摘要：近些年，建筑行业快速发展，桥梁钢结构设计和建造的质量关乎经济社会的安全稳定以及人民的生命财产安全，应充分把握这种桥梁的设计和建造规范，明晰不同工序之间的联系和彼此的影响，本文首先阐述了钢结构桥梁完整性设计理念，随后从横向抗倾覆设计和焊接结构完整设计两个方面阐述了具体方案和策略的选择。
关键词：钢结构；桥梁设计；完整性设计方法
引言
近些年来，我国在公路交通事业方面的成就有了显著的提升，人们的日常出行条件获得了极大的改善，但需要注意的是，我国目前在公路交通方面还是存在一定的问题的，特别是一些超载车辆的存在，对于公路桥梁造成了极大的破坏，一方面这些超载车辆会对公路桥梁的承载力构成威胁，同时也会对广大人民群众的生命安全造成极大的威胁。相关数据表面，我国桥梁出现事故的情况相较以往有所提升，同时由于我们所处的外部环境也在不断的发生着变化，导致桥梁的钢结构损耗加速，桥梁的使用年限进一步的缩短，这些都是会对人们的日常出行造成一定的危险的。因此，开展桥梁钢结构设计研究工作，提升其安全性非常有必要的。
1桥梁钢结构的整体设计理念概述
1.1钢结构整体设计目标
我国桥梁钢结构设计的完整性设计目标是能够保证在桥梁的使用年限内，有足够的使用安全性和可靠性。鉴于国际标准，我国桥梁的完整性设计在考虑桥梁材料性能、制造工艺、安装方法、机构细节构造以及桥梁使用环境和定期维护方式方法等因素后，确定使用年限一般为100a。完整性设计目标，不仅需要考虑结构的强度、钢度等，还需要进一步评定损伤和损伤容限断裂与抗断裂等相关问题，以确保实现桥梁钢结构的完整性最终设计目标。
1.2钢结构损伤及损伤容限
钢结构从材料加工过程到服役期不可避免的会在内部和表面形成和发生微小缺陷，在一定外部因素（荷载、温度、腐蚀等）作用下，这些缺陷不断扩展与合并形成宏观裂纹，导致材料和结构力学性能劣化。对桥梁钢结构而言，完整性和损伤是相对应的，损伤程度将会对结构的完整性带来影响，损伤极限则是结构的失效。而损伤容限是指钢结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。损伤容限概念的使用是承认钢结构在使用前存在有初始缺陷，但可通过结构完整性设计方法评判带缺陷或损伤的钢结构在服役期限内的安全性。
国内桥梁钢结构因损伤导致局部破坏的实例近几年时有发生，结构损伤构成了对桥梁安全与耐久最大的威胁。在引起设计者对焊接结构损伤、损伤扩展以及结构系统失效过程关注的同时，也引发了人们对如何保证桥梁钢结构系统整体完整性的思考。
1.3钢结构桥梁设计的应用
钢结构为桥梁设计所重用，是因为其有强度高而质量轻的特点，同时在抗压性和抗拉性能上较之其他材料结构更佳，且在外观上相比于混凝土而言更为直观，其强度等级也更高，不仅如此，在考虑到施工周期问题上，钢结构在较之混凝土桥的施工上，也有利于施工周期的缩短。鉴于诸多优点，现阶段钢结构桥梁设计应用很多：①应用于城市中的立交桥当中，如果在这些道路上采用混凝土结构来进行施工，这就会延长工程的工期，还影响到后期的维护。②应用于大跨度的桥梁建设当中，大跨度工程的施工显然是混凝土结构的弱势环节，所以施工人员在施工过程中经常优先考虑钢结构的施工设计方式。如在城市立交桥上，如大跨径海、江、河桥梁等，我国的长江大桥、杭州湾大桥等，由于混凝土结构满足不了大跨径要求，故而只能使用钢结构设计。
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2桥梁钢结构完整性设计方案
2.1横向抗倾覆设计
在进行桥梁钢结构设计工作时，设计工作人员一定要充分的考虑桥梁的横向抗倾覆性能，特别是在多车道桥梁路段，这个问题必须要引起设计工作者的特别注意。为做好横向抗倾覆设计研究工作，设计工作者需要进行科学的运算，深入施工现场充分调研来考虑衡量的偏心受力情况，防止出现设计失误，造成外部受力较大而内部却不受理的情况，避免横梁受力不均匀引发的安全施工。此外，为保障衡量受力均衡，施工人员还可以采用砂石填方的方式来保障桥梁的平稳。
2.2焊接结构完整设计方案
在钢结构桥梁的整体完整性，焊接结构的设计方案是至关重要的，是桥梁安全稳定服役的关键要素。设计和建造时，针对桥梁不同部位的焊接工序和工艺，应结合该部位的受力特点，进行合理调整。焊接的接头部位所受的应力能够影响到钢梁本身的受力情况。在进行焊接的时候，这些应力是客观存在的，并且无法真正去除，而焊接应力的不良后果能使接头发生一定程度的形变，引发一些性能上的缺陷，影响钢结构桥梁的完整性特点。所以对焊接接头应该加以重视，保证钢结构桥梁的完整性。
2.3施工人孔的设置问题
桥梁整体性设计中，需要注重的环节较多，比如说十分重要的人孔设置，便是一个值得着重考虑的问题。现代桥梁设计中设计人孔，通常是为了在施工上能够提供快捷和方便，故而一般都开设在桥梁箱梁顶板和腹板上，在施工人孔中，为了桥梁的整体性，需要注意一下几个问题：在关于数量较多的人孔设计上，需要尽可能的避免将所用的人孔放置在同一断面上，并将其分散开；人孔设置应尽可能避免应力集中的桥梁部位，如果人孔设置在桥梁局部应力较大的地方，应该采取相关措施对其进行加强巩固；在腹板中设置人孔，应选取应力相对薄软的地方，如跨中位置，如果是连续梁，当选取剪力最小的地方进行人孔施工设置，而在顶板中设置人孔，则需要将其放置在1.5跨径出，为此需要设计人员进行相关精确的测量和计算。
2.4加劲肋设计
所谓的加劲肋，实际上就是桥梁钢结构施工中使用的一种加强件，用于加强构件的稳定性，通常有板肋和U型肋。加劲肋在桥梁钢结构中发挥着非常重要的作用，设计人员一定要尽量的收集相关信息，选则与桥型相适用的加劲肋，并对其进行科学的运算，以此来确保所得的数据的精确性，保障设计内容的准确性。
2.5桥梁的结构内力计算
结构内力计算是以边孔采用单悬臂，中孔采用简支挂梁作为结构的计算模式。将桥梁纵向划分为多个单元，并对每个单元截面进行编号，然后进行项目原始数据输入。输入的数据信息有：项目总体信息、单元特征信息、预应力钢束信息、施工阶段和使用阶段信息。按全预应力构件对全桥结构安全性进行验算，计算的内容包括预应力、收缩徐变及活载计算。桥台处滑动设支座，桥墩处设固定支座，碇梁与挂梁间存在主从约束，挂梁一端设置固定支座，另一端设滑动支座。牛腿计算是对预先设计好的牛腿尺寸和配筋分4个步骤进行验算：①牛腿的截面内力。求出截面内力后对各种危险截面进行强度校核；②竖截面验算。按偏心受压杆件验算抗弯和抗剪强度或按受弯杆件验算强度；③最弱斜截面验算。求得最弱斜截面位置后，按偏心受拉构件验算此斜截面的强度；④45°斜截面的抗拉验算。
结语
钢结构桥梁设计和建造的质量关乎经济社会的安全稳定以及人民的生命财产安全，是必须加以重视的一件事情。尤其是在钢结构桥梁的设计阶段，对于桥梁的抗倾覆性能和焊接容易出现的问题应严谨对待，通过科学的设计和合理的施工工艺，使桥梁在全生命周期之内维持可靠性和稳定性，为经济建设提供基础性服务。
参考文献
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论文作者:徐建
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：桥梁论文; 钢结构论文; 完整性论文; 损伤论文; 结构论文; 截面论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第10期论文;