逄德武
(内蒙古自治区公路局,内蒙古 呼和浩特 010020)
钢结构桥梁对于其他桥梁来讲具有以下几个问题:在钢结构桥梁的支撑系统设计原则方面,为了能够保证钢结构桥梁的空间足够日常的生产活动同时提高整体的结构强度和整体刚度,如果没能做到在传递和承受纵向力和水平力的平衡,就会导致部分的杆件设备因为压力过大产生变形,从而造成压杆失衡。从而失去钢结构的整体稳定性。在钢结构的整体设计时要依据桥梁结构的使用形式进行设计,车间的设计以及震动设备和桥梁的尺寸和温度区间的大小都要根据各个支撑点的布置进行合理的安放。砥柱支撑的位置是整个桥梁纵向承受能力大小的最主要决定因素,同时影响温度的感应力,下柱支撑位置设计的不合理会产生不可预见的钢结构延伸或收缩,如果温度区间变化不大不会产生影响,但是如果温度变化距离控制超过150m就会造成钢结构桥梁的整体失衡。
对于钢结构的桥梁抗震性的设计上应当注意以下几点。首先就是在总体的布置上要符合桥梁结构的质量和刚度分布的均匀,使得整个桥梁的受力达到比较协调的水平,使得整个钢结构桥梁在整体上受力均匀不至于变形,尽量避免因为钢结构的不对称而造成对抗震上的不利影响。在钢结构桥梁的横向结构上应当采用钢架或距离主架有一定距离的固结类型的框架,以便能够充分利用钢材结构的受力性以减少横向的结构变形;其次在钢结构桥梁的损坏分析方面,一般是由于杠杆部件的强度不足而造成的杠杆失去稳定性进而造成对桥梁的破坏,因此如果杠杆部件性能不稳定就会导致整个钢结构桥梁结构的布置不合理。
在钢结构桥梁的设计过程中一定要考虑的因素就是桥梁的耐热性,因为钢材在受热达到100℃时钢材的抗拉程度和强度会逐渐降低,同时会有很高的塑性,在达到250℃时会出现蓝脆现象,当温度超过这一温度时开始出现钢材本身的徐变现象,一旦温度高达500℃时,钢材的强度就会不足以支撑桥梁的重力发生塌陷现象。所以钢结构的桥梁一般防火能力很差。
螺栓埋设的问题,螺栓埋设的是否坚固是整个钢结构桥梁稳定性的根本,螺栓的精度涉及了钢结构的整体定位,螺栓的埋设一定要保证其精度,螺栓的轴线一般误差在2mm左右,标高误差在5mm左右。在柱地螺栓的安装工作进行前要将平面控制的每一套轴承投射到施工的基础面上并且要做到全面的闭合,以此保证螺栓的安装精准度。同时要根据轴线放出的外延线将所需的标高记录在钢管架上,然后打折承台架。钢结构的结构构件主要包括了钢柱、吊车梁、天窗架、支撑架和屋架等几部分钢件,这几部分钢件在尺寸上、重量和安装的实际标高都有所不同,应该使用不同的起重方式和吊装方法以实现施工中的科学合理。
在钢结构的工业桥梁的建筑过程中,吊车梁的设置和安装必须要严格按规范从柱间支撑的跨度进行,柱间支撑在安装连接后会形成一个相对比较稳定的钢结构空间刚度单元,在这个地方安装一方面是可以保证建设过程中的施工安全,另一方面还能保证吊车梁的安装不会影响到支撑柱子的垂直系数。同时还能够在安装过程中对端部中截面存在较大误差的吊车梁底部进行配调整垫板,直接完成垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按照事先测放的定位线进行精确对中和校验。制动系统的连接工作应在吊车梁调整固定之后正式开始。当制动板和吊车梁高强螺栓连接以及辅桁架焊接连接之后,为了防止连续进行焊接对于高强度螺栓的影响应当首先将制动板与吊车梁的高强螺栓进行连接,并进行初步拧合,并且调整辅桁架,同时在制动板点焊固定后最终拧合高强螺栓,最后进行制动板和辅桁架的焊接。在钢柱吊升,钢结构桥梁的占地面积较大,一般使用自行起重设备或塔机类的起重设备进行钢柱的吊装,钢柱吊装的方法和配置方式和混凝土吊装的方式有很多共同点,一般都采用旋转吊装和滑行吊装的方法进行吊装。对于重型结构的钢结构支撑柱一般采用双机抬升的方法进行吊装,在开始进行吊装的过程中,要使用双机将钢柱进行起吊,当钢柱完全脱离地面的时候暂停,使得钢柱吊装回直之后将主机插入然后进行锚固或使用螺栓进行固定,第一次矫正的偏差应该控制在2cm以内,满足上述条件之后才能松钩进行下一次吊装。
为方便钢结构构件的安装,钢材构件进厂后应进行合理的摆放。摆放的原则应该是将现场急需安装的部件直接堆放到施工现场,同时按照吊装顺序将先行吊装的码放在上头,后吊装的码放在下面。不是马上吊装的构件应该暂时存放在施工现场外堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,保证桥梁施工现场部件的合理摆放,以免造成钢结构工件在对方过程中发生的滑落以及其他情况的发生而造成对施工的影响或对施工人员的人身安全造成影响。同时在供货的过程中要严格按供货要求和供货清单进行清点,资料存档。构件堆放时H型构件应立放,不得平放,每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。
综上所述,钢结构的桥梁设计不仅取决于施工工艺和项目的差别,还受到设计部门的设计水平高低的影响,这些因素共同决定了整个设计施工过程是否顺利和能否按照预先制定的时间如期完成。各个专业之间的协调能力也主要体现在整个施工场地的布置,一个井然有序的桥梁布置也会对桥梁的建设提供一个良好的施工环境。只有从工作人员的素质培养和桥梁材料的质量保证以及质量监管和管理层的合理管理的共同努力,才能建设适合现代化生产的合格的钢结构桥梁。
[1] 包头钢铁设计研究院.钢结构设计与计算[M].北京:机械工业出版社,2011.
[2] 张晨.钢结构设计的简单步骤和设计思路[J].山西建筑,2012.