淺析人行天橋鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)策略

張玉峰

摘 要：當(dāng)前的社會(huì)無論是經(jīng)濟(jì)水平還是科技水平，都處在一種快速的發(fā)展當(dāng)中，而相應(yīng)的建筑行業(yè)也在快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的建筑已經(jīng)不能夠跟的上當(dāng)前城市快速發(fā)展的節(jié)奏了，當(dāng)前在工程項(xiàng)目的施工當(dāng)中，運(yùn)用最廣泛的是鋼結(jié)構(gòu)的建筑形式，它最大的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量比較輕而且具有極大的剛性，建成之后又有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，能夠承受較大的壓力，鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能夠有效的提高整個(gè)工程的項(xiàng)目與質(zhì)量安全，所以我們應(yīng)該從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高入手來提高整體的建筑設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；整體設(shè)計(jì)；鋼結(jié)構(gòu)

1 前言

改革開放以來特別是近幾年，我國城市化發(fā)展的水平不斷的加快，所以公路橋梁的建設(shè)水平也得到了迅速的提高，在當(dāng)前公路建設(shè)水平也在不斷提高，在當(dāng)前這個(gè)社會(huì)，人們對(duì)于公路和橋梁的質(zhì)量要求也越來越高，這時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)因?yàn)橘|(zhì)量輕但是穩(wěn)定性好這個(gè)特點(diǎn)開始在橋梁建筑當(dāng)中被廣泛的采用，而且已經(jīng)取得了很大的成績(jī)，例如說加蓬人行天橋項(xiàng)目，充分借鑒了我國的設(shè)計(jì)方式，在城市中建立人行橋梁，主要是為了能夠在交通擁堵的城市當(dāng)中緩解行人和車輛的交通壓力。

2 橋梁結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)理念

我們已經(jīng)知道，隨著科技水平的提高，鋼結(jié)構(gòu)的橋梁由于質(zhì)輕且穩(wěn)定性好、質(zhì)量美觀等等許多的優(yōu)點(diǎn)而將混凝土結(jié)構(gòu)取而代之，而且在施工的過程當(dāng)中，他還有施工簡(jiǎn)便和工期短的優(yōu)點(diǎn)，所以被越來越廣泛的應(yīng)用，在我們橋梁的建設(shè)過程當(dāng)中，施工人員可以通過對(duì)型鋼與結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行相互的焊接，進(jìn)而保障橋梁施工質(zhì)量的完美，使其能夠達(dá)到對(duì)于設(shè)計(jì)要求的承載力等，也可以對(duì)于其使用壽命進(jìn)行一定的延長。在對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)過程當(dāng)中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面，首先是在城市的立交橋當(dāng)中，因?yàn)榱⒔粯驅(qū)τ诮Y(jié)構(gòu)的要求比較高，所以如果我們采用傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，那么不僅會(huì)使工期延長，更有可能會(huì)使后期維護(hù)的難度加大，其次就是在大跨度的橋梁建設(shè)過程當(dāng)中，這也是混凝土結(jié)構(gòu)的弱勢(shì)環(huán)節(jié)，所以施工人員也在考慮鋼結(jié)構(gòu)來代替。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)目標(biāo)

在我們對(duì)于橋梁的施工標(biāo)準(zhǔn)來看，對(duì)于在橋梁的施工過程當(dāng)中使用鋼結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常好的選擇，也能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)，但是為了能夠保證建筑施工的過程當(dāng)中鋼結(jié)構(gòu)的安全性以及可靠性，就需要在橋梁施工之前有專業(yè)的設(shè)計(jì)人員對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)以及施工思路進(jìn)行一個(gè)完整的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要我們對(duì)于橋梁的荷載、外界壓力和拉力以及建筑施工材料的選用等等多個(gè)方面的細(xì)節(jié)進(jìn)行全面的考慮，而且，最后為了能夠滿足對(duì)于橋梁完工以后的穩(wěn)定性以及韌性，一定要能夠?qū)υO(shè)計(jì)好的橋梁在施工之前做好完工預(yù)測(cè)與評(píng)估。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)的損傷以及損傷容限

我國當(dāng)前的橋梁工程的設(shè)計(jì)安裝，在對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的加工處理以及施工的過程當(dāng)中，都會(huì)由于種種原因產(chǎn)生裂縫，對(duì)于這些裂痕，一定要能夠及時(shí)的進(jìn)行處理，一旦這些小問題處理不當(dāng)，就極易變成大的裂縫進(jìn)而影響到鋼結(jié)構(gòu)的整體性能，進(jìn)而造成所謂的鋼結(jié)構(gòu)損傷，這時(shí)候我們就不得不提到一個(gè)關(guān)鍵詞就是損傷容限，這個(gè)主要是指鋼結(jié)構(gòu)的施工過程當(dāng)中本身就對(duì)于裂縫或者損傷所具有的一定的抵抗能力，損傷容限的提出主要還是因?yàn)槭┕と藛T在施工之前可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些材料具有些損傷，但是卻可以通過后期的一些處理將這些損傷進(jìn)行抑制，進(jìn)而能夠避免在整個(gè)建設(shè)過程當(dāng)中出現(xiàn)一定的安全隱患，進(jìn)而能夠保證在鋼結(jié)構(gòu)的使用過程當(dāng)中能夠在使用期限內(nèi)更加的穩(wěn)定和可靠。

在近年來，橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中由于鋼結(jié)構(gòu)的損傷帶來的橋梁破壞造成安全事故的事例也有很多，這些隱患的存在大大的影響到了橋梁工程在完成以后的正常使用帶來極大的威脅，所以這對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求會(huì)比較高，希望他們能夠?qū)τ阡摻Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方式和施工過程都進(jìn)行仔細(xì)的分析，保證設(shè)計(jì)的完整性，盡量的減少在施工過程當(dāng)中可能會(huì)產(chǎn)生的威脅，保證橋梁結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)作。

3 加蓬人行過街天橋的案例分析

加蓬人行天橋?yàn)槲挥诩优罟埠蛧锥祭S爾。為連接街道、住宅、廠區(qū)、學(xué)校，跨越交通主干道而設(shè)，為鋼桁架結(jié)構(gòu)。橋梁兩邊設(shè)計(jì)標(biāo)高以業(yè)主提供的平臺(tái)標(biāo)高為依據(jù)，橋兩端部與平臺(tái)相連接采用鉸支座。設(shè)計(jì)主要分為天橋上部結(jié)構(gòu)：采用鋼桁架梁；天橋下部結(jié)構(gòu)：采用柱式墩臺(tái)；最后是橋面結(jié)構(gòu)：采用樓承板加上混凝土的混合結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)主要是桁架吊桿、腹桿與弦桿的連接、橋面橫梁與弦桿的鏈接除特別注明外均采用焊接、橋面次梁與橋面橫梁之間的連接除注明螺栓連接外均采用焊接。所以焊接的穩(wěn)定性是我們必須進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須關(guān)注的要點(diǎn)，下面將針對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

4 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 橫向穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

對(duì)于我們的橋梁設(shè)計(jì)工作而言，合理的使用鋼結(jié)構(gòu)能夠有效的提高橋梁工程的施工質(zhì)量以及完工性能，增加橋梁的承載強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，但是對(duì)于一些半徑比較小或者是車道比較多的時(shí)候，一般的施工過程已經(jīng)不能夠滿足實(shí)際的要求了，所以我們需要對(duì)于其中的橫向抗傾覆設(shè)計(jì)進(jìn)行全面深入的研究。我們?cè)谶^去的施工過程當(dāng)前，經(jīng)常會(huì)由于施工過程當(dāng)中的不合理設(shè)計(jì)導(dǎo)致橋梁在使用過程當(dāng)中內(nèi)部發(fā)生某些部位的傾覆。我們?cè)跇蛄旱氖┕み^程特別是在人形天橋的施工當(dāng)中，涉及到的路線比較長，橋梁的跨度比較大，連續(xù)的橋梁設(shè)計(jì)半徑都比較小，而且一般這種天橋的寬度都小于路面的寬度，就會(huì)導(dǎo)致橋梁整體的受力不均，進(jìn)而導(dǎo)致傾覆，所以設(shè)計(jì)師在進(jìn)行橋梁的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，都需要對(duì)于當(dāng)前的跨度以及橋梁的半徑以及寬度和跨度進(jìn)行全面合理的計(jì)算，在設(shè)計(jì)時(shí)有一個(gè)小技巧就是可以在橫梁處灌入細(xì)砂，這樣可以有效提高整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性。

4.2 焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)

我們?cè)趯?duì)于橋梁工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，影響施工穩(wěn)定性的另一個(gè)重要的因素就是對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)的完整性進(jìn)行設(shè)計(jì)。在我們當(dāng)前的設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)楹附咏Y(jié)構(gòu)的接頭容易受到不同程度的負(fù)荷，所以受到的應(yīng)力也是不同的，但是盡管這些應(yīng)力不同，但是設(shè)計(jì)人員以及當(dāng)前的技術(shù)都不能夠保證應(yīng)力能夠被徹底的清除，所以焊接結(jié)構(gòu)的接頭極易在使用的過程當(dāng)中出現(xiàn)變形的情況。所以在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該對(duì)焊接的接頭處進(jìn)行全面的考慮，除了相應(yīng)的規(guī)定需要遵守以外還應(yīng)該注意做到以下幾點(diǎn)：首先是要根據(jù)焊接的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)完成以后不能夠置之不理，而是應(yīng)該設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)對(duì)于可能的受力情況和疲勞等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，然后在各種不同的焊接方法當(dāng)中選擇最合適的；其次，在焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)于焊接的細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，從而保證焊接結(jié)構(gòu)的承載力能夠達(dá)到受力平衡的狀態(tài)，將應(yīng)力降到最低；最后，設(shè)計(jì)師應(yīng)該要對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合的考慮，選擇最合適的方案，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及完整性。

5 結(jié)語

總之，在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)了科技的進(jìn)步，而科技的興盛又進(jìn)一步的加快了橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，在當(dāng)前的這種形勢(shì)之下，我國對(duì)于橋梁的鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也是十分的廣泛。在我們對(duì)其不斷的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)師和施工人員都需要不斷的優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)，保證其穩(wěn)定性和整體性的全面提升，這也需要我們能夠從整體性的角度進(jìn)行考慮，對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的分析，對(duì)焊接接頭的穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量得以有效提高。

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