城市钢结构桥梁分析与设计

    摘要：全世界的城市建设与发展都离不开桥梁的身影，而钢结构桥梁在城市建设中已经
取代了混凝土桥梁，成为了占据主导地位的城市桥梁建筑形式。伴随着经济的不断发展，技
术的不断成熟，多样化的钢结构桥梁将出现在城市中，因此合理的设计与施工就成为了保
障其顺利应用和服务与城市的重要基础。

 

　　关键词：钢结构桥梁

 ， 应用优势 ，基准条件 ，设计要点 

　　一、城市钢结构桥梁的优势分析

 

　　钢结构桥梁在城市建设中得到了广泛的应用，与其明显的使用优势是分不开的，具体
看：钢材的性能较好，截面小且自重轻，强度高可以用于大载荷的桥梁建设，且自重小可
以降低基础载荷并方便运输与吊装，给施工带来了便利；钢材料的韧性和塑性好，使得钢
材体现了较好的抗震性能，在地震中可以通过结构的变形而吸收能量，同时具备抵抗反复
作用的韧性，提高了桥梁的抗震能量；施工中钢结构的应用可以缩短工期，钢结构的材料
可以轧制成多种形状，加工简单且速度快，材料运输方便施工占地面积小。同时其连接方式
简单施工方便，从而可达到缩短工期的目标；通过桥梁的管线布置方便，因为钢结构桥梁
的空洞和空腔较多，这就方便了管线的布置且为维护提供了方便；最后，钢结构桥梁在城
市建设中可以广泛应用，可以设计成大跨度桥梁，且形式多样。钢筋混凝土桥梁的跨度在
500m 内，且不适宜悬索桥，而钢结构桥则适应不同跨径的不同形式的桥梁结构，尤其大跨
度悬索桥。

 

　　二、城市钢结构桥梁设计需要满足的条件

 

　　

1、耐久性需求 

　　城市钢结构桥梁的使用频率较高，因此应注重耐久性的设计，因为国内外的研究和实
践都表明结构耐久性对于桥梁的运营安全是至关重要的，且可以影响其设计的经济性。我国
在上个世纪末就已经开始对结构耐久性进行了大量研究。这些研究从不同的角度对钢结构桥
梁设计进行分析，对结构和设计、设计与施工衔接等方面对桥梁耐久性进行了改善。改变了
长期以来人们对结构设计重视计算轻视结构合理的情况，将结构耐久性设计独立与常规设
计之外，并形成了定量分析的发展趋势。

 

　　

2、控制疲劳损伤 

　　桥梁结构在建成后就必须经受车辆载荷与风载的影响，会在往复循环的影响下产生结
构振动和结构的积累性疲劳，从而形成损伤。因为桥梁的构成是不连续的，存在微小的缺陷
是不可避免的，而在循环载荷的作用下就容易引起围观缺陷的扩大，合并成为实质性的损
伤，并形成宏观裂缝。如果宏观裂缝得不到及时控制，就会导致脆性断裂，这对于钢结构桥
梁是不可逆转的灾难。

 

　　

3、桥梁设计载荷 

　　桥梁在设计是应保证设计载荷满足需求，因为超载对与桥梁而言不但引发疲劳问题，
进而导致疲劳应力幅度增加、损伤加大，甚至会因为超载而产生实质性破坏；还会因为超载
导致桥梁内部的损伤超过材料韧性极限，不能自我恢复，导致桥梁在正常载荷下的工况发
生改变，从而影响桥梁的耐久性与安全性，所以设计中应考虑载荷的合理设计。

 

　　三、钢结构桥梁设计的要点分析

 

　　

1、横向抗倾覆设计 

　　钢结构桥梁的突出特征就是轻质高强度，但是在小半径或者多车道设计的时候，还应
对其横向抗倾覆的能力进行重点考虑。最早的钢结构桥梁设计中因为设计局限性，导致在施
工或者使用中出现倾覆的情况也出现过。这是因为连续钢梁的半径比很小，因此相对于跨径