關于橋梁鋼結構設計的思考

魏星 管曼羽

摘 要：整體來看，近年來隨著我國交通業的發展，在一定程度上促進橋梁工程建設的發展。隨之，橋梁工程建設技術逐步提高、不斷創新，鋼結構橋梁逐漸被廣泛應用，成為當下橋梁工程建設的重要形式之一。但是，目前來看，我國針對鋼結構橋梁工程展開的相關研究工作相對較欠缺，對橋梁鋼結構設計的重視程度也有所不足。而針對目前橋梁工程建設所提出的安全和耐久性要求，橋梁鋼結構設計則顯得尤為重要，我們必須重視橋梁鋼結構設計。本論文將簡要分析目前鋼結構橋梁在設計方面有哪些不足的地方，并在此基礎之上提出幾點鋼結構橋梁設計要點。

關鍵詞：橋梁工程;鋼結構橋梁;鋼結構設計

中圖分類號：U448.36 文獻標識碼：A

1 橋梁鋼結構設計不足之處

橋梁鋼結構憑借其施工周期短、綜合效益高等優勢，逐漸被大家廣為使用。但是，目前我國針對橋梁鋼結構設計所做出的研究還很少，而且研究的內容較為淺顯，這在一定程度上對鋼結構橋梁的廣泛運用和發展帶來消極影響。因此，這就需要注意分析目前橋梁鋼結構設計存在的不足之處，具體如下：

1.1 設計問題

無論針對何種形式的橋梁工程建設而言，工程建設的關鍵在于設計方面。工程設計從根本上對工程施工進度、工程施工要點、工程施工成本、工程質量要求等等方面帶來影響。整體來看，目前我國橋梁工程建設部分存在設計問題。不合理的設計、不科學的設計不僅僅在一定程度上對工程投資帶來消極影響，甚至還有可能對工程質量產生消極影響，導致安全隱患問題的發生。長期如此，則會對我國橋梁工程建設的發展產生一定程度的消極影響。值得注意的是，目前橋梁鋼結構設計問題較為顯著，沒有創新。通常情況下，選擇套用現有的橋梁鋼結構設計。此外，鋼結構性能參數的計算和考慮也是當下較為常見的問題。

1.2 銹蝕問題

眾所周知，鋼結構的鋼材主要由鐵構成，這就會導致銹蝕問題的發生，從而從根本上對材料的結構力學性能產生消極影響。當鋼結構發生銹蝕問題，情況較輕時，會在一定程度上對鋼結構整體受力能力產生消極影響。當發生較嚴重的銹蝕問題，則可能導致鋼結構銹蝕部位發生彎曲問題，甚至情況嚴重時還有可能導致安全隱患問題的發生，引發交通事故。除此之外，無論是鋼結構原材制作還是在實際使用階段，鋼結構多多少少都會出現一些微小變化甚至是損傷，假若不加以處理其對材料的結構力學性能帶來的消極影響更為嚴重。

1.3 質量問題

具體來說，質量問題可以細化為選材質量問題和施工質量問題兩方面。其一，選材質量問題。鋼結構的質量好壞直接決定橋梁的使用性能，因此這就要求鋼結構設計應當基于國家標準展開，強調嚴格把控選材質量。其二，施工質量問題。具體就是指鋼結構制作施工過程中必須按照設計制作、必須按照規范操作，只有每道工序都滿足要求才能保證整體鋼結構工程滿足要求。值得注意的是，焊接工藝問題應當引起高度重視，強調按照工藝焊接的必要性和重要性。焊接缺陷問題一旦出現會對生產產生一定程度的消極影響，甚至還會導致安全隱患問題的發生，從而在一定程度上增加了安全事故發生的可能性。

1.4 構造細節問題

構造細節問題相對而言是所有鋼結構設計問題中較為容易被忽視的問題，但是同時也是較為容易造成安全事故、安全隱患的原因之一。橋梁鋼結構設計構造細節出現問題，則導致幾何應力集中，從而導致這些細小構造在遇到可變荷載作用時擴大疲勞應力，最終導致其較易出現變形。

2 橋梁鋼結構設計要點

通常情況下，橋梁鋼結構設計流程為：結構適應性判別（依照橋梁實際工程特點衡量其應用鋼結構形式的可行性）、結構選型與布置（基于綜合考慮規劃結構方案）、結構截面預估（依據構件受力初判構件截面）、節點設計（保證連接節點與結構模型節點一致）、結構力學分析（軟件分析或建立數學模型）、工程判定（運用軟件評估）、結構修正（依據工程判定修正）、構件設計（判斷使用單一鋼種或不同強度的鋼材）、結構圖紙編制（其一，設計圖;其二，施工詳圖）。以下將簡要分析橋梁鋼結構設計要點：

2.1 焊接工藝完整性設計

首先，針對焊接設計應當強調細節構造設計的重要性和必要性，必須保證焊接受力均勻。其次，基于焊接性能檢測得到的相關參數，選擇焊縫相關形式。最后，充分考慮焊接接頭的相關問題。此外，還應當在焊接工藝設計階段應當充分考慮焊接工藝檢測相關問題。如非不必要的特殊情況外，焊接應當連續，焊縫應當修整平順。值得注意的是，焊接工藝完整性可以在一定程度上為保證鋼結構橋梁整體穩定性產生積極影響，應當引起重視。

2.2 橫向抗傾覆穩定性設計

整體來看，橋梁鋼結構設計需要把握的要點有許多，其中較為重要的一點在于橫向抗傾覆穩定性設計。其中，針對車道眾多的橋梁，或者是小半徑橋梁展開設計時，如何把控其橫向抗傾覆穩定性成為現下思考的重要問題，而且這一問題也是現下的熱議研究問題。這就要求在實際設計階段，應當注意科學計算，并在此基礎之上分析橫梁的受力狀況，進而進行橫梁偏心受力設計。值得一提的是，當增加多車道時，應該注意按照要求提高其橋梁整體平穩性，具體可以借助灌砂針對橫梁進行填充處理。

2.3 結構內力

通常情況下，橋梁鋼結構設計需要基于結構內力計算展開。具體就是指，基于橋梁縱向展開劃分得到多單元，進而對其進行編號和信息輸入。計算內容大致有：其一，活載計算。其二，預應力計算。其三，計算收縮徐變。

2.4 施工人孔

通常情況下，橋梁鋼結構設計施工人孔有兩種情況。第一種情況，將施工人孔設計在橋梁頂部，應當置于跨徑為一點五米左右的位置。第二種情況，將施工人孔設計在橋梁腹板，應當置于應力相對而言較小的位置。值得一提的是，橋梁鋼結構設計中施工人孔設計作為一項必不可少的內容，應當注意把控人孔位置設計的合理性，確保同一橋梁斷面不設置過多的人孔。

2.5 加勁肋設計

針對橋梁整體而言，為了保障構件的穩定應當注意在橋梁支座或者承擔主要荷載的位置添加加勁肋設計，即設置加強件。而在實際展開橋梁鋼結構設計時，這部分設計內容不被重視甚至被忽視，歸根結底在于大家沒有正確認識加勁肋設計的必要性和重要性。衡量是否進行加勁肋設計應當取決于實際數據計算結果。加勁肋的形式具體有豎向和水平兩種形式，根據橋梁工程實際特點比較選擇。

3 結束語

總而言之，目前我國針對橋梁鋼結構設計所做出的研究還很少，而且研究的內容較為淺顯，這在一定程度上對鋼結構橋梁的廣泛運用和發展帶來消極影響。而針對目前橋梁工程建設所提出的安全和耐久性要求，橋梁鋼結構設計則顯得尤為重要，我們必須重視橋梁鋼結構設計。因此，這就需要我們注意分析目前橋梁鋼結構設計存在的不足之處，不斷優化橋梁鋼結構設計，強調橋梁鋼結構設計創新。進而對我國整體橋梁工程建設的發展產生積極推動作用，甚至交通業的發展以及整體經濟發展產生一定程度的積極影響。

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