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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
Abstract: the world of the urban construction and development is inseparable from the bridge figure, and steel bridge in the construction of the cities has replaced the concrete bridge, become the dominant city bridge architecture form. With the constant development of economy, technology continues to mature, the diversity of steel bridge will appear in the city, so reasonable design and construction will become the guarantee the smooth applications and services and the important basis of the city.
Keywords: steel bridge, application advantages, benchmark conditions, the design key points
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
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，因此相对于跨径而言跨度则显得很大，如果再加上桥梁上面的宽度大于钢梁，这就直接导致活动载荷对于支座而言容易出现不平衡，即外侧支座受力增加而内侧受力降低或者不受力，由此横梁出现受力不均而倾覆。在实际设计中应对其进行克服，即通过计算计算横梁的偏心受力情况，既满足桥梁载荷同时也使其受力平衡。如在横梁位置进行灌砂锤以满足规范条件下横向载荷增加时的桥梁稳定性。
2、焊接结构设计的要点
焊接是钢结构桥梁的施工工艺之一，也是作为重要的技术措施。桥梁焊接结构的合理设计是保证桥梁稳定性的重要因素，如焊接的接头形式受力不均匀则会造成受力差异，其接头部位的应力作用就会导致材料结构的受力性能差异，再有焊接过程的应力不能消除，焊接应力也会导致焊接街头的形变，造成焊接接头位置的缺陷，从而导致其整体的受力性能不能满足桥梁设计的需求。因此在设计中应从整体角度出发考虑合理设计焊接接头的形式，在满足相关的规范要求的同时应做到：根据现场情况确定焊接形式，通过焊接性检测来获得静力和披露的等级，由此确定焊接的形式；在焊接设计是应详细的考虑关键细节，保证焊接施工可以实现受力均匀，降低其应力；在设计中应考虑焊接测试需求，必须利用无损检测的方式来检测焊缝的质量，以此确定焊接指标。
3、对结构内力的分析
结构的内部应力计算是以边孔为单悬臂，中间孔位简支挂梁为结构模式来计算的。将桥梁的纵向划分为多个单元，并对其截面进行单元编号，然后将项目的原始数据进行输入。输入的信息包括了：项目的概况；单元参数特征；预应力钢束参数；施工信息；使用信息等。按照全预应力构件对整个桥梁的安全性进行验算，计算中包括了：应力分析；收缩徐变；活载分析。桥台位置的滑动支座，桥墩位置设置固定支座，碇梁挂梁之间的约束关系，挂梁一段为固定支座而一端为滑动支座。
4、加劲肋设计
设置加劲肋主要是在支座或者载荷集中的位置，目的是保證构件局部的稳定性，并传递集中力使之平衡。加劲肋的设计往往被看做是可有可无，但是实际设计中必须经过计算才能决定此项目的设置。是否设置加劲肋应根据腹板的参数来确定。如果确定需要添加，则应优先考虑形式为竖向，并且根据腹板的厚度和相关的剪切应力来设计其距离。当竖向加劲肋不能满座桥梁的需求时，可以考虑增加横向加劲肋，水平加劲肋竖向加劲肋的补充。
在加劲肋设置的设置主要的目标是帮助截面不足的构件增强其抗弯矩和剪力，所以如果增加了加劲肋就可对原有的构件进行截面积进行减小，这样就可以在实际施工中降低钢材的使用量，降低成本，因此工程中通常设置在原构件上帮助增强抗弯矩与抗剪切的性能。
5、箱梁横梁设计
当桥梁的主道设计如果过宽的时候应先对车道的钢结构箱梁进行优化，设计的重点应放在满足竖向设计的要求，对于横梁的跨径而言需要从支座间双悬臂简支梁的计算中获得 参数，在支座位置采用竖向加劲肋等措施提高其性能，如果竖向加劲肋不能保证其需求时，应考虑增加横向加劲肋对其进行加强，而计算的方式与纵向计算方法相似。
6、人工孔设置要点
城市钢结构桥梁设计中，不能忽视人工孔的设置。而人工孔是为了方便施工而在桥梁的箱梁顶板和腹板位置开设的。顶板施工孔的位置应在1.5跨径，而腹板的开孔则应根据具体情况，但是必须在应力相对最弱的位置，如简支梁。其腹板人工孔可以设置在跨中，而连续梁则必须经过计算才能确定，选择剪切力最小的位置。
四、结束语
城市建设的发展使得钢结构桥梁的应用越发广泛，而其优势也使其在不同形式的桥梁中得到了应用，这就给设计带来了难度，因此在设计中应重视对整体结构性能的协调，从宏观的角度对细节进行把握与控制，这样才能保证钢结构桥梁在施工和使用过程中不出现因为设计缺陷而导致事故，从而使其优势得到发挥，为城市建设服务。
参考文献：
[1]孔源.浅议钢结构桥梁工程施工质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊), 2011,(05) .
[2]张涛,任前进.浅谈钢结构桥梁稳定性设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(05) .
[3]吴朝阳.简述钢结构的制作与安装[J].企业科技与发展, 2011,(12) .
[4]麦蔼光.论大型钢结构桁架的制作与安装技术[J].企业科技与发展, 2010,(24) .
[5]郭琦,贺拴海.公路桥梁钢结构抗疲劳设计[J].郑州大学学报(工学版), 2007,(03) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钢结构桥梁 ， 应用优势 ，基准条件 ，设计要点
Abstract: the world of the urban construction and development is inseparable from the bridge figure, and steel bridge in the construction of the cities has replaced the concrete bridge, become the dominant city bridge architecture form. With the constant development of economy, technology continues to mature, the diversity of steel bridge will appear in the city, so reasonable design and construction will become the guarantee the smooth applications and services and the important basis of the city.
Keywords: steel bridge, application advantages, benchmark conditions, the design key points
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
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，因此相对于跨径而言跨度则显得很大，如果再加上桥梁上面的宽度大于钢梁，这就直接导致活动载荷对于支座而言容易出现不平衡，即外侧支座受力增加而内侧受力降低或者不受力，由此横梁出现受力不均而倾覆。在实际设计中应对其进行克服，即通过计算计算横梁的偏心受力情况，既满足桥梁载荷同时也使其受力平衡。如在横梁位置进行灌砂锤以满足规范条件下横向载荷增加时的桥梁稳定性。
2、焊接结构设计的要点
焊接是钢结构桥梁的施工工艺之一，也是作为重要的技术措施。桥梁焊接结构的合理设计是保证桥梁稳定性的重要因素，如焊接的接头形式受力不均匀则会造成受力差异，其接头部位的应力作用就会导致材料结构的受力性能差异，再有焊接过程的应力不能消除，焊接应力也会导致焊接街头的形变，造成焊接接头位置的缺陷，从而导致其整体的受力性能不能满足桥梁设计的需求。因此在设计中应从整体角度出发考虑合理设计焊接接头的形式，在满足相关的规范要求的同时应做到：根据现场情况确定焊接形式，通过焊接性检测来获得静力和披露的等级，由此确定焊接的形式；在焊接设计是应详细的考虑关键细节，保证焊接施工可以实现受力均匀，降低其应力；在设计中应考虑焊接测试需求，必须利用无损检测的方式来检测焊缝的质量，以此确定焊接指标。
3、对结构内力的分析
结构的内部应力计算是以边孔为单悬臂，中间孔位简支挂梁为结构模式来计算的。将桥梁的纵向划分为多个单元，并对其截面进行单元编号，然后将项目的原始数据进行输入。输入的信息包括了：项目的概况；单元参数特征；预应力钢束参数；施工信息；使用信息等。按照全预应力构件对整个桥梁的安全性进行验算，计算中包括了：应力分析；收缩徐变；活载分析。桥台位置的滑动支座，桥墩位置设置固定支座，碇梁挂梁之间的约束关系，挂梁一段为固定支座而一端为滑动支座。
4、加劲肋设计
设置加劲肋主要是在支座或者载荷集中的位置，目的是保證构件局部的稳定性，并传递集中力使之平衡。加劲肋的设计往往被看做是可有可无，但是实际设计中必须经过计算才能决定此项目的设置。是否设置加劲肋应根据腹板的参数来确定。如果确定需要添加，则应优先考虑形式为竖向，并且根据腹板的厚度和相关的剪切应力来设计其距离。当竖向加劲肋不能满座桥梁的需求时，可以考虑增加横向加劲肋，水平加劲肋竖向加劲肋的补充。
在加劲肋设置的设置主要的目标是帮助截面不足的构件增强其抗弯矩和剪力，所以如果增加了加劲肋就可对原有的构件进行截面积进行减小，这样就可以在实际施工中降低钢材的使用量，降低成本，因此工程中通常设置在原构件上帮助增强抗弯矩与抗剪切的性能。
5、箱梁横梁设计
当桥梁的主道设计如果过宽的时候应先对车道的钢结构箱梁进行优化，设计的重点应放在满足竖向设计的要求，对于横梁的跨径而言需要从支座间双悬臂简支梁的计算中获得 参数，在支座位置采用竖向加劲肋等措施提高其性能，如果竖向加劲肋不能保证其需求时，应考虑增加横向加劲肋对其进行加强，而计算的方式与纵向计算方法相似。
6、人工孔设置要点
城市钢结构桥梁设计中，不能忽视人工孔的设置。而人工孔是为了方便施工而在桥梁的箱梁顶板和腹板位置开设的。顶板施工孔的位置应在1.5跨径，而腹板的开孔则应根据具体情况，但是必须在应力相对最弱的位置，如简支梁。其腹板人工孔可以设置在跨中，而连续梁则必须经过计算才能确定，选择剪切力最小的位置。
四、结束语
城市建设的发展使得钢结构桥梁的应用越发广泛，而其优势也使其在不同形式的桥梁中得到了应用，这就给设计带来了难度，因此在设计中应重视对整体结构性能的协调，从宏观的角度对细节进行把握与控制，这样才能保证钢结构桥梁在施工和使用过程中不出现因为设计缺陷而导致事故，从而使其优势得到发挥，为城市建设服务。
参考文献：
[1]孔源.浅议钢结构桥梁工程施工质量控制[J].中小企业管理与科技(上旬刊), 2011,(05) .
[2]张涛,任前进.浅谈钢结构桥梁稳定性设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011,(05) .
[3]吴朝阳.简述钢结构的制作与安装[J].企业科技与发展, 2011,(12) .
[4]麦蔼光.论大型钢结构桁架的制作与安装技术[J].企业科技与发展, 2010,(24) .
[5]郭琦,贺拴海.公路桥梁钢结构抗疲劳设计[J].郑州大学学报(工学版), 2007,(03) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。