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摘要：在车辆数量逐渐增加的交通运输背景下，公路桥梁承担的压力与负载逐渐增加。文章简述了我国目前的桥梁使用情况，对在桥梁工程设计过程中钢结构系统的具体损伤情况进行了深入分析，阐述了现阶段桥梁工程设计中钢结构系统的完整性设计理念与设计策略，为类似工程设计提供参考。
关键词：钢结构；桥梁设计
引言
道路桥梁是当前社会生活中重要的运输载体，其建设质量直接影响当地经济的发展速度，因此道路桥梁的设计与发展受到了各行各业的广泛关注。在目前的道路桥梁设计方法中，结构化设计是非常重要的内容，良好的结构化设计不但能够全面提升道路桥梁的质量，而且能提高施工的总体效率。
1我国的桥梁使用现状
1.1交通荷载极大
经济的迅速发展使我国汽车总量相较以往有明显提升，近几年由于人们生活水平的提高，汽车数量呈现了整体飞速提升的趋势，奠定了人们出行频率的增加基础。在这种社会背景下，多种情况的共同作用最终结果会导致交通量的变大，会增加道路和载量。我国多个城市均出现了交通拥堵现象，在经济较为发达的城市表现的更明显，人们上下班高峰时间段出行困难已成为困扰人们外出活动的主要问题，阻碍了社会进步。城市中构建了大量的立交桥与高架桥，该种类型设施数量增加后，有效地缓解了交通压力，降低了交通负担，为人们出行提供了更多的基础路线与出行途径。
1.2超载现象较为严重
我国应用的大部分桥梁修建时间均较早，受限于当时的技术与经济条件，长期使用下会出现部分结构零部件的老化等问题。早期修建的多数桥梁均处于交通流量较为密集的区域，交通量较大使超载现象较为常见，影响桥梁的整体稳定性。车辆违规超载现象在边缘区域较为严重，桥梁负担较重使车辆在实际行驶过程中，对桥梁结构产生交变荷载影响，在此种类型的作用下，桥梁内部结构遭受到严重破坏。一些使用时间较长的桥梁，其中的零部件由于老化已经出现裂缝或细小裂纹，荷载提升使细小的裂纹逐渐扩大，形成较大的安全隐患，影响桥梁工程结构的整体稳定性，影响行车安全。
2合理运用焊接结构设计
在进行钢结构桥梁完整性设计期间，要注意做好焊接结构设计工作。通常情况下，在建设钢结构桥梁期间，会通过焊接来连接各部分构件，桥梁的焊接质量会直接影响到桥梁结构的稳定性、安全性。在设计桥梁焊接结构的过程中，要达到以下要求[1]。
１）桥梁钢结构出现焊接结构损伤问题，通常和焊接材料质量、焊接工艺水准有关。因而技术人员在设计焊接结构的过程中，应当重点从材料和工艺控制方面着手。首先，确保焊接材料质量、焊接结构的强度和韧性，在焊接期间控制好焊接接头，规避焊接接头质量缺陷情况；其次，在焊接期间要严格控制焊伤构件问题，这就要求焊接一定采用合规有效的施工工艺，严控焊接质量，避免过焊错焊问题，防止构件细微损伤造成应力集中隐患。
２）设计人员应按钢结构桥梁的实际受力状况、疲劳荷载作用程度，选择不同部位焊接接头的形式，以达到合理承载传力的目的。在设计焊接结构的过程中，应重点分析好工程的施工细节，保证结构焊接设计与桥梁施工阶段受力相互协调，防止焊接次内力的过度积累，而削弱桥梁的承载力。
３）在设计焊接结构期间应当明确焊缝焊接质量检测依据、标准、主要方法。
首先，在焊接结构设计当中，最重要的环节便是设计焊角尺寸与焊缝，要防止在焊接期间由于焊接工艺问题导致质量出现损伤；其次，针对不同的钢结构焊接接头，应当按照焊接工艺、焊接质量的规定，合理设置好焊缝，尤其要重视加劲构件和加强构件的构造设计，焊接接头应当具备较强的抗疲劳能力，注重采取合适的焊接工艺；最后，在钢结构桥梁当中，正交异性板的疲劳裂纹通常具有无法修复的特性，对于该类问题，在国外主要通过优化焊接结构设计，来减小疲劳裂纹出现的几率，而在国内，往往通过精细化施工和工艺调整来减小裂纹出现的几率。例如港珠澳大桥中的正交异性板，在实施高精度焊缝时，就采用了焊接机器人来进行操作，以此确保焊接质量[2]。
3钢板厚度选择及制造节段划分
由于在钢结构桥梁设计过程中，桥梁的钢材使用量是衡量项目经济性的一个重要指标，一些设计单位为控制桥梁钢材使用量，将制造节段内的腹板或盖板设置为多个厚度钢板对接焊接，该方法虽然降低了钢材的使用量，但无形中造成了生产成本的增加，如：不等厚钢板过度斜坡及坡口加工、焊缝焊接、无损检测、焊缝修磨等制造成本。同时制造节段内过多的对接焊缝对构件几何尺寸控制造成一定困难，也给后期使用带来安全隐患，所以设计时宜使制造节段内腹板或盖板的厚度统一，以降低项目的综合成本，减少制造资源浪费[3]。
4实施焊接完整性设计
桥梁的实际受力情况，会对桥梁的总体运行效果产生极大影响，因而工程设计人员需要按照工程情况，选用合适的焊接技术。除此之外，受焊接施工因素影响，主要构件材料性能也会受到影响，针对上述问题，工程人员应当认真分析以下几方面要求：①要按照钢结构的疲劳特性采取合适的焊接方法，从而确保施工竣工后所得结构物符合设计意图和相关规范标准要求；②要按照材料的疲劳特性，结合抗裂方面的技术规定与标准，通过分析与总结工程实际状况，从中判定可能会对桥梁结构关键构件造成不利影响的全部因素，并针对这些影响因素采取针对性较强的处理措施；③在开展钢结构桥梁完整性设计期间，应当遵循简单便捷的设计原则，确保为后续的施工建设营造良好条件，保证所有施工流程可以顺利开展，从而满足预期质量标准；④要注意制定科学合理、行之有效的施工措施，防止在焊接施工期间出现质量缺陷；⑤在结束焊接施工作业后，应当及时开展各类检测工作，查明其中存在的各类缺陷问题，一旦发现存在异常问题后就必须尽快委派专业人员进行返修[4]。
5加劲肋部位的完整性设计
桥梁支座位置的重点是加劲肋部位，是负载的主要承担区域，需要强化这一位置的结构，通过加强其中某些部件的质量可提升构件的应用稳定性，并实现集中力的传送目标。实际的加劲肋设计过程中，应结合对桥梁的相关计算数据结果，明确是否需要设置加劲肋部位。若有竖向加劲肋的应用需要，应确定其桥梁距离与腹板厚度数据，进行计算时发现数值结果超出规定的范围，应选择应用水平加劲肋。若原构件的横截面积无法满足设计标准，在面积不够的情况下需要通过设置合理的加劲肋部位，提高抵抗弯矩，增强剪力作用。由于施工过程的应用材料量有明显缩减，可起到有效节约建筑整体建设成本的作用。
结束语
综上所述，相关设计人员在钢结构桥梁工程完整性设计工作中，应当综合考虑多方面的因素。要根据施工建设的实际情况，优化桥梁的焊接结构并提升其抗倾覆能力，科学选取加劲肋设置位置、加劲肋形式、加劲肋构造，做好设计中的细节要求与检测工作标准，针对其中存在的难以规避的缺陷与问题采取针对性较强的改善处理措施，以此提高完整性设计的效率和质量，确保钢结构桥梁的安全稳定，发挥其良好的跨越通行功能，创造较高的社会和经济价值[5]。
参考文献：
[1]施洲，蒲黔辉，岳青．基于健康监测的高铁大型桥梁运营性能评定［J］．铁道工程学报，2017，34( 1) : 67 －74．
[2]陈福平.现代桥梁设计中钢结构的完整性设计[J].智能城市,2021,7(07):37-38.
[3]张鹏云.钢结构桥梁设计中的完整性设计方法研究[J].四川建材,2021,47(04):165-166.
[4]辛德鹏.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].工程技术研究,2021,6(06):216-217.
[5]郑晓龙,陈列,颜永逸,徐昕宇,陈星宇.桥梁测力支座监测系统设计与工程应用[J].高速铁路技术,2021,12(01):50-53.