当代桥梁策划中钢的设计

问题1、设计方面对于任何一个工程来说，设计都是核心，设计的优劣在很大程度上直接决定工程的造价、质量、施工的难易程度以及工期。自从改革开放之后，我国虽然也有一些优秀的设计，但是大多数设计都存在着一定的问题，这些设计上的不合理不仅造成经济的浪费，还给工程质量埋下了安全隐患，给我国桥梁建设技术的进步带来了阻碍。尤其是钢结构的设计，基本是千篇一律，没有创新，也很少采用一些新材料或者新结构，在设计的过程中，没有充分计算钢结构的性能参数，往往为了追求稳固的效果，随意增大强度系数，造成了不必要的浪费，或者在参数计算中对实际使用情况考虑不全面，使桥梁在使用过程中出现失稳以及应力屈服，这些都是钢结构桥梁的常见问题。2、质量方面桥梁钢结构的质量问题主要表现在选材方面，对于一个桥梁来说，钢筋和混凝土是受力的主体，所以钢结构的质量直接影响桥梁的使用性能。所以对于钢结构的选材是非常重要的。在桥梁设计过程中，就要对一些特殊受力部位进行反复的计算和严密的检测，确定其抗力系数以及抗震、弹性系数，然后根据设计标准确定钢材的型号和数量。在制作钢结构的时候要严格按照规范进行操作，以保证桥梁的工程质量，避免出现安全事故。3、锈蚀现象钢材的主要成分是铁，所以对于钢材而言，锈蚀属于自然现象，也是造成危害的主要原因。钢结构如果锈蚀到一定程度就会严重危及桥梁的安全使用。造成钢材锈蚀的主要原因就是钢结构涂装措施不到位，钢结构在使用过程中，如果发生锈蚀，就会使结构本身的受力能力降低，使桥梁在行车荷载的作用下，整体受力不稳定，部分锈蚀严重的位置出现弯曲现象，严重影响桥梁的使用，严重的还会引发交通事故。4、焊接工艺钢结构主要是靠焊接工艺结合在一起的，焊接的原理是依靠金属的再结晶实现的，在焊接接头的地方如果焊缝的尺寸偏大就会使母材形成“过烧”现象，使构件产生瞧去、变形，招致较大的焊接应力。同时，在焊接区域形成的焊接缺欠也属于损伤的一种。这种焊接缺欠比较容易出现在构造细节上。这些在焊接方面的细节都是会影响钢结构受力稳定性的重要因素。如果处理不好，就会留下安全隐患。5、不良细节构造不良的构造细节会使几何应力集中，这在钢结构设计中是最容易被忽视的问题，也是比较容易引发事故的原因之一。桥梁在使用过程中，几何应力集中会出现叠加，在可变荷载的作用下，这些细小的损伤就会不断扩展，导致疲劳应力的扩大，最终导致事故发生。桥梁是一个整体结构，一些不起眼的细节可能就会使整个桥梁的受力系统遭到破坏，如果某个细小的构造出现应力集中或者应力疲劳，就容易出现变形，使钢结构出现应力屈服。综上所述，对于钢结构的设计研究是非常重要的。

钢结构的完整性设计

（一）钢结构的完整性理念

桥梁是为了满足交通运输要求的产物。在现代桥梁建设中，钢结构属于主体构造，钢结构是把钢材经过焊接手段连接到一起组成的复杂的受力系统，具有承载性能和耐久性。虽然在设计的过程中，设计人员依照了相关设计规范的要求，但是也不能避免桥梁结构在使用过程中发生破坏。根据调查结果显示，国外的多起桥梁钢结构破坏事故都是因为局部损伤的扩展造成的。因为钢结构的局部破损难以发现并及时修复，所以往往会造成巨大的损失。近年来，桥梁钢结构的焊接结构损伤和扩展引起了广大设计人员的关注，人们开始更多的考虑如何才能保证桥梁钢结构的完整性。目前，最值得借鉴和参考的就是由国际焊接学会推出的“合于使用评定指南”和经过国际公认的由英国中央电力局提出的“带缺陷焊接结构完整性评定方法”。完整性设计涉及在考虑了基本的强度以及刚度要求的基础之上，重新强调了关联耐久的断裂和损伤，具有整体性、系统性以及综合性的特点。

（二）焊接结构的完整性设计

1、损伤的控制方式

（1）对于材料以及焊接接头的强度和韧性要严格控制，尽量减少由于设计或者工艺因素对结构造成的伤害，注意焊接接头处的工艺处理，在焊接之后进行必要的!磨处理，避免由于焊接工艺不规范，影响钢结构的稳定性。（2）在焊接接头的地方容易出现力学性能方面的改变，对于由于焊接缺陷导致的损害，不能只是通过提高母材的质量进行控制，还要思考通过其他的方法解决应力屈服的问题。（3）在焊接过程中，要尽量保证钢结构的整体性和稳定性，注意焊接材料的选择以及和母材组配的方式，最好使用低组配。（4）注意细节的处理，在实际使用过程中，往往是细节决定成败，桥梁的钢结构损害大多是由于钢结构的稳定性遭到破坏或者是由于受力不均匀出现应力屈服引起的，所以对于一些细节的设计要足够的重视。（5）钢结构的腐蚀会直接影响应力情况，所以防腐措施要做好。目前常用的防腐措施包括涂料防腐和金属防腐两种，这就要求在涂装处理操作中，要严格控制质量，避免桥梁在使用过程中出现锈蚀现象。

2、钢结构完整性的设计要点

在桥梁钢结构的焊接中，接头的形式应该根据受力需要的不同而有所区别，因为接头组织的不均匀会导致其和母材在力学性能上存在一定的差异，此外，因为焊接残余应力等细节造成几何应力上的集中，这些对钢结构的完整性都会造成影响。所以，在设计的时候要注意以下要点：（1）根据桥梁的实际使用情况以及荷载要求计算钢结构的应力系数，选择合适的材料以及焊接形式；（2）在一些关键结构的细节设计中要注意不留死角，方便焊接、传力简洁、方便维修以及安装；（3）要做必要的寿命评估和损伤分析；在评估和分析的时候要根据具体的环境、荷载、细节和应力要求进行；（4）注意细节设计，避免出现应力集中或者应力疲劳现象，有效防止应力屈服或者受力失稳现象。

目前，桥梁已经成为经济发展，人们生活中不能缺少的一个重要组成，桥梁施工质量的高低直接影响国家经济的发展和人民生命财产安全，所以提高桥梁工程建设质量势在必行。本文笔者针对目前桥梁建设中钢结构存在的一些问题作了简要的分析，并就钢结构的完整性问题作了分析，提出了采用正确的焊接工艺加强对焊接的质量控制，以提高桥梁的施工质量的理论，希望对桥梁建设可以起到一定的指导意义。