桥梁钢结构设计探讨.docVIP

桥梁钢结构设计探讨 　　 摘要：随着经济的发展，桥梁建设也在逐渐更新，到现在，桥梁已经成为各个城市和公路并肩的一种交通方式。在现代桥梁的完整性设计研究中，我们不难看出，好的设计理念是基础。本文主要阐述了桥梁钢结构疲劳设计的基本原则，提出了桥梁中的钢结构设计问题，并对钢结构的完整性设计进行了探讨。 　　关键词：桥梁钢结构；设计要点；原则；设计要点 　　中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 　　一、桥梁钢结构疲劳设计的基本原则 　　1、在选取桥梁钢结构细节时，在经济条件允许的情况下，尽量选取疲劳强度等级较高的细节构造或采取提高构件疲劳强度等措施。 　　2、在桥梁钢结构疲劳计算时应考虑构造的可更换性，同时照顾施工、营运、维修、养护等桥梁寿命期内的各种因素，对构造进行分类，在进行疲劳计算时要采用不同的保证率；对于重要但无法更换的构件，取其中最高的保证率，对于可以更换的构造按更换和维修费用高低分别取不同的保证率，费用较高的保证率就高，反之则较低，但最低保证率不得低于97％。 　　3、在低温地区建造钢桥或钢筋混凝土叠合桥梁，必须考虑冷脆性和动态负载耦合作用的影响，材料的选择要有比较高的韧性，要提高材料断裂韧性的水平。应明确结构工作温度的最底限，设计时要将连接部位的承载力比其相连的杆件承载力高20～50％。在设计构件的断面时，在满足应力和结构稳定的情况下，尽量使用相对较薄的断面。 　　4、在结构设计上，当结构不能避免应力集中和焊接缺陷时，或由于结构形状限制而不能进行非破坏性检验，或结构中小于临界尺寸的缺陷有被漏检的可能时，选用的材料和焊条必须韧性要高。 　　5、在进行焊接结构的设计时，避免焊缝集中和重叠交叉，尽量减少焊接产生的残余应力。结构设计应尽量使由于缺陷所引起的应力集中减小到最低限度，如不采用尖锐角，尽量用较大半径的圆弧代替，尽量保证结构的几何连续性和刚度连贯性。除特殊情况外，不得使用间断焊。焊缝端尽量设置在应力较低处，对重要构件焊缝位置应打磨平顺，保证应力流线平顺通过。 　　二、桥梁中的钢结构??计问题 　　1、设计方面 　　对任何一个工程来说，核心部分是设计，设计的优劣在很大程度上影响着工程的造价、质量、施工难度以及工期。我国虽然有一些优秀的设计，但是大多数设计都存在着一定的问题，设计上的不合理不仅给经济带来损失使得投资加大，还给桥梁工程的质量埋下了安全隐患，严重阻碍了我国桥梁建设技术的进步。尤其是桥梁钢结构的设计，基本上遵循相同的模式，套用现成的设计，没有创新思维，也很少采用一些新材料或者新结构，不能根据实际的地域情况、周遭环境进行设计。加之在设计的过程中，没有充分计算钢结构的性能参数，往往为了追求稳固的效果，而随意增大强度系数，造成了不必要的材料和物资的浪费，另外在参数计算中对实际使用情况考虑的不够全面，使桥梁在使用过程中出现失稳以及应力屈服的现象。上述情况都是钢结构桥梁设计中的常见问题。 　　2、质量方面 　　桥梁钢结构在选材方面一定要注意质量问题，因为针对于桥梁来说，受力的主体是钢筋和混凝土，所以影响桥梁的使用性能的决定性因素就是钢结构的质量。在设计时要严格遵守国家强制规范设计，不得随意降低标准设计，另外在制作钢结构的时候要严格按照规范进行操作，严格执行每一道工序以保证桥梁的工程质量，避免出现安全事故。 　　3、锈蚀现象 　　钢材的主要成分是铁，所以对于钢材而言不可避免的就会发生自然锈蚀现象，这也是造成桥梁设计危害的一个方面原因。如果钢结构锈蚀到一定程度就会严重危及桥梁的安全和使用寿命。钢结构在使用过程中，如果发生锈蚀，就会使结构本身的受力能力降低，使桥梁在行车荷载的作用下，整体受力不稳定，部分锈蚀严重的位置出现弯曲现象，会影响桥梁的使用，严重的还会引发交通事故，后果不堪设想。 　　4、焊接工艺 　　焊接质量对工艺方法的依赖性较强，在影响工序质量的各因素中占有更重要的地位。其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。钢结构主要是靠焊接工艺结合在一起的，焊接过程如严格不按合理的工艺执行就会产生焊接缺陷，焊接缺陷不仅给生产带来了许多困难，而且可能带来灾难性的事故。据统计好多钢结构事故中，绝大多数是由焊接缺陷而引起的。这种焊接缺欠比较容易出现在钢结构焊接的细节上，这些焊接细节问题都是会影响钢结构整体受力的稳定性。如果不加以防范，就会埋下安全隐患。 　　5、不良细节构造 　　不良的构造细节会使几何应力集中，这在钢结构设计中是最容易被忽视的地方，也是比较容易引发事故的原因之一。桥梁钢结构因为细节设计不良致使桥梁在使用过程中，几何应力集中叠加，在可变荷载的作用下，这些细小的损伤不断扩展，导致疲劳应力的扩大，最终导致事故发生。桥梁是一个整体结构，一