关于桥梁钢结构的设计探析

邴海华

摘要：随着新时期发展，桥梁建设项目不断增加，在有效的研究桥梁钢结构的设计过程，要提高对于设计原则的认识，本文探索了设计原则，提出了具体的设计措施。希望通过进一步设计研究，能够不断提高桥梁钢结构的设计水平，从而进一步为桥梁工程建设事业发展提供有效保证。

关键词：橋梁设计;钢结构设计;研究

对于钢结构的桥梁来说，其设计过程更应该从其结构入手，不断提高设计的稳定性，从而利于全面提升桥梁使用年限。在有效的开展设计研究过程，需要从多方面入手，积极制定更加完善的设计方案，从而科学的采取高效的设计手段，以不断加强对于桥梁钢结构的设计能力。下面通过实践分析，具体总结桥梁钢结构设计对策。

1 桥梁钢结构的设计的基本原则

以桥梁钢结构为对象，对于所选择的细节构造而言，应保证其疲劳强度较大。当进行疲劳计算的时候，需要实际调查构造，深入分析其可更换性，并且兼顾桥梁寿命期中一系列因素，比如施工、维修等，合理划分构造类型，在疲劳计算过程中利用合适的保证率。从结构设计方面来讲，如果结构不得不进行应力集中，并且存在焊接缺陷等问题时，应该选择与应用具有较强韧性的焊条。当设计焊接结构的时候，应该尽量防止焊缝集中现象发生，严格控制焊接残余应力。在结果设计过程中，在最大程度上降低因为缺陷而导致的应力集中，尽可能应用半径相对较大的圆弧，确保结构具有两种特性，一种是几何连续性，另一种是刚度连贯性。

2 桥梁钢结构的整体设计主要策略

2.1 横向抗倾覆稳定设计

当开展实际工作时，通过有效应用合适的钢结构，可以提高桥梁质量与强度，不过对于半径较小且车道较多的设计而言，相关设计人员应该注重横向抗倾覆，对其进行深入探索。当以往开展桥梁施工时，通常由于设计缺乏合理性而影响桥梁，导致其某部位倾覆，主要是因为当开展钢结构施工时，一方面桥梁跨度比较大，另一方面连续钢梁具有较小半径，同时与桥面宽度相比，钢梁宽度较小，由此严重影响桥梁承载力，使其均匀度不达标，进而引发倾覆现象。因此，当设计桥梁工程时，相关设计人员应该合理计算这三项参数，切实了解与掌握衡量受力情况，唯有如此才可以使桥梁保持受力平衡，避免倾覆现象发生。当开展施工时，应该处于横梁位置，由施工人员完成细砂灌注，进而从整体上提高桥梁稳定性。

2.2 焊接结构完整性设计

对于桥梁整体而言，焊接结构至关重要，后者的完整性设计能够确保前者的稳定性，由于受力不同，所以焊接接头形式存在差异，在接头部位发挥应力作用，所以受力性能差异较大，当进行焊接时无法完全将应力消除，这一作用力致使接头变形，导致接头出现诸多缺陷，无法达到整体性设计要求。因此，当实际开展桥梁整体设计工作时，一定要深入分析接头设计，以符合预先制定的规范为基础，做好三方面的工作。其一，在遵守因地制宜原则的基础上选择合适的形式，以焊接性检测要求为准，得到静力以及疲劳等级，由此确定焊接形式。其二，当进行焊接设计时，一定要精准设计重要细节，确保焊接受力均匀度达标，将应力降到最小。其三，在设计过程中，一定要深入分析焊接检测标准与要求，当检测焊缝质量时，一定要以无损检测等为准。

2.3 施工人孔的设置问题

在桥梁整体性设计过程中，必须兼顾诸多环节，其中人孔设置极为关键，需要提高对其重视程度。当设计现代桥梁时开展人孔设计工作，主要是为了便于施工，所以在箱梁顶板以及腹板部位完成设置，当开展人孔施工时，为确保桥梁整体性，应密切关注相关问题。在数量较多的人孔设计中，应该尽量防止在一个断面完成每一个人孔的设置操作，需要分散设置。于腹板位置，当设置人孔的时候，需要选择应力较小的部位，在连续梁上设置人孔时，需要选择剪力最小的位置，当在顶板位置设置人孔的时候，应该设置于1.5跨径处，所以设计者应该精确计量。

2.4 设计中加劲肋的设置

加劲肋可以设置在支座处，也可以设置在集中荷载的位置，作为条状加强件，主要是为了确保构件局部稳定性，同时传递集中力。在人们的认知中，此项设计无关紧要，但是在实际操作中为确定是否有必要设置加劲肋，一定要科学设计计算。若有必要设置加劲肋，首先应该从竖向上设置，同时以腹板厚度与剪应力为依据，合理设置距离。如果在完成该操作后仍旧无法达到要求，那么应从水平方向上加劲肋，由此适当补充竖向加劲肋。之所以加劲肋，主要原因是原有构件存在问题，其截面欠缺，以此强化抵抗弯矩以及剪力，通过加劲肋，能够减小截面，进而适当减少用钢量，降低成本，因此在工程中，将加劲肋设置于原构件位置，由此强化抵抗弯矩以及剪力。

2.5 桥梁的结构内力计算

在计算结构内力的过程中，所应用的计算模式为边孔利用单悬臂，并且中孔利用简支挂梁。从纵向上合理划分桥梁，使其成为诸多单元，然后为各单元截面编号，再输入原始数据，包括项目总体信息、施工信息以及使用信息等。以全桥结构为对象，根据全预应力构件，验算其安全性，计算三项内容，第一项是预应力，第二项是收缩徐变，第三项是活载计算。在桥台位置与桥墩位置分别设置滑动支座和固定支座，从碇梁和挂梁的实际情况来看，两者属于主从约束关系，应分别在碇梁一端与挂梁一端设置固定支座和滑动支座。针对牛腿计算而言，按照四个环节验算牛腿尺寸与配筋。一是牛腿截面内力，在完成该参数的计算之后，加强校对与核算不同危险截面。二是竖截面验算，以偏心受压杆件为依据，求出抗弯与抗剪强度。三是最弱斜截面验算，在明确斜截面位置后，以偏心受拉构件为依据，求出斜截面强度。四是45°斜截面的抗拉验算。

3 结语

总之，在有效的开展桥梁钢结构设计研究过程，要结合具体工程项目实际，科学的运用多样化的设计方法，全面综合的进行设计方案分析，从而才能不断提高设计水平。通过本文进一步分析，提高了对于桥梁钢结构设计的认识，希望分析能够为桥梁钢结构设计工作开展奠定良好基础。

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