現代橋梁鋼結構的受力系統主要是由結構鋼加工而成,它可以承載安全并具有較好的耐久性。雖然橋梁設計者在設計之初都已經根據相關規定來進行設計,但卻無法避免橋梁鋼結構在使用期內發生損壞。20世紀以來,焊接技術也廣泛應用于橋梁設計建造中,局部損傷擴展是多起橋梁鋼結構破壞事故的主要原因。結構損傷在很大程度上威脅著橋梁的安全性和耐久力。這就引發西安鋼結構橋梁設計者展開了如何有力保證橋梁鋼結構整體設計完整性的思考。
1、橋梁鋼結構的整體性設計目標
整體性設計的..目標是指確保西安鋼結構橋梁工程在規定的使用年限內安全可靠。荷載、制造工藝、材料性能、安裝方法、結構細節構造、使用環境及維護方式等多種因素決定了橋梁鋼結構的整體性設計。設計不但要對結構、構造細節以及構件連接按常規考慮其強度、剛度要求,還必須對損傷與損傷容限、斷裂與抗斷裂等方面作出準確評定。
2、鋼結構損傷及損傷容限
鋼結構從材料加工過程到使用期間,其內部和表面不可避免的會形成或發生微小變化,造成一些缺陷。如果在荷載、溫度、腐蝕等因素的作用下,這些缺陷甚至會不斷擴展從而形成宏觀裂紋,以至于大大降低了材料以及其結構力學的性能。