现代桥梁钢结构的完整性设计刍议.doc

1、1现代桥梁钢结构的完整性设计刍议【摘要】近些年，在我国以及国外曾发生多起桥梁钢结构被破坏，导致桥梁坍塌的严重事故，已经引起了桥梁钢结构设计工作者对焊接机构损伤、损伤扩展以及结构系统失效过程的关注，更引发社会各界人士对如何更好的保证桥梁结构系统完整的深入思考。对整个桥梁来说，桥梁钢结构起着至关重要的作用，而钢结构系统的完整性更需要设计者从不同角度不同层面上进行思考。 【关键词】桥梁；钢结构；理念；完整性；设计 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 好的设计理念是桥梁建设的基础，所以一定要在建筑桥梁前把握好设计理念的制定，让设计得以实现的保障，便是做切实可行的设计方案，尤其要在桥梁建

2、设工作中格外重视钢结构的损伤、损伤容限、损伤的表现这些方面的问题。一定要在日常工作中对这些问题做好总结分析，只有在不断的制定相关策略不断改正问题的情况下来提高工作的质量，为我们日常的交通生活带来便利。 一、钢结构完整设计的理念 桥梁作为促进联系，加快发展的重要的交通功能的建筑，有着不可忽视的作用。而现代的桥梁的钢结构有结构钢加工单元经焊（栓）连接组成为复杂的受力系统，要具有安全的承载和服役的耐久性的要求，目2标是为了追求其建设的安全系数的提高，并不重视外观的影响。经过长久的调查发现曾经的桥梁钢结构破环事故都是因为局部的损伤扩大发展而导致的，追究其中的缘由，都会发现这和焊接都有很大的关系。是因为

3、其焊接技术的水平受到限制，让其存在着不确定因素，如果出现了问题并没有及时的发现修复和改正，都会导致最终出现发生安全事故，所以根据这些我们可以发现，当前桥梁安全与耐久性最大的威胁就是焊接质量不达标。 现在，由国际焊接学会（IIW）提出的“合于使用评定指南”基本保证了焊接结构完整性和可用性以及国际公认的英国中央电力局提供的“带缺陷焊接结构完整评定方法” 。这种方案最好的诠释了钢结构完整性设计，其中传统的强度和刚度还有关联耐久的强度和刚度都被包含在内，所有的设计理念的出发点都应以其所包含的内容为中心，保证桥梁结构的完整性。 二、桥梁钢结构的完整性设计的相关内容 1.桥梁钢结构的完整性设计目标 荷载、

4、材料性能、结构细节构造、制造工艺、安装方法、使用环境和维护方式等各种因素确定桥梁钢结构的完整性设计，所以只要从这几个方面着手就可以更好的完善结构钢结构的完整性。还要组织专业的研究小组并有专业的工作人员，对此进行深入的研究和分析从而建立整套的工作系统，再根据其应当注意的细节问题进行划分，把复杂的难度高的问题进行简单化，进行有效的管理，最终根据工作中的细节问题提出更好的解决办法。 32.钢结构损伤及损伤容限 钢结构从加工到使用期间，会有很长的一段时间才能实际操作施工，这个环节一定会不可避免的发生一些故障，譬如由于一定外部因素（载荷、温度和腐蚀等）的作用下而在表面形成和发生微妙的缺陷，导致材料和结构

5、性能劣化，从而直接或间接的造成钢结构的完整性的破坏。在这样的问题上，我们还要有专业的技术人员对施工过程进行有力的监督，防止损伤容限的发生，并控制其产生的条件。 三、桥梁钢结构损伤的主要表现 如果想要完善钢结构的完整性，必须要很清楚的认识到桥梁结构损伤的主要表现。如今焊接技术和高强度材料广泛使用在桥梁钢结构上面，而研究者关注的重点也着重在使用材料对损伤的敏感性，为了防止造成严重损失要对其进行深度的认知，如因为缺口效应而致使弹塑性材料呈现出脆性破坏的形式及表现的低能量破坏，都是要引起注意的地方。 1.母材在冶金和轧制是出现的问题主要是指材料损伤，在施工中一定要注重细节问题，不然会导致材料的损坏，譬

6、如如果非金属夹杂物的参杂会使原材料不纯净。以至于当预期焊接热过程关联时，会发生层状撕裂，所以由此要注意焊缝形式是选择。 2焊接接头会由于处在金属再结晶过程时会产生一些物理反应，导致热影响区的母材料强度增高，而塑性韧性下降和力学性能恶劣化。但是对于现在的技术来说还是没有办法有效的避免这些问题，所以现在能做到的只能是减少损害程度，所以这就要求工作人员在实际的操作过程中，设计要注意因开缝密集分布和焊缝尺寸偏大而对母材损伤的负面影4响。 3.由于焊接工艺过程形成的，属于损伤形成的焊接缺陷，比如裂纹、夹渣、未熔合和咬边。这些细节问题虽然不会直接的造成桥梁事故，但是却埋伏了严重的隐患。经过时间的洗涤，很容

7、易造成严重的坍塌事故，而结构中的短焊缝因为欠缺较多，会导致疲劳裂纹和结构短寿。 四、焊接机构的完整性设计 焊接结构的完整性设计，是一种由焊接结构引入损伤的概念后生成的技术，因为焊接的弊端会导致材料、连接、结构细节和工艺过程不是完美无缺的。而桥梁的建设离不开以上环节，而这些环节也正体现出焊接的完整性，它的作用会在各个环节设计中体现出来。这就要求在工作中以建筑材料-工艺-细节-损伤的控制方式为中心的完整性设计原则，以此项原则为基础的的一切施工方案，保证在施工过程里没有损失纰漏。 1.材料-工艺-细节-损伤的控制方式 （1）要注意减小焊缝数量和和焊缝尺寸，将工作中应注意的数据掌握，认真仔细的测量，较

8、合理的选择焊接材料与母材料的组配方式。 （2）要注意焊接接头区域的力学性能、微观组织会发生改变，焊接缺失损伤，保证质量的前提和关键性问题,就是材料的选择，但是在工作中也要注意自身技巧所带来的损害。 2焊接结构完整性设计要点 第一，要针对疲劳要求决定焊缝焊接形式，在工艺上要做焊接性和可检测性的要求。第二，要在关键结构构造细节设计上，遵循简洁传力，焊接可行，保证不留死角，方便于安装有利于维护的几方面原则。第三，5按照焊接的缺陷预防，焊接应力和焊接收缩量和焊接变形的控制目标，来确定制造工艺的标准和焊接工艺的评定的要求。最后，使用维修的的内容要以损伤监测和维护方法来定。 五、总结 通过这个论文的阐述，

9、我们清楚的认识到了桥梁钢结构完整性设计的重要作用，在桥梁的建设和设计时，一定要把握好设计的目标、理念，在国家规定的范围内进行施工，来保证桥梁的的质量安全。将理论和实际的工作最佳的结合起来，制定类似于加强对焊接质量的有效控制的，更好更有利的施工方案，这也是提高桥梁质量安全的重要条件。只有我们不断的总结工作经验和工作上的教训，不断的开拓创新，设计出更好的设计方案，才能加快我国桥梁建筑行业的发展。 参考文献： 1刘锡良.钢结构专家介绍J.工程建设与设计，2005 年第 01 期 2杜红艳.现代桥梁设计中钢结构的完整性设计J.交通世界(建养.机械),2011 年第 12 期 3姜金斌.现代桥梁设计中钢结构的完整性设计J.中国建设信息,2012 年第 09 期