用自己的话谈谈钢—混凝土结合梁桥的设计理念。

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用自己的话谈谈钢—混凝土结合梁桥的设计理念。

一、组合梁桥的设计理论
钢混组合梁桥的设计理念就是充分发挥钢材的抗拉性能和混凝
土的抗压性能,基于钢混良好连接状态,实现钢与混凝土组合受力。

钢混组合梁桥设计的关键是明确其设计理论,在设计理论支撑下,才能较为准确地掌握钢混组合结构的受力性能,进行结构尺寸拟定和构造设计,满足桥梁运营安全和使用性能要求。

组合梁桥设计的关键是极限承载状态的确定,以及相关设计方法的取用。

确定钢混截面在极端荷载作用下的极限承载力,满足承载力安全是进行任何截面设计的关键。

目前钢混组合梁桥承载力计算主要以弹性理论和弹塑性理论为两个分支,其计算的前提均假定钢混截面的受力变形满足平截面假定。

根据钢混组合结构的计算理论,如果钢混构件的连接在承载能力状态下不发生滑移,截面内构件连接完好,则可以按照刚度分配原理计算钢梁承受的弯矩、轴力和混凝土桥面板承受的弯矩和轴力。

因而,在截面弯矩作用下,根据弹性理论的内力与刚度等同分配原则,可以方便地计算出钢混组合梁在外力组合作用下的结构应力水平,也可以掌握是否达到承载能力极限状态。

二、组合梁桥设计关键问题
组合梁桥相比于混凝土梁桥和钢梁桥都有诸多设计优势,但仍然有一些关键的设计难题需要解决。

首先,构造层面,钢与混凝土的完好连接是保证钢混组合共同受力的关键,但由于钢混连接的复杂性,
较难掌握在复杂受力状态下连接的可靠性,是否存在滑移,以及滑移是否影响结构受力安全等。

其次,截面层次,设计为连续梁桥结构型式的组合梁桥,面临负弯矩区开裂问题。

连续梁桥或者连续刚构桥,在中支点区域承受负弯矩作用,由于混凝土的抗裂性差,必须采取相关措施,降低负弯矩的开裂风险,才能保证组合梁桥梁的使用性能。

最后,结构整体层次,组合梁桥的横向稳定安全。

组合梁桥的结构自重较轻、横向宽度大,特别是采用中间点铰支撑设计的,其横向稳定性能很差,例如2012年8月24日,哈尔滨阳明滩大桥的垮塌事故,该桥梁就是采用组合梁桥型式,同时中支座为点铰支撑。

三、结语
组合梁桥充分发挥了钢材和混凝土的受力优势,又回避了其力学缺陷,是具有较大发展前景的桥梁结构形式。

通过对组合梁桥设计理论的分析,明确了其计算理论模式下的设计方法和要点,并对钢混连接构造、负弯矩区抗裂、桥梁横向稳定三个重要设计问题,进行了详细的分析探讨,以促进组合梁桥在我国的设计实践。

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