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桥梁钢结构的整体设计及钢结构损伤中的防腐设计探讨

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桥梁钢结构的整体设计及钢结构损伤中的防腐设计探讨

发布日期:2020-06-22 作者: 点击:

0前言

钢结构桥梁在整体结构上具有跨度大且承受力强的优点,在施工建设上具有易操作工期短的优势,但是桥梁结构的防腐问题也在制约着这些优点,为此研究桥梁钢结构的抗腐蚀性增加桥梁钢结构的整体设计的完整性是当前桥梁设计的主要任务。

1桥梁钢结构的整体设计

1.1设计理念

桥梁的钢结构相对于混凝土结构来说具有施工周期短以及质量轻和强度高等优点,钢结构桥梁一般被应用于城市交通要道的桥梁建设中,因为在交通要道涉及到大范围的运输,如果再用施工周期比较长的混凝土结构桥梁势必会严重影响我国的运输业影响国家的经济发展,而且施工现场存在很大的安全问题,交通要道来往的车辆过大不利于安全管理。另外在宽度比较大的桥梁建设中多数采用钢结构桥梁,只有钢结构才能满足大跨度对桥梁提出的要求。

在桥梁结构的设计上以完整性设计为目标,将多种因素综合考虑,不仅桥梁的整体结构,各个构件之间的链接以及钢结构在构造上的细节,同时也对钢结构的各种结构损伤情况进行全面的评估并采取相应的措施,桥梁钢结构的完整性设计在很大程度上受着损伤程度的影响。

1.2设计策略

(1)横向抗倾覆稳定性设计。虽然桥梁钢结构具有质量轻以及强度高等优势,但是在桥梁的车道比较多以及半径相对较小的时候其横向的抗倾覆性能会相对弱很多,这也是这一类的桥梁设计中重点研究的对象。在早些年也出现过桥梁体倾覆的现象,这主要原因是相衔接的桥梁半径小导致整个桥梁的跨度非常大,再加上桥面过宽最终导致横梁受力不均匀而发生梁体倒塌;

(2)焊接结构完整性设计。在桥梁钢结构中焊接是非常普遍的,但是对于不同位置的焊接有不同的要求,如果焊接设计不合理也会影响桥梁钢结构的整体设计,而且焊接产生的应力也会导致接口处的形变,所以必须将焊接结构进行完整性设计:第一要根据桥梁建设的地理情况以及外界环境对焊接接口形式进行合理化选择;第二要对细节进行科学性设计从而降低应力的影响;第三在焊接的过程中要严格按照相关的标准进行质量检测;

(3)加劲肋的设计。在桥梁中对于一些受力比较集中的位置为了加强其对外力的承受能力需要添加一些条状的加强件,在桥梁钢结构的设计中很多人容易忽略这一细节,觉得可有可无,但它的作用是不可忽视的,而且需要严格的计算才能在关键的位置上设置加劲肋从而巩固桥梁的整体结构。加劲肋的形式为竖向加劲肋,如果必要的话可以在此基础上添加横向加劲肋。

2桥梁钢结构的防腐蚀策略

2.1火焰喷涂防腐蚀

火焰喷涂主要是将锌铝等金属进行高温熔化后通过专业的设备将其喷涂到桥梁结构表面,并通过一段时间的冷却凝固形成保护层,以防止外界腐蚀性环境对钢结构造成的腐蚀。这种方法的优势在于抗腐蚀性能相对于其他方法要强,不仅可以有效地将钢结构与外界环境隔离,同时金属涂层可以利用牺牲阳极的方式对钢结构进行保护。这种防腐在实际应用中也存在一定的问题;第一是钢结构表面的金属涂层容易脱落,第二是操作复杂需要很长的施工周期,对于大工程而且交通要道的桥梁钢结构这种方式都不适用。

2.3热浸镀锌防腐蚀

这种防腐蚀策略适用于桥梁钢结构的小零件上,首先需要用酸溶液将钢结构部件上的锈渍清洗干净并保持湿润,然后将零件放入准备好的500oC左右的锌溶液中,大约5min左右就可以取出,冷却一段时间后钢结构部件表面会形成一层保护层。钢结构表面的锌层一方面可以有效的将构部件与外界的腐蚀环境分离;另一方面当涂层损坏后也可以通过牺牲阳极的方式对钢结构进行保护。

2.3涂料防腐蚀涂装

由于气候环境以及工业等因素造成桥梁钢结构腐蚀的情况也越来越多,而涂料涂层的防腐蚀方法无法用一种涂料来抵抗各种情况的腐蚀,所以现阶段对于涂料涂装方法进行了改进,采取多层涂料叠加的方式使得桥梁钢结构的抗腐蚀性能增强,这种方式的优势在于操作方便工期短,缺点在于涂料的防腐蚀周期比较短提高了对于桥梁维修和养护的频率。

3结束语

随着我国钢结构桥梁的规模越来越大,桥梁建设者对于钢结构桥梁的耐腐蚀性重视度也越来越高,已经开始加大钢结构耐腐蚀性的研究,并综合各种因素采取多种防腐蚀方法提供桥梁的整体质量。


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