淺析人行天橋鋼結構的整體設計策略

張玉峰

摘 要：當前的社會無論是經濟水平還是科技水平，都處在一種快速的發展當中，而相應的建筑行業也在快速的發展，傳統的鋼筋水泥結構的建筑已經不能夠跟的上當前城市快速發展的節奏了，當前在工程項目的施工當中，運用最廣泛的是鋼結構的建筑形式，它最大的優點是質量比較輕而且具有極大的剛性，建成之后又有極強的穩定性，能夠承受較大的壓力，鋼結構的質量能夠有效的提高整個工程的項目與質量安全，所以我們應該從鋼結構設計質量的提高入手來提高整體的建筑設計水平。

關鍵詞：橋梁結構；整體設計；鋼結構

1 前言

改革開放以來特別是近幾年，我國城市化發展的水平不斷的加快，所以公路橋梁的建設水平也得到了迅速的提高，在當前公路建設水平也在不斷提高，在當前這個社會，人們對于公路和橋梁的質量要求也越來越高，這時候鋼結構因為質量輕但是穩定性好這個特點開始在橋梁建筑當中被廣泛的采用，而且已經取得了很大的成績，例如說加蓬人行天橋項目，充分借鑒了我國的設計方式，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中緩解行人和車輛的交通壓力。

2 橋梁結構的整體設計理念

我們已經知道，隨著科技水平的提高，鋼結構的橋梁由于質輕且穩定性好、質量美觀等等許多的優點而將混凝土結構取而代之，而且在施工的過程當中，他還有施工簡便和工期短的優點，所以被越來越廣泛的應用，在我們橋梁的建設過程當中，施工人員可以通過對型鋼與結構鋼進行相互的焊接，進而保障橋梁施工質量的完美，使其能夠達到對于設計要求的承載力等，也可以對于其使用壽命進行一定的延長。在對于橋梁結構的建設過程當中，對于鋼結構的應用主要表現在以下的幾個方面，首先是在城市的立交橋當中，因為立交橋對于結構的要求比較高，所以如果我們采用傳統的混凝土結構進行施工，那么不僅會使工期延長，更有可能會使后期維護的難度加大，其次就是在大跨度的橋梁建設過程當中，這也是混凝土結構的弱勢環節，所以施工人員也在考慮鋼結構來代替。

2.1 鋼結構橋梁的設計目標

在我們對于橋梁的施工標準來看，對于在橋梁的施工過程當中使用鋼結構是一個非常好的選擇，也能夠滿足標準，但是為了能夠保證建筑施工的過程當中鋼結構的安全性以及可靠性，就需要在橋梁施工之前有專業的設計人員對于橋梁的結構以及施工思路進行一個完整的設計，在設計時需要我們對于橋梁的荷載、外界壓力和拉力以及建筑施工材料的選用等等多個方面的細節進行全面的考慮，而且，最后為了能夠滿足對于橋梁完工以后的穩定性以及韌性，一定要能夠對設計好的橋梁在施工之前做好完工預測與評估。

2.2 鋼結構的損傷以及損傷容限

我國當前的橋梁工程的設計安裝，在對于鋼結構的加工處理以及施工的過程當中，都會由于種種原因產生裂縫，對于這些裂痕，一定要能夠及時的進行處理，一旦這些小問題處理不當，就極易變成大的裂縫進而影響到鋼結構的整體性能，進而造成所謂的鋼結構損傷，這時候我們就不得不提到一個關鍵詞就是損傷容限，這個主要是指鋼結構的施工過程當中本身就對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為施工人員在施工之前可能會發現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行抑制，進而能夠避免在整個建設過程當中出現一定的安全隱患，進而能夠保證在鋼結構的使用過程當中能夠在使用期限內更加的穩定和可靠。

在近年來，橋梁結構當中由于鋼結構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，所以這對設計人員的要求會比較高，希望他們能夠對于鋼結構的結構方式和施工過程都進行仔細的分析，保證設計的完整性，盡量的減少在施工過程當中可能會產生的威脅，保證橋梁結構的正常運作。

3 加蓬人行過街天橋的案例分析

加蓬人行天橋為位于加蓬共和國首都利伯維爾。為連接街道、住宅、廠區、學校，跨越交通主干道而設，為鋼桁架結構。橋梁兩邊設計標高以業主提供的平臺標高為依據，橋兩端部與平臺相連接采用鉸支座。設計主要分為天橋上部結構：采用鋼桁架梁；天橋下部結構：采用柱式墩臺；最后是橋面結構：采用樓承板加上混凝土的混合結構。設計時主要是桁架吊桿、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。所以焊接的穩定性是我們必須進行鋼結構設計時必須關注的要點，下面將針對其設計要點進行簡單分析。

4 橋梁鋼結構的設計要點分析

4.1 橫向穩定性設計

對于我們的橋梁設計工作而言，合理的使用鋼結構能夠有效的提高橋梁工程的施工質量以及完工性能，增加橋梁的承載強度以及穩定性，但是對于一些半徑比較小或者是車道比較多的時候，一般的施工過程已經不能夠滿足實際的要求了，所以我們需要對于其中的橫向抗傾覆設計進行全面深入的研究。我們在過去的施工過程當前，經常會由于施工過程當中的不合理設計導致橋梁在使用過程當中內部發生某些部位的傾覆。我們在橋梁的施工過程特別是在人形天橋的施工當中，涉及到的路線比較長，橋梁的跨度比較大，連續的橋梁設計半徑都比較小，而且一般這種天橋的寬度都小于路面的寬度，就會導致橋梁整體的受力不均，進而導致傾覆，所以設計師在進行橋梁的設計過程當中，都需要對于當前的跨度以及橋梁的半徑以及寬度和跨度進行全面合理的計算，在設計時有一個小技巧就是可以在橫梁處灌入細砂，這樣可以有效提高整個橋梁的穩定性。

4.2 焊接結構完整性設計

我們在對于橋梁工程進行設計時，影響施工穩定性的另一個重要的因素就是對于焊接結構的完整性進行設計。在我們當前的設計過程中，因為焊接結構的接頭容易受到不同程度的負荷，所以受到的應力也是不同的，但是盡管這些應力不同，但是設計人員以及當前的技術都不能夠保證應力能夠被徹底的清除，所以焊接結構的接頭極易在使用的過程當中出現變形的情況。所以在設計時就應該對焊接的接頭處進行全面的考慮，除了相應的規定需要遵守以外還應該注意做到以下幾點：首先是要根據焊接的實際情況進行設計，在設計完成以后不能夠置之不理，而是應該設計相關的實驗對于可能的受力情況和疲勞等級進行評定，然后在各種不同的焊接方法當中選擇最合適的；其次，在焊接結構的設計中應該對于焊接的細節進行詳細的設計，從而保證焊接結構的承載力能夠達到受力平衡的狀態，將應力降到最低；最后，設計師應該要對檢測的結果進行綜合的考慮，選擇最合適的方案，保證設計的質量以及完整性。

5 結語

總之，在當前我國經濟發展帶動了科技的進步，而科技的興盛又進一步的加快了橋梁設計技術的提高，在當前的這種形勢之下，我國對于橋梁的鋼結構的應用也是十分的廣泛。在我們對其不斷的設計當中，設計師和施工人員都需要不斷的優化自己的設計，保證其穩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行考慮，對橋梁的設計進行全面的分析，對焊接接頭的穩定性進行優化，進而保證橋梁結構的整體質量得以有效提高。

參考文獻：

[1] 李志軍，刁華.淺談橋梁鋼結構的整體設計策略[J].中國建筑金屬結構， 201（10）：195～196.

[2] 黃嘉偉，龍華.淺論橋梁鋼結構設計策略及注意事項[J].四川水泥，2015（9）.

[3] 李蔚.淺談鋼結構橋梁高強度螺栓工地施工工藝[J].房地產導刊，2015（30）.

[4] 王東.淺析高強度螺栓連接施工技術[C]//全國智慧結構學術會議，2016.