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摘要：现代化建设的速度越来越快，要想使工程建筑设计更好的适应社会进步，工程项目设计中要注重对组合梁桥设计思路的分析，根据具体情况采取简支钢-混凝土梁桥形式，加强简支钢-混凝土组合梁桥结构设计，以此提高整体结构的稳固性。考虑支架沉降、组合梁预应力等因素，重点探讨组合梁桥变形问题的补救措施，为行车提供安全保障。
关键词：简支钢；结构形式；组合梁桥；损伤机理；变形控制
前言
设计人员针对组合梁桥结构存在的问题，及时考虑如何改善组合梁桥设计的问题，坚持人本化的设计理念，注重环境因素的分析和研讨，尽可能减小地震作用，分析组合梁桥整体结构可承受的最大荷载力，保证结构作用力的有效传递。了解箱梁界面与其变形的关系，采用专用技术精确测量简肢钢、混凝土混合箱梁的滑移效应，结合滑移效应加强组合梁桥设计方案完善，提高箱梁界面抗弯程度，使简支钢-混凝土组合梁桥结构在建设结构设计中得以广泛利用。
1.组合梁桥结构设计概况
某工程项目中采用简支钢、混凝土箱梁，梁体全长89m，总跨径为75m，节间距为9.8m，中心距在7.9m，由槽型钢、钢筋混凝土、预应力混凝土等部分构成，以大跨度的形式将箱梁与桥梁结构稳固连接起来。组合梁桥结构的主要特点为：结构稳固、重量轻、跨径能力强，目前在桥梁设计中得到有效运用。为提高梁桥结构整体的稳固性，作业人员安装钢腹板和横撑板，使钢腹板和横撑板与组合箱梁牢固连接，减少质量问题发生[1]。桥梁构造重点突出与环境的协调性，为考虑建设费用，及时采取减噪措施，对桥梁部分进行科学分析，通过了解桥梁结构现状，及时增强整体的安全性，由于箱梁结构主要为预应力形式，因此为减轻设计中的复杂程度，及时处理好混凝土自身的质量缺陷。满足实际工作需求，适当降低建筑高度，同时为结构的荷载水平为考虑对象，让组合箱梁结构呈现出良好的视觉效果。
2.主梁构造
设计人员根据建设钢结构桥梁设计规范，认真规划主梁构造，及时满足腹板最小厚度要求，根据实际情况，设置高度为2014mm的钢腹板，厚度为24mm，抗剪强度为152MPa。提升支座承受压，采用混凝土方式增强支座整体的承载力，严格按照组合桥梁设计要求，对于发生损坏的连接件，在大跨径范围内设计了1560个拴钉，将各个栓钉连接起来，从而稳步提升了建筑工程对抗剪强度的基本规定。下图为主梁横向分布系数示意图，作为参考。
图1：主梁横向分布系数
3.简支钢-混凝土组合梁的设计要点
承载力：根据组合箱梁破坏特征，加强抗扭曲设计，构建有效的组合箱梁试验模型，采用科学试验的方式，使得箱梁整体结构免受破坏。结合组合箱体受力特点、运行状态，考虑如何提高结构抗弯程度的问题，实时了解弯矩型损坏程度、混凝土的强度、安全系数等多项数据，保证最佳的设计效果，确保翼缘板两侧钢筋足够，只有这样方可提升组合箱体的耐久性。严格控制翼缘板的强度，依据组合梁引起的裂缝隐患，并结合箱梁受力特点，采取有效的翼缘板防开裂措施，完善承载力分析模型。在组合抗扭矩的基础上，设置混凝土式的翼缘板结构形式，在此环节，设计人员要分析组合效应带来的影响[2]。耐久性：采用收缩补偿
混凝土，合理控制其抗压性，进行有效的耐久性设计。由于简支钢长期暴露在自然环境中，如果自身不具有很好的抗腐蚀性，就无法发挥应有的抗腐蚀作用，对组合梁体来说，简支钢自身性能直接影响整体运行效果，比如严格按照规范流程对简支钢进行除锈处理，根据SSPC-SP6标准来展开有效的喷砂除锈操作，从而确保其表面有足够的粗糙度，除锈操作中，表面涂装是个关键，依次进行底漆、中间漆等的除锈操作，认真涂好面漆。下图为组合箱梁受力情况。
图2：组合箱梁受力
4.损伤机理
组合梁桥结构在局部应力作用下，同时受到外部环境影响，其内部容易形成微型缺陷，为避免缺陷问题发生扩展，重点考虑材料自身质量，针对材料质量引起的损失影响作出科学分析，在了解内部场变量的环节，也对局部损伤量有了深刻的认识。微小缺陷引起的横截面面积损失在很大程度上影响了整体结构的稳固性，受力面积与损伤程度有着一定联系，为充分了解连续变量对局部损伤的程度，要考虑材料质量的影响。损伤对整体强度的影响，比如局部出现弹性断裂，缺陷问题较为严重，此时需将弹性断裂现状与损伤力学联系起来，考虑列车荷载对损伤力学的影响，由于车辆与桥梁之间会形成一定的耦合作用力，桥梁长期受到车辆荷载影响后会产生静荷载和动荷载，由此导致裂缝问题出现，继而简支钢与混凝土截面产生了滑移现象，随着裂缝面积不断扩展，从而产生了很大裂纹[3]。环境对桥梁腐蚀性的影响，出于桥梁结构安全性因素的考虑，为有效避免结构损伤，需要及时分析空气湿度、环境温度等的改善策略，为结构设计提供充足的水分和湿度条件。考虑地震对结构的影响，在高强度地震作用下，桥梁结构失去了原有的承载功能，一旦上下部分的连接部位出现缺陷，抗震挡块也就无法正常发挥作用，导致应力传递方式发生了改变，由于局部失稳，桥梁受到地震很大的影响。
5.变形控制
变形状态：变形时的状态时提高变形控制效果的主要因素，在当前这个重视组合梁体设计质量的时期，需要加强对支座的约束力，根据位移程度和位移范围，考虑如何降低变形影响。相对滑移是简支钢-混凝土组合箱梁抗弯设计中的主要内容，先选定控制指标，然后根据附加挠度影响加强变形控制规划。
变形控制要点：对组合箱梁进行变形控制的环节，需要考虑这些问题：临时支护、桥面加固、沥青铺装、钢板拉力等，针对具体情况采取有效措施。对于桥面下部钢板及混凝土最大压力值进行科学研究，设计不同截面的组合梁，便于根据标准的技术要求，对竖曲线相应位置进行及时调节，严格控制预拱度，比如某组合梁体设计中，设计人员将主桥预拱度设计为16m。结合工程实际情况，使用吊车进行材料运输，梁车与吊车配合使用，将其停靠于隔离带附近、不影响施工的位置，针对临时支护与整体结构的关系，及时确定梁体内力大小，结合实际顶力大小，将顶起高度控制在合理范围内，提高临时支护的支撑力量[4]。对于还未浇筑的混凝土，需要及时对其进行修复处理，待桥面增加钢筋荷载后，确保顶力在桥面板、浇筑面板等位置。严格遵循箱梁设计顺序进行规范作业，正确控制顶起高度，作业中不可避免的会进行一些危险操作，因此要求作业人员必须要认真做好安全防护，保障个人安全，采用专业技术有效指导设计操作，为保证设计效果，根据实际情况核对支护钢柱的规格和数量，及时检查其外观是否损坏。
6.稳定性
对于开口界面的组合梁体，将其设置成工字型，在外荷载影响下，组合梁体与箱梁界面会产生一定的滑移，这种现象在大跨径箱梁设计中要及时考虑到位。尽可能减少滑移程度，依据箱体整体的荷载力和刚度特征，分析变形时的主要状态，增强对滑移现状的正确认识。由于组合梁体是利用剪力连接的，因此这种情况下，界面挠度增加了12%，为确保组合梁体在工程项目中的有效利用，要提高强度要求，严格控制其变形程度，依据箱梁变形控制原理带动变形控制实践，将相应理论灵活用于变形控制中，减弱界面上的滑移效应。设计组合梁体最大抗弯力和抗剪力的环节，及时了解弹性转动对简支钢的影响，保证局部稳定的情况下，尽可能采取提高腹板稳固性的改善方法，抗弯刚度设计中，分析临界屈曲应力、两侧简支、腹板宽度、扭矩刚度等因素，进行非均匀性屈曲设计，约束翼缘受力，研究组合梁体弯矩影响下钢腹板受力的实际状况，便于钢梁腹板能够均匀受压。
7.结束语
综上所述：本文以组合梁桥设计为例，通过介绍整体结构特征、主体构造、损伤机理、稳固性等设计内容，促进简支钢-组合梁桥在建筑设计中的有效运用。考虑外部环境造成的微小缺陷、明确梁体变形状态及变形问题改善设计，根据位移程度和位移范围考虑如何降低变形影响，加强变形控制规划，对竖曲线相应位置进行及时调节，提高临时支护的支撑力量，将箱梁变形控制原理运用于实践。
参考文献：
[1]邓青儿，于洋，汤岳飞. 大跨径钢—混凝土组合梁在老桥改建中的应用[J]. 桥梁建设，2016，46（1）：59-64.
[2]冀伟，邓露，何维，等. 波形钢腹板PC简支箱梁桥局部与整体动力冲击系数的计算分析[J]. 振动与冲击，2017，36（8）：22-28.
[3]刘君平 . 钢-UHPC组合梁与钢-普通混凝土组合梁抗弯性能对比试验研究[J]. 工程力学，2018，35（11）：98-104+151.
[4]冀伟. 波形钢腹板PC简支箱梁桥的扭转振动频率分析[J]. 振动、测试与诊断，2017，37（4）：769-774.
论文作者:费海清
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/26
标签：组合论文; 结构论文; 混凝土论文; 腹板论文; 荷载论文; 桥梁论文; 损伤论文; 《防护工程》2019年8期论文;