鋼結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展，近年來取得了驕人的成績，南京三橋、蘇通大橋、昂船洲大橋的建造，表明在大跨徑橋梁上鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢越來越明顯。橋梁是為滿足交通功能的建筑物，現(xiàn)代橋梁鋼結(jié)構(gòu)由結(jié)構(gòu)鋼加上單元經(jīng)焊(栓)連接組成為復(fù)雜的受力系統(tǒng)，有明確的承載安全和服役耐久性要求。
鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代科技設(shè)計中鋼構(gòu)展現(xiàn)出了特點，有了新的創(chuàng)意聯(lián)新鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司創(chuàng)新一個鋼結(jié)構(gòu)天橋設(shè)計簡介；
1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁整體設(shè)計理念概述
鋼結(jié)構(gòu)的特點是質(zhì)量輕，強度高，并且具備其抗壓以及抗拉等相關(guān)優(yōu)點，對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，其外觀更為直觀，強度等級更高。在我國，鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用十分廣泛。因為作為鋼結(jié)構(gòu)的施工而言，其施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要應(yīng)用在：①城市立交橋段，尤其是交通要道處，如果采用混凝土橋，必然增加施工周期，對于現(xiàn)場交通不能較好地維護(hù)。②大跨徑海、江、河橋梁（長江大橋、杭州灣大橋等），因為大跨徑的要求下，只能考慮鋼結(jié)構(gòu)，因為如果采用混凝土結(jié)構(gòu)，根本滿足不了大跨徑要求。
1.1 鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計目標(biāo) 我國橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為100年，與國際標(biāo)準(zhǔn)(BS5400，EURO CODE)基本一致。完整性設(shè)計的目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)的可靠與安全。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計由荷載、材料性能、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境及維護(hù)方式等多種因素所確定。設(shè)計除對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件連接及構(gòu)造細(xì)節(jié)按常規(guī)考慮強度、剛度要求外，尚需對損傷與損傷容限、斷裂與抗斷裂作出評定。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)損傷及損傷容限 鋼結(jié)構(gòu)從材料加工過程到服役期不可避免的會在內(nèi)部和表面形成和發(fā)生微小缺陷，在一定外部因素(荷載、溫度、腐蝕等)作用下，這些缺陷不斷擴(kuò)展與合并形成宏觀裂紋，導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化。對橋梁鋼結(jié)構(gòu)而言，完整性和損傷是相對應(yīng)的，損傷程度將會對結(jié)構(gòu)的完整性帶來影響，損傷極限則是結(jié)構(gòu)的失效。而損傷容限是指鋼結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi)抵抗由缺陷、裂紋或其他損傷而導(dǎo)致破壞的能力。損傷容限概念的使用是承認(rèn)鋼結(jié)構(gòu)在使用前存在有初始缺陷，但可通過結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計方法評判帶缺陷或損傷的鋼結(jié)構(gòu)在服役期限內(nèi)的安全性。
國內(nèi)橋梁鋼結(jié)構(gòu)因損傷導(dǎo)致局部破壞的實例近幾年時有發(fā)生，結(jié)構(gòu)損傷構(gòu)成了對橋梁安全與耐久*大的威脅。在引起設(shè)計者對焊接結(jié)構(gòu)損傷、損傷擴(kuò)展以及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失效過程關(guān)注的同時，也引發(fā)了人們對如何保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體完整性的思考。
2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計策略
2.1橫向抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)的橋梁普遍比較輕而且強度非常高，然而，在小半徑以及多車道設(shè)計時，其橫向抗傾覆是當(dāng)前研究的熱點內(nèi)容。早前的橋梁施工中，由于設(shè)計原因，導(dǎo)致在施工過程中或者橋梁使用過程中發(fā)生橋體傾覆。因為連續(xù)鋼梁的半徑比較小，所以相對而言，其跨度顯得較大，如果再加上橋面寬于鋼梁，這一必定顯得活載不是*優(yōu)，弄不好橫梁外側(cè)支座受力增大，而內(nèi)側(cè)支座出現(xiàn)不受力，這樣橫梁受力極其不均勻，發(fā)生梁體的傾覆。在設(shè)計過程中，通過合理的計算，來設(shè)計橫梁的偏心受力情況，這樣即可滿足橋梁的荷載要求，也能似的橋體均勻受力。在橫梁處采取灌砂措施，并在滿足規(guī)范的條件下，增加多車道時的橋梁整體穩(wěn)定度。
2.2 焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計要點 橋焊接結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計是保障橋梁整體穩(wěn)定性的重要因素，其焊接的接頭形式因受力的不同而各有差異，其接頭部位的應(yīng)力作用導(dǎo)致了母材結(jié)構(gòu)以及受力性能的不同，同時，在焊接過程中不能100%消除應(yīng)力，焊接應(yīng)力通常導(dǎo)致焊接接頭的變形，造成焊接接頭形成大量缺陷，不能滿足橋梁整體性設(shè)計要求。所以在橋梁整體設(shè)計中，必須考慮焊接接頭的設(shè)計，在滿足相干規(guī)范的前提下，必須做到：①因地制宜地選擇形式，并通過焊接性檢測要求來獲取靜力和疲勞等級，來決定焊縫相關(guān)形式。②在焊接設(shè)計中，必須詳細(xì)設(shè)計其關(guān)鍵細(xì)節(jié)，達(dá)到焊接中受力均勻，盡可能降低應(yīng)力。③在設(shè)計中必須考慮焊接檢測相關(guān)要求，必須以無損檢測等相關(guān)控制指標(biāo)來檢測焊縫質(zhì)量。 |
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