如果同一处地方需要多次焊接，则焊接位置应当错开，避免出现裂痕。3.2 焊接头受损在焊接的接头位置，由于多次焊接会导致金属结晶，促使主材料的强度随之增加，从而影响了桥梁钢结构的可塑性和强韧性。因此设计人员在设计桥梁钢结构时，应当充分考虑到以上细节对桥梁建设造成的不良影响。桥梁的钢结构会随着使用时间的延长而渐渐扩大其伤害度，尤其是处在较劣质的环境中的桥梁建设更为明显。如果桥梁结构焊接的缺口比较集中，再加上荷载力的不断增加，则会加快了桥梁结构的损坏速度，进而影响了桥梁的使用寿命。3.3 镶嵌受损通常情况下，设计人员在设计过程中没有注意构件的细节，也会直接导致桥梁结构的损坏。例如：在镶嵌过程中钢结构出现的裂痕往往会被施工人员忽视，然而这些细节是造成构架损伤的重要因素。在设计过程中，需控制好细节方面的损坏，在施工过程中，还要注意焊接的先后顺序，才能保证桥梁的结构的完整性。4 桥梁钢结构焊接完整性的设计措施在桥梁建设过程中，由于桥梁结构的受力程度不交通世界TRANSPOWORLD同，所以在焊接接头时也应当有所变化。在焊接几何应力时，由于受到构件某些程序的影响，难以保证焊接结构的完整性。因此在实际建设中，为了防止不良因素给桥梁建设带来不利的影响，应当注意以下几点：①需严格根据疲劳和静力的标准采取恰当的焊接方式，满足工艺施工可检测性的要求。②针对抗疲劳和抗裂痕的标准要求，结合实际条件和细节要求，详细分析构件破损的原因和桥梁的使用寿命推算。③在设计构造过程中，务必遵循“简单方便、安全焊接、安装简便”的原则。④做好焊接缺陷的预防工作，结合焊接应力和焊接收缩率的具体要求来评定焊接工艺评估标准。⑤利用损害检测和维护措施来制定使用说明内容和维修标准。以上陈述的五个方面都存在着密切的联系，因此设计人员在焊接设计过程中，应当充分考虑以上五个方面的因素给桥梁建设带来的不良影响，确保桥梁结构的完整性。5 结语综上所述，桥梁建设结构的设计对桥梁建设的质量有着重要的意义，桥梁结构的设计细节直接影响着桥梁结构的稳定性以及桥梁建设的工程质量。为了保证桥梁结构的完整性和桥梁的设计质量，设计人员在设计过程中，一定要充分考虑各个细节方面的问题，全面考虑影响桥梁结构质量的各项条件因素，从而确保桥梁结构的完整性和建设质量。参考文献：[1] 盛羽. 道路桥梁设计中的问题及对策[J]. 中华建设，2016（6）：102-103.[2] 王明焱. 道路桥梁设计中的隐患及解决措施分析[J]. 科技、经济、市场，2015（8）：92.[3] 李会满. 桥梁设计阶段的安全风险识别与评价[J]. 交通世界（运输车辆），2015（6）：88-89.[4] 李开胜. 道路桥梁设计的现状与改善策略的探讨[J]. 企业科技与发展，2015（15）：80-81.（编辑：钱宇宁）131