现代桥梁设计中钢结构的完整性设计论文_杨帆1,王晨晨2

现代桥梁设计中钢结构的完整性设计论文_杨帆1,王晨晨2

1.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽合肥 230001

2.中大建设股份有限公司 江西上饶 334000

摘要:随着我国经济的飞速发展,交通事业发展迅猛,桥梁交通作为公路交通系统中一个重要的构成部分也得到了快速发展。钢结构作为桥梁结构中一种主要结构,在工程建设中得到了广泛运用,是公路桥梁质量的基础。

关键词:桥梁设计;钢结构;完整性设计

引言

随着国民经济的快速发展,国家对钢结构桥梁的建设步伐加快,钢结构不仅在桥梁工程中应用,在其他建设项目中也得到了广泛的应用。随着钢结构应用的增加,钢结构的质量对工程的安全至关重要。在现代桥梁设计中,钢结构不仅是桥梁外观的保证,也是保证桥梁质量的关键。大部分桥梁设计人员都重视对钢结构焊接结构质量的研究,而忽视了钢结构的整体思维和研究。近年来,许多国内外钢结构受到了破坏,钢结构的整体性研究也受到了桥梁设计人员的进一步研究。

1.桥梁钢结构完整性设计的理念和目标

1.1完整性设计理念出现的原因

目前桥梁的结构是结构钢加单元筋焊接在一起的,具有较强的承载能力而且使用的寿命比较长,设计师在进行设计的时候竭尽全力去满足最大限度的强度和稳定性,即使是这样,也会出现这样或那样的问题。究其原因,主要是桥梁的承载力不能够全面地制约桥梁的安全性和耐久性。现如今国内的焊接技术比较先进,大多数桥梁出现问题的主要原因就是桥梁的局部受到损坏,这样的问题多数的时候都会出现在比较隐蔽的地方并且不容易修补,这就会使桥梁的使用寿命缩短。桥梁整体性包括两点:第一,要有较强的强度和刚度;第二,着重注意耐久性的伤害;尽最大可能使两者之间得到最优的配合,让桥梁的整体性、完整性得到较好地统一。

1.2完整设计的目标

综上所述,桥梁结构的完整设计可以归纳为:确保钢结构在有效时间之内具有较强的安全性和准确性。完整的设计包含承载的重量、材料的使用功能、结构的构成、制作的程序、安装的方法和具体的使用空间的设计等等。完整性不但是构件间的联合,也是对钢结构的设定以及评价有关损伤与损伤程度、开裂与抵抗开裂技术等等。

2.桥梁钢结构的完整性设计方案

2.1横向抗倾覆的稳定性设计

钢结构桥梁一般具有自重轻、强度高的特点,对于一些小半径和多车道的钢桥,横向倾覆稳定性设计成为了研究的重点。其原因是,连续梁的半径是小的,因此,梁的两侧的不平衡的力量,所以它很可能是桥的斜率。因此,桥梁设计人员在设计过程中应严格计算梁的应力,不仅要保证桥梁的正常荷载,而且要保证桥梁的受力。

2.2焊接结构上的完整性设计

桥梁焊接结构的完整性设计是保证桥梁的稳定性、完整性和安全性的重要环节,在实际焊接过程中,应根据不同部位的焊接要求进行相应的调整和钢结构的应力。焊接结构中接头的应力函数会影响钢结构的力学性能,接头应力和变形,大量的缺陷会影响到桥梁设计的整体性。因此,在整个焊接结构的完整性设计中应注意的各种接头的焊接。在焊接结构完整性设计中,应针对性地选择合适的焊接形式,注意焊接件的关键细节,并严格按焊接质量标准进行检验。

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3.3加劲肋部位的完整性设置

加劲肋是桥梁集中符合的部位,处于桥体的底座位置,加劲肋良好的稳定性是保证桥梁正常使用的基础之一。为了保证组件的稳定性,并作为一个集中的力量来发送,往往在加强的肋部设置相关的部件。加劲肋的设计应充分考虑计算的结果,如果原构件的截面面积显然是不够的,你可以通过设置加强筋来增强抵抗弯矩和剪力的能力,减少钢材用量,降低工程造价。

3.桥梁钢结构完整性设计的方法

3.1焊接结构完整性的设计方法

保证桥梁的整体稳定是焊接结构设计中的一个重要点。一般而言,焊接接头的形式会因应力不同而不同,基体金属的结构和接头部位的应力会有所不同。另外,在实际焊接过程中,不能完全消除应力,焊接应力往往会导致焊接接头变形,所以往往导致焊接结构中产生大量的缺陷,是没有达到全桥设计要求的。因此,在实际设计过程中,桥梁设计人员必须考虑到在设计的焊接接头。在符合相关规定的前提下,选择要结合实际情况,还要通过焊接监测方法来获得疲劳和静态的实际水平。

3.2加劲肋设计设置的设计方法

在实际设计中,为了保证构件的局部稳定和传递集中力,必须设置加劲肋,以保证构件的局部稳定。一般来说,大多数设计人员都认为加劲肋的设计确实是不必要的。但事实上,我们需要决定是否添加加劲肋。加筋的主要目的是在原构件截面的缺乏可以用来提高桥梁的抗弯和抗剪,可以有效地降低原构件的截面尺寸,以达到降低生产成本、减少用钢量。

3.3横向抗倾覆稳定性设计方法

钢结构具有重量轻、强度高、重量轻等优点。桥梁设计人员在设计钢结构时,在小半径和多车道的设计和考虑的范围内对钢结构的横向电阻的影响和使用。桥梁在事故中损坏的数量,包括桥梁的实际使用过程和桥梁的倒塌,最倾覆的原因是在第一次设计中犯了错误。对倾覆的主要原因是,在正常情况下,钢结构桥梁,继续使钢束半径小于一般情况下,这将导致增加的光束的跨度,相对而言,这两个将有较大的偏差,这一时间甲板宽度大于钢束,它会使水平束侧向支撑力增加,和内侧支持不受力。因此,横梁受力的不平衡,会出现倾覆现象。

3.4施工人孔设计

人孔是为了施工便利,在桥梁的顶板或腹部上设立的孔洞,对于桥梁的整体设计来说,人孔的设计是必不可少的组成部分。在桥梁的顶板设置人孔的时候,通常情况下会把孔洞设计在1.5m的跨径地方;在桥梁的腹板设置人孔的时候,通常情况下会把人孔设计在应力比较小的地方。对于桥梁工程来说,人孔的设置会有很多,因此在一个断面上不要设计多个人孔,注意设计人孔位置的时候一定要错落有致。

4.桥梁钢结构焊接完整性的设计措施

由于钢结构的桥梁是不同的,所以焊接接头的类型是不同的,因为接头的微观结构是不均匀的,这将导致不同的基体材料的机械性能。另外,由于焊接残余应力和焊接变形,而应力是由于结构细节所带来的几何因素,使焊接接头成为控制部件,这对焊接结构的完整性带来不利影响。在实际设计过程中,要避免这些因素的不利影响,应考虑以下几个方面:首先,要根据疲劳和静态的要求来确定焊接形式,在实际施工过程中,焊接和检验要求。其次,根据荷载、环境和细节,根据抗疲劳和断裂的要求,进行相应的损伤分析和寿命评估。第三、在设计中的关键结构,遵循简单的传递和焊接的可行性和易于安装的原则。第四、根据焊接缺陷进行预防,通过实际焊接应力和焊接收缩变形的控制目标,确定制造工艺标准和焊接工艺评定要求。第五,使用和维护的内容应进行监测和维护的内容。以上几个方面之间的直接或间接相关的,在设计的完整的焊接,考虑他们在这个过程中,该公司的可焊性,检测是一个重要的要求,负载细节应该符合抗断裂性能的要求,根据使用上限做出评价损伤。

5.结束语

在桥梁施工、钢结构设计和施工过程中不断变化,在设计上必须进行混凝土分析,根据桥梁工程的特点,它不仅能保证施工的质量,能更好的保证桥梁在以后的安全和可靠的过程中,在钢结构设计中必须实现桥梁的完整设计。

参考文献:

[1]卢永成,等.上海长江大桥主航道桥设计要点[J].世界桥梁,2011.

论文作者:杨帆1,王晨晨2

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第17期

论文发表时间:2018/1/22

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