關于橋梁鋼結構的設計探析

邴海華

摘要：隨著新時期發展，橋梁建設項目不斷增加，在有效的研究橋梁鋼結構的設計過程，要提高對于設計原則的認識，本文探索了設計原則，提出了具體的設計措施。希望通過進一步設計研究，能夠不斷提高橋梁鋼結構的設計水平，從而進一步為橋梁工程建設事業發展提供有效保證。

關鍵詞：橋梁設計;鋼結構設計;研究

對于鋼結構的橋梁來說，其設計過程更應該從其結構入手，不斷提高設計的穩定性，從而利于全面提升橋梁使用年限。在有效的開展設計研究過程，需要從多方面入手，積極制定更加完善的設計方案，從而科學的采取高效的設計手段，以不斷加強對于橋梁鋼結構的設計能力。下面通過實踐分析，具體總結橋梁鋼結構設計對策。

1 橋梁鋼結構的設計的基本原則

以橋梁鋼結構為對象，對于所選擇的細節構造而言，應保證其疲勞強度較大。當進行疲勞計算的時候，需要實際調查構造，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，合理劃分構造類型，在疲勞計算過程中利用合適的保證率。從結構設計方面來講，如果結構不得不進行應力集中，并且存在焊接缺陷等問題時，應該選擇與應用具有較強韌性的焊條。當設計焊接結構的時候，應該盡量防止焊縫集中現象發生，嚴格控制焊接殘余應力。在結果設計過程中，在最大程度上降低因為缺陷而導致的應力集中，盡可能應用半徑相對較大的圓弧，確保結構具有兩種特性，一種是幾何連續性，另一種是剛度連貫性。

2 橋梁鋼結構的整體設計主要策略

2.1 橫向抗傾覆穩定設計

當開展實際工作時，通過有效應用合適的鋼結構，可以提高橋梁質量與強度，不過對于半徑較小且車道較多的設計而言，相關設計人員應該注重橫向抗傾覆，對其進行深入探索。當以往開展橋梁施工時，通常由于設計缺乏合理性而影響橋梁，導致其某部位傾覆，主要是因為當開展鋼結構施工時，一方面橋梁跨度比較大，另一方面連續鋼梁具有較小半徑，同時與橋面寬度相比，鋼梁寬度較小，由此嚴重影響橋梁承載力，使其均勻度不達標，進而引發傾覆現象。因此，當設計橋梁工程時，相關設計人員應該合理計算這三項參數，切實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，避免傾覆現象發生。當開展施工時，應該處于橫梁位置，由施工人員完成細砂灌注，進而從整體上提高橋梁穩定性。

2.2 焊接結構完整性設計

對于橋梁整體而言，焊接結構至關重要，后者的完整性設計能夠確保前者的穩定性，由于受力不同，所以焊接接頭形式存在差異，在接頭部位發揮應力作用，所以受力性能差異較大，當進行焊接時無法完全將應力消除，這一作用力致使接頭變形，導致接頭出現諸多缺陷，無法達到整體性設計要求。因此，當實際開展橋梁整體設計工作時，一定要深入分析接頭設計，以符合預先制定的規范為基礎，做好三方面的工作。其一，在遵守因地制宜原則的基礎上選擇合適的形式，以焊接性檢測要求為準，得到靜力以及疲勞等級，由此確定焊接形式。其二，當進行焊接設計時，一定要精準設計重要細節，確保焊接受力均勻度達標，將應力降到最小。其三，在設計過程中，一定要深入分析焊接檢測標準與要求，當檢測焊縫質量時，一定要以無損檢測等為準。

2.3 施工人孔的設置問題

在橋梁整體性設計過程中，必須兼顧諸多環節，其中人孔設置極為關鍵，需要提高對其重視程度。當設計現代橋梁時開展人孔設計工作，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置，當開展人孔施工時，為確保橋梁整體性，應密切關注相關問題。在數量較多的人孔設計中，應該盡量防止在一個斷面完成每一個人孔的設置操作，需要分散設置。于腹板位置，當設置人孔的時候，需要選擇應力較小的部位，在連續梁上設置人孔時，需要選擇剪力最小的位置，當在頂板位置設置人孔的時候，應該設置于1.5跨徑處，所以設計者應該精確計量。

2.4 設計中加勁肋的設置

加勁肋可以設置在支座處，也可以設置在集中荷載的位置，作為條狀加強件，主要是為了確保構件局部穩定性，同時傳遞集中力。在人們的認知中，此項設計無關緊要，但是在實際操作中為確定是否有必要設置加勁肋，一定要科學設計計算。若有必要設置加勁肋，首先應該從豎向上設置，同時以腹板厚度與剪應力為依據，合理設置距離。如果在完成該操作后仍舊無法達到要求，那么應從水平方向上加勁肋，由此適當補充豎向加勁肋。之所以加勁肋，主要原因是原有構件存在問題，其截面欠缺，以此強化抵抗彎矩以及剪力，通過加勁肋，能夠減小截面，進而適當減少用鋼量，降低成本，因此在工程中，將加勁肋設置于原構件位置，由此強化抵抗彎矩以及剪力。

2.5 橋梁的結構內力計算

在計算結構內力的過程中，所應用的計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，再輸入原始數據，包括項目總體信息、施工信息以及使用信息等。以全橋結構為對象，根據全預應力構件，驗算其安全性，計算三項內容，第一項是預應力，第二項是收縮徐變，第三項是活載計算。在橋臺位置與橋墩位置分別設置滑動支座和固定支座，從碇梁和掛梁的實際情況來看，兩者屬于主從約束關系，應分別在碇梁一端與掛梁一端設置固定支座和滑動支座。針對牛腿計算而言，按照四個環節驗算牛腿尺寸與配筋。一是牛腿截面內力，在完成該參數的計算之后，加強校對與核算不同危險截面。二是豎截面驗算，以偏心受壓桿件為依據，求出抗彎與抗剪強度。三是最弱斜截面驗算，在明確斜截面位置后，以偏心受拉構件為依據，求出斜截面強度。四是45°斜截面的抗拉驗算。

3 結語

總之，在有效的開展橋梁鋼結構設計研究過程，要結合具體工程項目實際，科學的運用多樣化的設計方法，全面綜合的進行設計方案分析，從而才能不斷提高設計水平。通過本文進一步分析，提高了對于橋梁鋼結構設計的認識，希望分析能夠為橋梁鋼結構設計工作開展奠定良好基礎。

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