劉松

摘? ? 要：城市化進(jìn)程的加快，使交通事業(yè)的也迅猛發(fā)展起來(lái)，它不僅改善了人們的出行條件，方便了人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活，還有效的促進(jìn)了建筑行業(yè)的發(fā)展，特別是對(duì)于橋梁建設(shè)行業(yè)而言，其作為公路交通系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分，受益非常大。在橋梁架設(shè)的過(guò)程中，會(huì)使用到大量的鋼結(jié)構(gòu)材料，鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量可以說(shuō)是公路橋梁安全性的有效保障。本文闡述了鋼結(jié)構(gòu)橋梁完整性設(shè)計(jì)的方法，降低橋梁使用的危險(xiǎn)系數(shù)，發(fā)揮橋梁工程的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代橋梁;設(shè)計(jì);鋼結(jié)構(gòu);完整性設(shè)計(jì)

1? 引言

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展為交通事業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展條件，尤其是橋梁工程逐步增多，橋梁承擔(dān)著越來(lái)越重要的運(yùn)輸與通行任務(wù)。隨著車(chē)輛的增多，很多車(chē)輛在使用過(guò)程中存在著超載問(wèn)題，這些超載車(chē)輛嚴(yán)重影響了橋梁的正常使用，使得橋梁存在著一定的運(yùn)行問(wèn)題，很多橋梁面臨著嚴(yán)重的威脅。因此，從根本上提高橋梁的整體質(zhì)量，需要從橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方面著手，正確處理好橋梁運(yùn)載力、承受力之間的關(guān)系，減少鋼結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中存在的結(jié)構(gòu)變化。

2? 橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)的重要性

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要采用單元筋焊接在一起的方式，其具有較強(qiáng)的承載能力，并且使用年限較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡可能選擇較為成熟的設(shè)計(jì)方案，提升其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，雖然經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算，但還存在著很多質(zhì)量問(wèn)題。主要原因在于橋梁的承載能力不能滿足安全性與耐久性的要求。當(dāng)前我國(guó)焊接技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，而很多橋梁發(fā)生損壞是局部的強(qiáng)度不足造成的，損壞處大多是比較隱蔽的位置，不容易進(jìn)行修補(bǔ)，導(dǎo)致橋梁的使用年限縮短。對(duì)于上述存在的問(wèn)題，橋梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮橋梁的損傷部位及損傷程度，從而全面提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁的完整性。橋梁的完整性主要包含了以下兩點(diǎn)：其一，橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)該更具剛度和強(qiáng)度;其二，應(yīng)該具備承受持久性傷害的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，滿足以上兩個(gè)方面的要求，既要保證其整體性，又要滿足完整性的基本要求。

3? 我國(guó)現(xiàn)代橋梁的使用現(xiàn)狀

3.1? 交通荷載大

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展使得汽車(chē)使用量與需求量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，人們的出行方式更為多樣化，出行頻率增大。作為一種重要的交通設(shè)施，橋梁工程面臨著交通量變大、荷載增大的現(xiàn)狀。在很多城市，交通擁堵問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了城市的發(fā)展，為改善這種交通局面，很多城市逐步加大了在高架橋梁、立交橋等橋梁工程方面的資金與技術(shù)投入，雖然在一定程度上可以改善城市的交通局面，但是橋梁荷載逐步增大，使得這些橋梁工程面臨著新的問(wèn)題，比如橋梁鋼結(jié)構(gòu)的損壞。

3.2? 超載現(xiàn)象嚴(yán)重

我國(guó)現(xiàn)有的橋梁工程中，一部分橋梁是早期修建的，這些橋梁工程在當(dāng)時(shí)的建設(shè)條件下，受到技術(shù)條件的限制，橋梁的荷載能力有限。在當(dāng)前的發(fā)展環(huán)境下，隨著人們通行需求的增加，這些早期修建的橋梁工程面臨著荷載增加的問(wèn)題，超載現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)維護(hù)橋梁工程的穩(wěn)定性與安全性極為不利，一些超載問(wèn)題甚至直接造成了橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，影響了橋梁的正常使用。

4? 橋梁鋼結(jié)構(gòu)損傷表現(xiàn)形式

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們的認(rèn)知水平也在不斷的提升，對(duì)于關(guān)系到廣大人民群眾出行安全的橋梁建設(shè)方面，設(shè)計(jì)工作者會(huì)選取高強(qiáng)度的材料，將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到施工工藝損傷以及所選材料對(duì)于損傷所展現(xiàn)出來(lái)的反映。通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)在施工及使用的過(guò)程中可能出現(xiàn)的主要問(wèn)題包括了以下幾個(gè)方面：第一，雜質(zhì)問(wèn)題。在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)的過(guò)程中，材料使用特別是非金屬材料的使用過(guò)程中會(huì)有大量的雜質(zhì)出現(xiàn)。第二，功能問(wèn)題。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，如果金屬結(jié)晶處理不當(dāng)，就有可能致使焊接部位的功能出現(xiàn)下降，給整個(gè)工程造成一定的隱患。第三，損傷問(wèn)題。焊接的時(shí)候，如果焊接工人操作不當(dāng)或是技術(shù)水平有限，就有可能導(dǎo)致出現(xiàn)焊接損傷，甚至導(dǎo)致疲勞裂紋的出現(xiàn)。第四，細(xì)節(jié)問(wèn)題。橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及到很多的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)工作，一旦未能做好，就有可能造成結(jié)構(gòu)損傷。第五，環(huán)境問(wèn)題。這項(xiàng)問(wèn)題的出現(xiàn)多是由于橋梁所處地理區(qū)域的外部環(huán)境發(fā)生大的變化所引起的，并且一旦出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)于橋梁鋼結(jié)構(gòu)造成的損害時(shí)非常巨大的。

5? 橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方法

5.1? 橫向抗傾覆設(shè)計(jì)

橋梁鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方面，包含的設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)較多。對(duì)于一些半徑相對(duì)較小而車(chē)道數(shù)量相對(duì)較多的橋梁工程而言，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為保障鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，需要使得橋梁具備橫向抗傾覆能力。在橫向抗傾覆設(shè)計(jì)中，必須經(jīng)由精確的計(jì)算，尤其是要重點(diǎn)分析橋梁的受力情況，使得橋梁橫向受力相對(duì)均勻，避免受力分析不到位所造成的橋梁結(jié)構(gòu)損壞情況。比如，以連續(xù)橋梁為例，由于其半徑相對(duì)較小，為保持橋梁的穩(wěn)定性，其橋梁的跨度就相對(duì)較大，當(dāng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有做好橋梁的受力分析時(shí)，可能會(huì)存在橋面寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋼梁寬度的情況，在這種情況下，橋梁橫梁外側(cè)支座受力增大，而內(nèi)側(cè)受力反而減小，存在嚴(yán)重的受力不平衡，會(huì)加大橋梁傾斜發(fā)生的概率。因此，在橫向抗傾覆設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好受力分析，將橫梁的受力控制在合理的范圍內(nèi)，必要情況下在橋梁橫梁位置處進(jìn)行砂石填方，使得受力更為均勻，橋梁鋼結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。

5.2? 加勁肋設(shè)計(jì)

加勁肋主要指的是橋梁結(jié)構(gòu)中的加強(qiáng)部件，其主要位于橋梁承載結(jié)構(gòu)部分，目的在于分擔(dān)橋梁主體結(jié)構(gòu)的載荷。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中是否需要布置加勁肋應(yīng)該采用科學(xué)的方式進(jìn)行計(jì)算確定，如果通過(guò)計(jì)算之后發(fā)現(xiàn)必須設(shè)置加勁肋，就應(yīng)根據(jù)橋梁的具體受力形式來(lái)設(shè)置加勁肋的形式、需要設(shè)置豎向還是水平方向的加勁肋，全面提升該位置的橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與承載能力。在設(shè)計(jì)加勁肋時(shí)要選擇科學(xué)合理的方法進(jìn)行計(jì)算，必須要保證運(yùn)算數(shù)值精確無(wú)誤。

5.3? 防腐蝕設(shè)計(jì)

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程而言，由于其鋼材性質(zhì)的特殊性，在一定的條件下，鋼結(jié)構(gòu)極易受到腐蝕等的影響，因此，完整性設(shè)計(jì)方面，還需要做好防腐蝕設(shè)計(jì)工作，充分考慮腐蝕環(huán)境、條件因素，做好鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層的設(shè)計(jì)，使得在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，防腐涂層可以起到重要的保護(hù)作用。防腐涂層直接與金屬表面接觸，因此，為了保障防腐涂層的處理效果，需要在涂層設(shè)置之前做好鋼結(jié)構(gòu)金屬表面的處理，比如，保障金屬表面的粗糙度。只有保障了良好的金屬處理效果，方能夠保障防腐涂層良好的應(yīng)用效果，提升鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能。

5.4? 提升焊接工藝

具備科學(xué)性與合理性的焊接結(jié)構(gòu)形式，就要按照要求來(lái)明確具體的焊角尺寸，從而可以避免過(guò)熱而損壞其結(jié)構(gòu)性能。對(duì)于不同的接頭形式來(lái)說(shuō)，要根據(jù)耐用性的要求來(lái)合理的設(shè)計(jì)焊縫，不能過(guò)多的應(yīng)用連接件。因?yàn)檎划愋园宓钠诹鸭y一旦出現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致其無(wú)法正常的修復(fù)，所以需要根據(jù)需要采取良好的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方案，但是需要有良好的工藝作為支持。

6? 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，橋梁工程項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越發(fā)普遍，為保障橋梁的穩(wěn)定性與安全性，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)，保障設(shè)計(jì)質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)有效避免了各種設(shè)計(jì)缺陷的出現(xiàn)，提高了橋梁工程的穩(wěn)定性，有利于橋梁工程發(fā)揮其良好的通行作用，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值。

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