一、橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念
鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，并且具備其抗壓以及抗拉等相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，其外觀更為直觀，強(qiáng)度等級(jí)更高。在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用十分廣泛。因?yàn)樽鳛殇摻Y(jié)構(gòu)的施工而言，其施工周期短。
二、鋼結(jié)構(gòu)橋梁主要應(yīng)用在
①城市立交橋段，尤其是交通要道處，如果采用混凝土橋，必然增加施工周期，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)交通不能較好地維護(hù)。
②大跨徑海、江、河橋梁(長(zhǎng)江大橋、杭州灣大橋等)，因?yàn)榇罂鐝降囊笙拢荒芸紤]鋼結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿绻捎没炷两Y(jié)構(gòu)，根本滿足不了大跨徑要求。
鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)目標(biāo)我國(guó)橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為100年，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(BS5400，EUROCODE)基本一致。完整性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)的可靠與安全。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)由荷載、材料性能、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)構(gòu)造、制造工藝、安裝方法、使用環(huán)境及維護(hù)方式等多種因素所確定。設(shè)計(jì)除對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件連接及構(gòu)造細(xì)節(jié)按常規(guī)考慮強(qiáng)度、剛度要求外，尚需對(duì)損傷與損傷容限、斷裂與抗斷裂作出評(píng)定。
鋼結(jié)構(gòu)損傷及損傷容限鋼結(jié)構(gòu)從材料加工過(guò)程到服役期不可避免的會(huì)在內(nèi)部和表面形成和發(fā)生微小缺陷，在一定外部因素(荷載、溫度、腐蝕等)作用下，這些缺陷不斷擴(kuò)展與合并形成宏觀裂紋，導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化。對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)而言，完整性和損傷是相對(duì)應(yīng)的，損傷程度將會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的完整性帶來(lái)影響，損傷極限則是結(jié)構(gòu)的失效，而損傷容限是指鋼結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用周期內(nèi)抵抗由缺陷、裂紋或其他損傷而導(dǎo)致破壞的能力。損傷容限概念的使用是承認(rèn)鋼結(jié)構(gòu)在使用前存在有初始缺陷，但可通過(guò)結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)方法評(píng)判帶缺陷或損傷的鋼結(jié)構(gòu)在服役期限內(nèi)的安全性。
國(guó)內(nèi)橋梁鋼結(jié)構(gòu)因損傷導(dǎo)致局部破壞的實(shí)例近幾年時(shí)有發(fā)生，結(jié)構(gòu)損傷構(gòu)成了對(duì)橋梁安全與耐久最大的威脅。在引起設(shè)計(jì)者對(duì)焊接結(jié)構(gòu)損傷、損傷擴(kuò)展以及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失效過(guò)程關(guān)注的同時(shí)，也引發(fā)了人們對(duì)如何保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體完整性的思考。
三、橋梁鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)策略
橫向抗傾覆穩(wěn)定設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的橋梁普遍比較輕而且強(qiáng)度非常高，然而，在小半徑以及多車道設(shè)計(jì)時(shí)，其橫向抗傾覆是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。早前的橋梁施工中，由于設(shè)計(jì)原因，導(dǎo)致在施工過(guò)程中或者橋梁使用過(guò)程中發(fā)生橋體傾覆。因?yàn)檫B續(xù)鋼梁的半徑比較小，所以相對(duì)而言，其跨度顯得較大，如果再加上橋面寬于鋼梁，這一必定顯得活載不是最優(yōu)，弄不好橫梁外側(cè)支座受力增大，而內(nèi)側(cè)支座出現(xiàn)不受力，這樣橫梁受力極其不均勻，發(fā)生梁體的傾覆。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)合理的計(jì)算，來(lái)設(shè)計(jì)橫梁的偏心受力情況，這樣即可滿足橋梁的荷載要求，也能似的橋體均勻受力。在橫梁處采取灌砂措施，并在滿足規(guī)范的條件下，增加多車道時(shí)的橋梁整體穩(wěn)定度。
焊接結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋焊接結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計(jì)是保障橋梁整體穩(wěn)定性的重要因素，其焊接的接頭形式因受力的不同而各有差異，其接頭部位的應(yīng)力作用導(dǎo)致了母材結(jié)構(gòu)以及受力性能的不同，同時(shí)，在焊接過(guò)程中不能100%消除應(yīng)力，焊接應(yīng)力通常導(dǎo)致焊接接頭的變形，造成焊接接頭形成大量缺陷，不能滿足橋梁整體性設(shè)計(jì)要求。所以在橋梁整體設(shè)計(jì)中，必須考慮焊接接頭的設(shè)計(jì)，在滿足相干規(guī)范的前提下，必須做到：
①因地制宜地選擇形式，并通過(guò)焊接性檢測(cè)要求來(lái)獲取靜力和疲勞等級(jí)，來(lái)決定焊縫相關(guān)形式。
②在焊接設(shè)計(jì)中，必須詳細(xì)設(shè)計(jì)其關(guān)鍵細(xì)節(jié)，達(dá)到焊接中受力均勻，盡可能降低應(yīng)力。
③在設(shè)計(jì)中必須考慮焊接檢測(cè)相關(guān)要求，必須以無(wú)損檢測(cè)等相關(guān)控制指標(biāo)來(lái)檢測(cè)焊縫質(zhì)量。
