钢结构在桥梁设计中的应用研究张家源

钢结构在桥梁设计中的应用研究张家源

济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司山东济南205101

摘要:随着经济社会的发展,我国的交通行业也在不断进步。然而,在具体的交通设计工作开展过程中也存在一定的问题,尤其作为桥梁建设施工来说,设计是非常重要的。当前,钢结构受到了人们一定的重视,尤其是在桥梁建筑施工中,钢结构在桥梁设计应用中积极发挥其优势,能够为桥梁建筑施工提供积极的帮助。所以,笔者主要针对于此进行研究,以此为我国的桥梁建筑设计施工做出合理的贡献。

关键词:钢结构;桥梁设计;应用

引言

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200a,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桥梁设计中应用钢结构的重要性

桥梁对道路的工程建设具有重要的意义,桥梁的施工在一些情况下会在水面上进行,而也会遇到相应的水资源保护区域。在以往的施工建设中,针对这种情况有两种实施手段:其一,破坏了水资源保护区,对水资源造成一定的污染,而且也对环境有了一定的破坏。其二,就是改行绕道,而这会对工程的施工进度造成影响,也会影响工程造价等。而应用钢结构能够尽量减少这些不确定元素的出现,能够积极保证桥梁工程施工的正常进行,也能使水资源得到合理的保护。其次,能够积极提高投资效益。大部分的建筑工程最终也是为了投资效益的提升,而在桥梁建设施工中,对水资源环境的破坏以及改行绕道都会增加工程造价,使企业的成本增加,从而对整个工程的投资效益造成不良影响。最后,对于钢结构来说,自身的独立特征已经得到国内建筑企业的重视与青睐。特别是相比较混凝土结构的构件,钢结构的断面小,而且自重轻,能够为企业节省一定的运输成本,与吊装成本,以此提高经济效益。另外,钢结构自身的塑性变形也是比较明显的优势,而且抗震性能较强,能够积极保障工程建设与使用安全。

2钢结构在桥梁设计中的应用

2.1对现场基础的复测,合理设计图纸

与普通的厂房钢结构建筑施工来说,桥梁的钢结构施工具有一定的不同,对于钢结构桥梁基础来说,一般为T型边梁,而要想将预埋件安装的误差考虑进去,图纸的设计方不能直接用在指导与组织生产,而应该进行合理深化,将其分为结构施工、零构件价格与工装制造等,并且等到监理确定后,才可以进行施工。但要注意,在钢结构制作前,需要合理复测施工现场,以此能够使设计图与复测得到的数据结合在一起,还有符合设计的深化图纸,从而才能进行下一程序。

2.2横向抗倾覆稳定设计

在实际工作中,合理的采用钢结构能够提高桥梁工程的质量,增强其强度,但是在对一些小半径、多车道的设计与施工中,设计师必须要对其横向抗倾覆深入研究。在过去的桥梁工程施工中,往往会因为设计不够合理以致于桥梁的某部位发生倾覆现象,这是由于在钢结构施工中,桥梁跨度大,连续钢梁的半径小,并且该钢梁的宽度小于桥面的宽度,这种现象就会直接导致桥梁的承载力不够均匀,从而发生倾覆的现象。所以在桥梁工程的设计过程中,设计师必须要对桥梁的跨度以及钢梁的半径、宽度进行合理的计算,深入分析横梁的受力情况,只有这样才能够满足桥梁的受力平衡,防止发生倾覆$在施工过程中,施工人员可以在横梁处灌入细砂,这样可以有效提高整个桥梁的稳定性。

2.3焊接结构完整性设计

桥焊接结构的完整性设计是保障桥梁整体稳定性的重要因素,其焊接的接头形式因受力的不同而各有差异,其接头部位的应力作用导致了母材结构以及受力性能的不同,同时,在焊接过程中不能消除应力,焊接应力通常导致焊接接头的变形,造成焊接接头形成大量缺陷,不能满足桥梁整体性设计要求。所以在桥梁整体设计中,必须考虑焊接接头的设计,在满足相干规范的前提下,必须做到:!因地制宜地选择形式,并通过焊接性检测要求来获取静力和疲劳等级,来决定焊缝相关形式。在焊接设计中,必须详细设计其关键细节,达到焊接中受力均匀,尽可能降低应力。在设计中必须考虑焊接检测相关要求,必须以无损检测等相关控制指标来检测焊缝质量。

2.4钢结构的制作与安装

首先,制作钢结构前,应该充分领会施工图纸的意图与主旨,并且还要向我国先进的建筑结构施工加以借鉴,在钢结构的焊接中选择良好的焊接工艺,而且使焊缝分级能够达到质检要求。另外,要确保制作人员的安全质量与钢结构质量的前提下,应该尽量加快速度,在实施过程中保证小料长度不受到外界因素的影响。如,焊接收缩、压缩变形等。另外,借助工地实验室道德作用,对焊接顺序加以确定,从而保证变形、残余应力最小,而对于钢结构的安装来说,安装前期需要做好准备工作:如复验,对底层柱位置线,统计出标高、定位轴线以及平面封闭角等,保证其合格,再进行钢结构的安装。接下来,安装工人需要进行25t轮胎式汽车的吊装作业。首先,需要安装立柱,然后进行钢梁的安装。此后,需要保证部分檀条与刚性系杆的安装稳定,然后进行二次浇筑混凝土"然后进行剩余体系的合理安装。而最后,需要结合安装与吊装方案,合理验算钢筋施工情况,保证支撑系统的可靠性与牢固性。另外,如果是大跨度的刚度结构,需要进行高空吊装施工,而这就要进行安全防护措施的制定与实施,以此保证施工人员的生命安全。

2.5桥梁钢结构防腐涂层体系设计的注意要点分析

就现代桥梁而言,在进行钢结构防腐涂层体系设计时,相关人员还需加强对涂层厚度及涂层配套设计两方面内容的重视和关注。首先,涂层厚度的选择在很大程度上决定了涂层体系整体的防腐性能和防腐效果,涂层过薄则防腐效果得不到保障,涂层过厚还将导致涂料浪费、施工工作量增加、污染环境等一系列问题。通常来说,底漆厚度应控制在40~80μm区间内;其次,涂层配套体系设计也是相关设计人员需要关注的重点内容,科学的涂层配套体系设计,对于提高防腐涂层体系整体的设计水平,有着重要的现实意义。目前,底中面三层长效配套涂层体系是桥梁钢结构相关防腐涂层设计应用最为广泛、普遍的一种体系。

结束语

综上所述,桥梁的设计中运用钢结构具有重要的意义,随着时代的进步与发展,路桥施工企业在追求经济利益的同时,也在努力提升自身的生产力,以及企业竞争力,促进专业能力水平的提升,而这需要在建筑施工中进行合理创新。在桥梁设计与施工过程中,钢结构能够凭借自身独特的优势,合理积极改善桥梁施工中的弊端,最大化的保证桥梁建设的安全性与环保性,合理保护水资源环境,积极实现桥梁施工建设的合理发展,为企业创造良好的经济效益,促进我国桥梁事业的健康发展。

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