鋼結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的主材常選用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼或是橋梁用結(jié)構(gòu)鋼,對于橋梁主體結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選擇橋梁用結(jié)構(gòu)鋼。隨著國內(nèi)鋼廠產(chǎn)能和煉鋼技術(shù)的挑高,建議在橋梁主體結(jié)構(gòu)中用高強鋼,如Q390、Q420和Q500鋼材。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)造設(shè)計應(yīng)充分考慮養(yǎng)護維修空間要求,按“可達(dá)、可檢和可修”的設(shè)計原則來進行橋梁構(gòu)造合理性判斷,對于構(gòu)造受限,難以檢修的部位,宜焊接密閉處理。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁板件組裝應(yīng)盡可能在工廠完成,減少現(xiàn)場工作量。現(xiàn)場連接優(yōu)先采用螺栓連接,盡量避免現(xiàn)場焊接工作量。應(yīng)根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》的要求,對螺栓進行定期檢查。在無法避免現(xiàn)場焊接時,應(yīng)避免采用仰焊,必要時可通過調(diào)整板件分塊實現(xiàn)。
鋼橋面正交異性板應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境、荷載等級、交通環(huán)境等因素選擇合適的橋面鋪裝體系,為減小橋面板疲勞應(yīng)力和提高耐久性,應(yīng)采用剛性鋪裝方案。目前可參考的剛性組合鋪裝方案有:鋼纖維混凝土、超高強韌性混凝土USFRC、超高韌性混凝土STC等。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼箱梁板厚、矢跨比等參數(shù)是根據(jù)規(guī)范和相關(guān)工程經(jīng)驗確定。為了體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性,鋼材指標(biāo)應(yīng)為重要的設(shè)計衡量指標(biāo),中小跨度鋼材指標(biāo)不宜超過400kg/m2。
鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中組合鋼板梁根據(jù)主梁橫向布置可分為雙主梁和多主梁形式,三車道以內(nèi)的平直路段宜優(yōu)先采用雙主梁形式。變寬段、當(dāng)結(jié)構(gòu)高度受限、現(xiàn)場運輸和起吊能力受限、寬跨比較大等情況下可采用多主梁結(jié)構(gòu)。多主梁結(jié)構(gòu)的中間需設(shè)置橫梁及相應(yīng)的豎向加勁肋。由于鋼板梁鋼主梁抗扭能較弱,不適合半徑較小的曲線段。
組合鋼板梁橋可根據(jù)建設(shè)條件選擇大橫梁體系或小橫梁體系,大橫梁的間距一般是等間距布置,常規(guī)采用4m,也可選擇3.5或4.5m。小橫梁的間距一般比大橫梁大,一般不超過8m。組合鋼板梁橋主梁翼緣寬度盡量保證等寬,通過受力決定板厚,當(dāng)跨徑較大、板厚較厚時,頂板可以順橋向變寬。
由于鋼板梁的抗扭剛度較小,鋼板梁按曲梁設(shè)計時應(yīng)控制角跨比,根據(jù)日本經(jīng)驗,建議單跨中心角度不宜大于5度,對于常規(guī)30m跨鋼板梁曲線半徑不宜大于350m。
組合梁矢跨比是根據(jù)規(guī)范和相關(guān)工程經(jīng)驗確定。為了體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性,鋼材指標(biāo)應(yīng)為重要的設(shè)計衡量指標(biāo),中小跨度鋼材指標(biāo)可取160~230kg/m2。
當(dāng)組合鋼箱梁跨徑較小,橋面較寬,尤其是和預(yù)應(yīng)力小箱梁一起使用時,應(yīng)優(yōu)先采用窄箱室槽型斷面,便于結(jié)構(gòu)運輸和安裝。對于彎橋、施工過程承受較大扭矩的橋梁宜采用閉口鋼梁斷面,也可采用加強頂板橫聯(lián)和平聯(lián)方式。
為了便于運輸和養(yǎng)護的方便,對窄箱室槽型斷面的寬度和箱室內(nèi)凈高提出要求,條件受限時可以突破,但梁寬不宜超高5m,室內(nèi)凈空不宜小于1.5m。為了體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性,鋼材指標(biāo)應(yīng)為重要的設(shè)計衡量指標(biāo),中小跨度標(biāo)準(zhǔn)段鋼材指標(biāo)可取250~320kg/m2。連續(xù)鋼混組合結(jié)構(gòu)跨度在100m以下建議負(fù)彎矩橋面板采用墻配筋限制裂縫寬度,跨度100m以上時可考慮支點升級、鋼梁反彎等措施減小負(fù)彎矩受力。同時也可采用一些新技術(shù)、新材料改善受力和限制裂縫寬度。