城市桥梁规划设计.docx

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城市桥梁规划设计

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汪剑

[摘要]桥梁建设在我国大中城市建设与发展中发挥着重要的作用，大力的推动了我国社会经济的高速发展与社会主义和谐社会的建设。为了提高城市桥梁的耐久性和使用寿命，必须对城市桥梁的设计进行优化。该文以我国大跨度桥梁建设为例，对大跨度桥梁钢箱梁主要构件设计、选材需要考虑的主要因素进行了较详细的介绍，分析了发展趋势，并对今后大跨径桥梁建设中的钢箱梁设计提出了几点建议。

[关键词]城市桥梁；规划设计；人性化设计

钢箱梁，属于一种采用高强材料、重量较轻的构建的大跨度桥梁理想类型，具有极高的强度，运输安装比较简单快捷。在现代桥梁建设当中，钢箱梁设计获得了广泛的应用，所以对于桥梁工程建设而言，钢箱梁的设计优化也成为行业关注的焦点问题。在本文中主要探讨了城市桥梁钢箱梁的规划设计要点，并提出了几方面的设计改善的建议。

1、钢箱梁的选材

在我国桥梁建设的初期，桥梁建设的钢材生产存在着严重的质量问题，因此多数桥梁采用引进的钢材。随着我国社会经济的高速发展，我国钢材生产力和质量获得了极大的进步，国产钢材在大跨度公路桥梁中得到越来越广泛的应用。钢箱梁在钢材选择方面主要注重以下三方面的标准：

1.1强度的标准

在设计钢结构的过程中，采用的设计方式是容许应力方法，在强度的设计方面，必须对截面应力进行严格的控制，务必使截面应力在材料容许应力以下。钢箱梁的加工制作容易由于误差而产生附加应力和焊接参与应力，同时在安装的过程中也会产生附加应力，而且这些附加应力难以进行准确的计算，存在着一定的误差。因此，在设计的过程中必须做好交高额盈利储备，从而提高桥梁的安全使用性。目前我国钢箱梁设计所采用的强度主要采用了高于345mpa级的屈服点，包括了345mpa级在内。

1.2使用气候条件的标准

温度容易对钢材的性能造成不良的影响，选择钢材的时候应当对桥梁建设当地的气候条件进行充分的考虑，考虑当地气候条件对桥梁结构所造成的影响。通常情况下，所选择的钢材主要是低合金高强度结构钢，根据不同的冲击韧性进行分级，包括了ABCDE等级别，不同的级别和不同的冲击温度相适应。目前我国多数钢箱梁所采用的级别为CDE，C级对应的试验温度是0度，D级对应的实验温度是-20度，E级对应的实验温度是-40度。南方地区由于常年温度比较高，因此可以选择Q345；而北方地区由于存在较长时间处于低温状态下，因此选择Q345D、Q345E比较适宜。

1.3加工制造的标准

高强度钢材的焊接工艺具有较高的复杂性和难度，同时还需要对设计参数进行严格的控制，对于不同牌号的钢材，焊接的性能有所不同，对于不同级别的钢材，焊接的性能也有所不同。在对钢箱梁进行加工制造的过程中，需要对大量的钢材进行集合与焊接，对焊接的缝隙必须进行严格的检查，在加工制造的过程中，应当避免过度追求桥梁的强度与硬度的指标而导致忽略了钢材的可焊性。

2、钢箱梁的设计参数

2.1桥面顶板的厚度参数

在箱型结构体中，钢箱梁顶和底板是抵抗弯矩的重要组成成分，其中顶板是承接车轮荷载的直接构件。在设计桥面顶板的过程中应当对两方面的条件进行重点考虑，一方面在于强度的条件，也就是控制顶板和底板的厚度在运营的过程中应力不超过钢材所承担的范围；另一方面在于要求设计必须满足局部的稳定条件，顶板和底板的厚度比腹板之间的距离要小，所以在设计的过程中应当对局部的稳定性进行全面的考虑，这与桥面铺装的使用寿命息息相关。我国在桥梁的早期建设中，某些大跨度的桥梁钢桥面板的厚度采用了12毫米，然而经过多年以来的通车，发现这些钢桥都遭到了一定的损坏。主要原因不仅仅在于桥面的铺装设计存在一定的缺陷，而且还在于钢桥面板局部出现较为明显的变形，因此加快了桥面铺装损坏的速度。虽然这些桥梁都已经符合我国关于桥面板厚度的设计参数标准，但是随着我国社会经济的发展，交通运输量不断增大，而且超重车辆所占的比例也比较大，因此导致桥面所承载的实际车辆荷载能力和标准之间存在着明显的差距。为了避免这种桥面局部变形情况的出现，必须增加桥面板的厚度。

2.2纵向加劲肋

纵向加劲肋主要的功能在于加强桥梁结构的局部稳定性。通常情况下，钢桥面板所使用的加劲肋采用了两种截面形式，一种是开口截面，另一种是闭口截面，其相应的加劲肋称之为开口加劲肋、闭口加劲肋。开口加劲肋包括了平钢板形式、L形式、倒T形式，闭口加劲肋包括了梯形、三角形、U形等等，该种形式的加劲肋可以为整个桥面板提供更大的抗扭能力和抗弯能力，有利于对整个桥面板的受力状态进行有效的改善，促使钢板应力得以减小。加劲肋的壁厚度和槽口的形状和桥面板局部刚度之间存在着密切的关系，为了提高桥面板的局部刚度，板厚采用了8毫米，同时也对槽口的形状进行优化，从而在提高桥面板局部刚度的基础上，节约钢材的使用。此外，加劲肋之间的距离和桥面板的局部