摘要：我国交通事业的迅猛发展，不仅使交通出行环境越来越好，也使我国公路桥梁工程事业的发展有了更广阔的发展空间。但交通运输事业的发展，使公路桥梁等工程日常运营中的外部载荷有了极大程度的提升，面对这种情况，我国实现了钢结构在桥梁工程设计中的应用，这种结构具有强度高、承载能力强的优势，但应保障其结构、质量等多方面的完整性，以便钢结构的优势充分发挥。为此，文章探究了钢结构桥梁设计中完整性设计方法的具体实践。
关键词：钢结构；桥梁设计；完整性设计；方法实践
交通运输量的提升，使桥梁工程中很多承载能力差的结构都无法应用于现代化桥梁工程的建设中，而钢结构以其承载能力好、稳定性好等优势在众多结构中突出。但钢结构在桥梁工程中的应用，也会受到外部环境的影响，导致其不断损耗，而通过研究，基于完整性角度展开钢结构桥梁设计能够有效减缓钢结构的损耗，使其更有效的抵抗外部环境因素的变化。因此，钢结构桥梁设计中完整性设计方法的实践具有重要意义。
一、完整性设计方法分析
（一）设计方法产生背景
现阶段，钢结构设计过程中主要通过结构钢筋单元焊接形成一个完整的结构整体，其有承载能力强、使用寿命长的优势，在设计过程中设计人员在满足设计对承载能力以及强度的要求基础上，还需要综合分析其稳定性与安全性，因此，设计目标较多，导致设计后结构经常出现不同的问题。例如，在实现结构安全性与耐久性的同时，结构的强度可能受到破坏，而且一旦在焊接环节出现问题，经常出现钢结构局部损坏的情况[1]。基于该背景，行业内部认识到了钢结构对提升桥梁工程整体品质的重要影响，同样也意识到了其问题的存在，从而不断展开探究，提出了完整性设计方法，基于该方法保障钢结构的整体性与完整性。
完整性设计方法的特点主要有两方面，一方面是结构设计的强度与刚度必须满足设计要求；另一方面，全面分析钢结构承压后对耐久性产生的伤害，尽最大可能优化各项性能指标，使结构整体具备优越的、良好的性能。
（二）完整性设计目标
根据完整性设计理念以及该设计方法研究的初衷，其目标为：在钢结构寿命周期范围内赢实现结构整体的安全性与准确性始终处于稳定状态。因此，在设计过程中需要将承载重量、结构构成、材料功能、安装方法、制作程序、使用空间等多方面内容按照统一的标准进行设计[2]。从而可以看出，完整性设计理念不单纯是实现钢结构构件的联合，其还基于完整性角度展开了对结构损伤程度与情况的设定与评价。
二、钢结构桥梁损伤情况分析
一是，材料破损。桥梁工程施工过程中，由于施工现场环境不稳定，经常出现施工材料引外力因素破坏的情况；同时，焊接过程中如果操作上出现违规行为，也会导致材料质量受到不同程度的影响，严重时会导致材料损坏，无法实现其功能。二是，焊接头损坏。焊接过程中反复的金属结晶进行焊接形成了焊接头，其强度大，但如果其承载能力超过了该位置的本身承载能力，可能会导致焊接头受损；同时，如果在设计过程中结构设计存在缺陷，焊接过程中缺陷会被无限放大，出现承载力分布不均，某一点承压突然增大等，这都会导致焊接头损坏。三是，镶嵌损坏。镶嵌过程中由于构件之间的碰撞很容易导致结构材料出现裂缝的病害，而裂缝可能处于隐蔽位置，在施工中不易被发现，但工程进入运营环节后，由于结构外部载荷的增加，病害程度会逐步升级，导致工程的安全性与稳定性受到影响[3]。
三、钢结构桥梁设计中完整性设计方法实践
（一）横向抗倾覆设计
横向抗倾覆设计是钢结构桥梁工程设计的重要环节，尤其是在半径小、运输量大的工程设计中，横向抗倾覆设计对工程的安全性有着重要的影响。完整性设计理念基础上，需要先展开科学的运算，对横梁偏心受力情况有全方位的分析，尽量避免出现外部受力大而内部不受力的情况，这样导致外部载荷无法均匀分布，会加速外部结构的损耗；同时，由于结构受力不均导致横梁失去平衡，容易出现气矿情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计中，可以根据实际情况，在横梁初利用砂石填方，保障其均匀受力。
（二）加劲肋设计
在钢结构设计中使用加劲肋主要起到结构加强作用，通常会将加劲肋安置在桥梁制作或结构内负荷较强的位置上，其主要发挥的作用是保障集中力量的顺利传递，实现构件稳定。但目前也有技术人员提出加劲肋并不能在钢结构中发挥出实际作用，因此，在设计过程中应通过科学的计算，通过对结构整体受力情况、承载情况、强度等多项参数的分析，明确是否需要加劲肋，如果需要需要根据实际施工要求选择合适的形式，确定采取竖向还是横向添加[4]。如果在一个方向添加加劲肋后仍不能满足施工的要求，应在另一个方向也安装加劲肋，但加劲肋位置的确定应通过准确的计算得出。
（三）焊接结构设计
保障焊接结构的完整性是完整性设计理念的核心，但自从我国将损伤概念引入到焊接结构中，设计过程中焊接材料、连接模式、工艺流程则无法实现完整。而且一旦结构损伤扩展，大量的损失集中在结构应力相对集中的部分，会导致结构整体使用寿命受到严重影响。因此，在焊接结构设计部分，应从材料的使用、技艺的实践、细节质量的控制以及损伤的处理等方面展开完整性设计，具体来讲：
一是，做好材料质量控制、材料强度控制、焊接头韧性控制，按照高标准进行各项匹配，其中必须注意的是，对于焊接接头的处理应使用统一的工艺，如果工艺不一致，将无法有效控制结构损伤。
二是，做好焊接头韧性控制，在焊接过程中，焊接人员以及焊接环境的变化可能导致焊接的微观构成与力学功能发生细微的变化，这些改变在宏观环境中虽然并不明显，但对焊接接头位置的负面影响十分明显，容易导致明显损伤出现，而这并不能单纯通过提升材料质量则可解决，还需要优化设计与技术工艺[5]。
三是，在焊接过程中应尽尽全力实现焊接缝尺寸的统一以及焊接次数的一致，这就要求保障原材料最佳、焊接设备状态最佳，其中对焊接母材的配置应进行反复的优化。
四是，在焊接过程中应注意对焊接细节的控制，避免细节问题出现重大损伤危害整个结构。
五是，焊接过程中细节部位的防腐工作会对焊接工艺的展开产生一定的影响，应综合考量科学使用焊接技术。确定结构的保养时间。
其中为了保障焊接结构设计的科学性，在设计中应明确要求施工人员根据施工现场情况的变化，做好静力检测以及疲劳级别的检验，以便选择最佳的焊接工艺。同时，必须做好焊接中受力的平衡，禁止出现应力。
结束语：
综上所述，钢结构设计是桥梁工程设计的核心内容，对工程整体质量有着直接的影响，因此，基于完整性设计理念，从结构整体角度展开考量与分析，能够有效提升工程整体质量与稳定性。文章探究了完整性设计方法在钢结构桥梁工程设计中的具体实践进行了分析，希望可以为设计人员提供有益的参考，同时也能够不断优化完整性设计方法的应用，提升钢结构桥梁设计水平。
参考文献：
[1]王婷婷.桥梁工程设计中钢结构系统的完整性设计策略[J].建筑工程技术与设计,2018,33(9):1093.
[2]张兴,杜斌,赵金钢.新旧公路钢结构桥梁设计规范的对比探讨[J].公路交通科技•应用技术版,2017,13(4):172-175.
[3]杨玉莹,周帆.浅析公路桥梁工程中自动化防水设计的要领[J].建筑工程技术与设计,2018,26(30):1804.
[4]陈竣,罗凡.基于不同角度分析公路钢结构桥梁抗疲劳设计[J].公路工程,2017,42(5):183-186,201.
[5]张勤学,闻洋.钢结构在软土地基公路桥梁耐久性设计与施工中的应用[J].公路工程,2017,42(5):348-351,372.
论文作者:甘宇茜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/1
标签：钢结构论文; 结构论文; 完整性论文; 桥梁论文; 过程中论文; 方法论文; 损伤论文; 《基层建设》2019年第15期论文;