關(guān)于橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)探析

邴海華

摘要：隨著新時(shí)期發(fā)展，橋梁建設(shè)項(xiàng)目不斷增加，在有效的研究橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程，要提高對于設(shè)計(jì)原則的認(rèn)識(shí)，本文探索了設(shè)計(jì)原則，提出了具體的設(shè)計(jì)措施。希望通過進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究，能夠不斷提高橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，從而進(jìn)一步為橋梁工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展提供有效保證。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì);鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);研究

對于鋼結(jié)構(gòu)的橋梁來說，其設(shè)計(jì)過程更應(yīng)該從其結(jié)構(gòu)入手，不斷提高設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，從而利于全面提升橋梁使用年限。在有效的開展設(shè)計(jì)研究過程，需要從多方面入手，積極制定更加完善的設(shè)計(jì)方案，從而科學(xué)的采取高效的設(shè)計(jì)手段，以不斷加強(qiáng)對于橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力。下面通過實(shí)踐分析，具體總結(jié)橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對策。

1 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的基本原則

以橋梁鋼結(jié)構(gòu)為對象，對于所選擇的細(xì)節(jié)構(gòu)造而言，應(yīng)保證其疲勞強(qiáng)度較大。當(dāng)進(jìn)行疲勞計(jì)算的時(shí)候，需要實(shí)際調(diào)查構(gòu)造，深入分析其可更換性，并且兼顧橋梁壽命期中一系列因素，比如施工、維修等，合理劃分構(gòu)造類型，在疲勞計(jì)算過程中利用合適的保證率。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面來講，如果結(jié)構(gòu)不得不進(jìn)行應(yīng)力集中，并且存在焊接缺陷等問題時(shí)，應(yīng)該選擇與應(yīng)用具有較強(qiáng)韌性的焊條。當(dāng)設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該盡量防止焊縫集中現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)格控制焊接殘余應(yīng)力。在結(jié)果設(shè)計(jì)過程中，在最大程度上降低因?yàn)槿毕荻鴮?dǎo)致的應(yīng)力集中，盡可能應(yīng)用半徑相對較大的圓弧，確保結(jié)構(gòu)具有兩種特性，一種是幾何連續(xù)性，另一種是剛度連貫性。

2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)主要策略

2.1 橫向抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)

當(dāng)開展實(shí)際工作時(shí)，通過有效應(yīng)用合適的鋼結(jié)構(gòu)，可以提高橋梁質(zhì)量與強(qiáng)度，不過對于半徑較小且車道較多的設(shè)計(jì)而言，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重橫向抗傾覆，對其進(jìn)行深入探索。當(dāng)以往開展橋梁施工時(shí)，通常由于設(shè)計(jì)缺乏合理性而影響橋梁，導(dǎo)致其某部位傾覆，主要是因?yàn)楫?dāng)開展鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)，一方面橋梁跨度比較大，另一方面連續(xù)鋼梁具有較小半徑，同時(shí)與橋面寬度相比，鋼梁寬度較小，由此嚴(yán)重影響橋梁承載力，使其均勻度不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而引發(fā)傾覆現(xiàn)象。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)橋梁工程時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該合理計(jì)算這三項(xiàng)參數(shù)，切實(shí)了解與掌握衡量受力情況，唯有如此才可以使橋梁保持受力平衡，避免傾覆現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)開展施工時(shí)，應(yīng)該處于橫梁位置，由施工人員完成細(xì)砂灌注，進(jìn)而從整體上提高橋梁穩(wěn)定性。

2.2 焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)

對于橋梁整體而言，焊接結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，后者的完整性設(shè)計(jì)能夠確保前者的穩(wěn)定性，由于受力不同，所以焊接接頭形式存在差異，在接頭部位發(fā)揮應(yīng)力作用，所以受力性能差異較大，當(dāng)進(jìn)行焊接時(shí)無法完全將應(yīng)力消除，這一作用力致使接頭變形，導(dǎo)致接頭出現(xiàn)諸多缺陷，無法達(dá)到整體性設(shè)計(jì)要求。因此，當(dāng)實(shí)際開展橋梁整體設(shè)計(jì)工作時(shí)，一定要深入分析接頭設(shè)計(jì)，以符合預(yù)先制定的規(guī)范為基礎(chǔ)，做好三方面的工作。其一，在遵守因地制宜原則的基礎(chǔ)上選擇合適的形式，以焊接性檢測要求為準(zhǔn)，得到靜力以及疲勞等級(jí)，由此確定焊接形式。其二，當(dāng)進(jìn)行焊接設(shè)計(jì)時(shí)，一定要精準(zhǔn)設(shè)計(jì)重要細(xì)節(jié)，確保焊接受力均勻度達(dá)標(biāo)，將應(yīng)力降到最小。其三，在設(shè)計(jì)過程中，一定要深入分析焊接檢測標(biāo)準(zhǔn)與要求，當(dāng)檢測焊縫質(zhì)量時(shí)，一定要以無損檢測等為準(zhǔn)。

2.3 施工人孔的設(shè)置問題

在橋梁整體性設(shè)計(jì)過程中，必須兼顧諸多環(huán)節(jié)，其中人孔設(shè)置極為關(guān)鍵，需要提高對其重視程度。當(dāng)設(shè)計(jì)現(xiàn)代橋梁時(shí)開展人孔設(shè)計(jì)工作，主要是為了便于施工，所以在箱梁頂板以及腹板部位完成設(shè)置，當(dāng)開展人孔施工時(shí)，為確保橋梁整體性，應(yīng)密切關(guān)注相關(guān)問題。在數(shù)量較多的人孔設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量防止在一個(gè)斷面完成每一個(gè)人孔的設(shè)置操作，需要分散設(shè)置。于腹板位置，當(dāng)設(shè)置人孔的時(shí)候，需要選擇應(yīng)力較小的部位，在連續(xù)梁上設(shè)置人孔時(shí)，需要選擇剪力最小的位置，當(dāng)在頂板位置設(shè)置人孔的時(shí)候，應(yīng)該設(shè)置于1.5跨徑處，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)該精確計(jì)量。

2.4 設(shè)計(jì)中加勁肋的設(shè)置

加勁肋可以設(shè)置在支座處，也可以設(shè)置在集中荷載的位置，作為條狀加強(qiáng)件，主要是為了確保構(gòu)件局部穩(wěn)定性，同時(shí)傳遞集中力。在人們的認(rèn)知中，此項(xiàng)設(shè)計(jì)無關(guān)緊要，但是在實(shí)際操作中為確定是否有必要設(shè)置加勁肋，一定要科學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算。若有必要設(shè)置加勁肋，首先應(yīng)該從豎向上設(shè)置，同時(shí)以腹板厚度與剪應(yīng)力為依據(jù)，合理設(shè)置距離。如果在完成該操作后仍舊無法達(dá)到要求，那么應(yīng)從水平方向上加勁肋，由此適當(dāng)補(bǔ)充豎向加勁肋。之所以加勁肋，主要原因是原有構(gòu)件存在問題，其截面欠缺，以此強(qiáng)化抵抗彎矩以及剪力，通過加勁肋，能夠減小截面，進(jìn)而適當(dāng)減少用鋼量，降低成本，因此在工程中，將加勁肋設(shè)置于原構(gòu)件位置，由此強(qiáng)化抵抗彎矩以及剪力。

2.5 橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算

在計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力的過程中，所應(yīng)用的計(jì)算模式為邊孔利用單懸臂，并且中孔利用簡支掛梁。從縱向上合理劃分橋梁，使其成為諸多單元，然后為各單元截面編號(hào)，再輸入原始數(shù)據(jù)，包括項(xiàng)目總體信息、施工信息以及使用信息等。以全橋結(jié)構(gòu)為對象，根據(jù)全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，驗(yàn)算其安全性，計(jì)算三項(xiàng)內(nèi)容，第一項(xiàng)是預(yù)應(yīng)力，第二項(xiàng)是收縮徐變，第三項(xiàng)是活載計(jì)算。在橋臺(tái)位置與橋墩位置分別設(shè)置滑動(dòng)支座和固定支座，從碇梁和掛梁的實(shí)際情況來看，兩者屬于主從約束關(guān)系，應(yīng)分別在碇梁一端與掛梁一端設(shè)置固定支座和滑動(dòng)支座。針對牛腿計(jì)算而言，按照四個(gè)環(huán)節(jié)驗(yàn)算牛腿尺寸與配筋。一是牛腿截面內(nèi)力，在完成該參數(shù)的計(jì)算之后，加強(qiáng)校對與核算不同危險(xiǎn)截面。二是豎截面驗(yàn)算，以偏心受壓桿件為依據(jù)，求出抗彎與抗剪強(qiáng)度。三是最弱斜截面驗(yàn)算，在明確斜截面位置后，以偏心受拉構(gòu)件為依據(jù)，求出斜截面強(qiáng)度。四是45°斜截面的抗拉驗(yàn)算。

3 結(jié)語

總之，在有效的開展橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究過程，要結(jié)合具體工程項(xiàng)目實(shí)際，科學(xué)的運(yùn)用多樣化的設(shè)計(jì)方法，全面綜合的進(jìn)行設(shè)計(jì)方案分析，從而才能不斷提高設(shè)計(jì)水平。通過本文進(jìn)一步分析，提高了對于橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，希望分析能夠?yàn)闃蛄轰摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展奠定良好基礎(chǔ)。

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