钢-混组合梁桥的设计优化及应用
我国钢·混组合结构桥的应用与发展
残缺的青山绿水
从产量规模上看，中国是世界粗钢产品的最大产出国，2008年粗 钢产量超过6万吨，占世界总量的49%
中国钢铁产量连续12年保持世界第 一，并且遥遥领先于其他国家。中国钢 铁产量比排名2-8位的日本、美国、俄 罗斯、印度、韩国、德国、乌克兰等七 个国家的总和还多！
组合结构桥梁在国外的发展（4/4）
英国，大多数20～160m及以上跨径的公路桥，组合结构 桥梁竞争力很强；德国及美国组合结构桥梁应用更广泛；
总之，组合结构桥梁由于其整体受力的经济性、发挥钢与 混凝土两种材料各自优势的合理性、以及便于施工的突出 优点，在欧美、日本等国的桥梁建设中占有重要地位，德 国、美国的应用范围更加广泛，取得了世人瞩目的成就。
法国组合梁桥在不同跨长上的分布率
钢·混组合结构桥概述
钢-混组合结构定义
在型钢或钢板焊接（或冷压）钢构件，上面、 四周或内部浇筑混凝土，使混凝土与钢构件 形成整体，共同受力的结构，统称为钢-混凝 土组合结构。
由钢梁和混凝土板通过连接件连成整体而共 同受力的承重构件是为钢-混组合梁。
钢-混组合结构的优点
经济适用跨度
新型组合梁桥—少I字梁桥
少I字主梁桥与传统的多主梁桥比较示意如下
新型组合梁桥—少I字梁桥
设定传统多主梁桥各项目指标为100时，相应少I字主梁各项目指标 百分比
钢重 大型板材片数 小型板材片数 焊接长度 涂装面积
新型钢桥架设实例—少I字梁桥
•由于采用少I字梁组合桥面板， 故可不用主体工程支架。由于 采用了厚钢板，提高了屈曲强 度，由于组合桥面板的采用， 可提高横向刚度，使顶推施工 得以实现。
钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述
钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述随着我国桥梁工程事业的发展，钢-混凝土组合梁桥作为一种新型桥梁结构，目前正广泛应用于公路及城市立交桥中。
本文结合钢-混凝土组合梁桥的结构特点及其应用情况，分析阐述了钢-混组合梁桥的关键技术，为此类桥梁结构的设计与施工提供参考。
标签：钢-混组合梁；结构特点；应用；关键技术1 前言随着我国城市交通基础设施建设的飞速发展，上跨现有道路的公路及城市立交桥越来越多。
该类桥梁施工中受下穿道路通行的影响非常大。
为了减少对被交道路交通的影响，缩短工期，降低风险和管理难度，采用钢-混组合梁桥是比较适宜的。
钢-混组合结构是在钢筋混凝土结构和钢结构的基础上发展起来的一种新型结构。
它和混凝土箱梁相比极大地减轻了结构自重，提高了桥梁的跨越能力；和钢梁相比减少了钢材用量，提高了结构刚度。
所以，钢-混凝土组合梁在我国的公路及城市立交桥建设中得到了广泛应用。
2 钢-混组合梁桥的结构特点组合梁桥采用剪力键将钢梁与钢筋混凝土桥面板结合成整体，钢筋混凝土桥面板不仅直接承受车轮荷载起到桥面板的作用，而且作为主梁的上翼板与钢梁形成组合截面，参与主梁共同作用。
组合梁桥采用最多的是简支梁桥结构形式，因为简支梁最符合组合梁材料分布的合理原则，即梁上翼缘应是适宜受压的混凝土板，下缘是利于受拉的钢梁。
（1）与钢梁相比，钢-混组合梁具有以下特点：a）减少了钢材的用量，节约了造价；b）增大了梁的刚度，有利于整体稳定性；c）采用钢筋混凝土桥面板，有利于沥青面层的结合，提高桥面铺装的耐久性。
（2）与混凝土梁相比，钢-混组合梁具有以下特点：a）结构自重轻，减少了下部基础的工程量；b）已安装钢梁可作为模板使用，节省了模板工程量；c）施工工期短，且对桥下交通的影响小；d）降低了梁高，有利于桥下净空利用率。
3 钢-混组合梁桥应用情况综述钢-混凝土组合梁在我国起步较晚，改革开放以前，虽有少数工程用过组合梁，但未考虑组合效应，而仅仅作为强度储备和为方便施工而已。
钢混凝土组合梁的概念
钢混凝土组合梁的概念钢混凝土组合梁是由钢材和混凝土两种材料组合而成的一种结构梁。
钢混凝土组合梁的构造形式主要是将钢材和混凝土分别进行布置，使它们的特点互补，并使结构体系具有更优化的力学性能。
本文将从钢混凝土组合梁的概念、组成材料、优点及应用等方面展开论述。
钢混凝土组合梁的组成材料包括钢材和混凝土，它们各自具有不同的特点和性能。
钢材具有良好的延伸性、可塑性和抗拉性能，能够承受较大的拉力；而混凝土则具有良好的抗压性能，能够承受较大的压力。
通过将两种材料结合起来，钢混凝土组合梁的弯曲性能得到了优化，同时还能够提高梁的承载能力和抗震性能。
钢混凝土组合梁的优点主要体现在以下几个方面。
首先，它能够充分发挥钢材和混凝土的优点，兼顾了钢结构和混凝土结构的特点，大大提高了结构的整体性能。
其次，由于混凝土的抗压性能较好，钢混凝土组合梁在受力时能够充分发挥混凝土的抗压能力，减小了钢材的受力范围，从而降低了钢材的使用量。
此外，钢混凝土组合梁还具有施工方便、经济性好、耐久性高等优点，因此得到了广泛的应用。
钢混凝土组合梁在实际工程中有着丰富的应用。
首先，在建筑领域，钢混凝土组合梁常用于大跨度建筑和高层建筑的结构设计中。
由于钢混凝土组合梁具有较高的承载能力和抗震性能，能够满足大跨度结构的要求，因此得到了广泛的应用。
其次，在桥梁工程中，钢混凝土组合梁也被广泛应用于桥梁梁面的设计中。
由于钢混凝土组合梁具有较好的耐久性和抗腐蚀性能，能够适应各种恶劣的自然环境，因此在桥梁工程中的应用十分广泛。
钢混凝土组合梁在实际工程中的设计和施工过程需要注意一些关键技术。
首先，在梁的设计过程中，需要合理确定钢材和混凝土的布置方式、尺寸和截面形状。
其次，在施工过程中，需要保证钢材和混凝土之间的良好粘结和协同工作。
此外，还需要注意钢材和混凝土在使用过程中的变形和应力分布情况，以保证梁的整体性能。
因此，在钢混凝土组合梁的设计和施工过程中，需要充分考虑各个方面的因素，最大程度地发挥钢混凝土组合梁的优点。
某高速公路钢-混组合梁桥设计分析与研究
0引言近些年来，随着我国基础设施建设的快速发展以及钢材制造业新技术的不断涌现，钢材在桥梁工程建设中越来越多的得到应用，桥梁结构体系在施工中严格要求精细化、标准化、信息化的广泛应用。
其中钢-混凝土组合梁作为桥梁工程中常见的结构体系，钢-混组合梁具有结构轻、刚度及跨度大、施工便利，大幅度的缩短工期且不中断交通等优点，已经广泛应用到各种复杂的钢桥中。
钢-混组合梁结构根据各组成部件所处的位置及受力特点，在恒荷载、活荷载作用下各控制截面主要是承受正弯矩，其中组合梁结构中钢箱梁受拉、混凝土桥面板受压，支座负弯矩截面附近主要是填充混凝土来增加梁体的抗压性能，本次设计主要是很好地利用了钢材抗拉强度和混凝土抗压强度这两种材料的力学性能，不仅满足结构的功能使用要求，而且带来很好技术经济效益。
在云南省大理市境内某高速的组合梁设计是运用钢混组合梁结构进行拼装设计，充分发挥了钢梁与混凝土的组合性能优势，更好地提高钢混组合梁桥结构的安全性、经济性和美观性。
1工程概况1.1工程特点本桥是为跨越山谷而设，桥址地形标高为1804.5~1975.2m 之间，相对高差为170.7m ，属构造剥蚀中山地貌区，斜坡脚紧邻平头河，沟谷谷坡地形坡度相对较大，沟谷底地形坡度缓，地表以荒坡、林地为主；桥梁地址区域附近有县道公路相毗邻，交通较为便利。
根据收集的区域地质调查该桥址区邻近未见断裂构造通过，岩体片理发育，岩层中发育有2组节理裂隙。
该桥位于分离式路线段，单幅桥宽为12.5m ，左幅桥和右幅桥之间净距为0.5m ；单幅桥梁跨径布置为：（60+2×70+60）m 钢-混组合梁；组合梁桥平曲线由钢箱梁在制作时沿路线参数加工制作而成，组合梁桥面横坡主要是由横向钢箱梁安装错位及箱梁两侧腹板高度不同而形成的。
通过综合对比分析，为了提高钢箱梁的整体稳定性、降低工程造价、缩短工期，对该桥设计采用预制钢混组合梁拼装方案及（60+2×70+60）m 钢-混组合梁的设计方案，详见图1。
钢—混组合梁(塔)斜拉桥设计参数优化研究
钢—混组合梁（塔）斜拉桥设计参数优化研究钢—混组合梁（塔）斜拉桥设计参数优化研究近年来，钢—混组合梁（塔）斜拉桥在大跨度桥梁设计领域得到了广泛的应用。
其独特的结构形式使其具备了较好的抗弯、抗剪和抗震承载能力，同时还能满足美学和环境要求。
然而，钢—混组合梁（塔）斜拉桥的设计参数选择直接关系到桥梁的安全性、经济性和可持续性，因此，对其进行设计参数优化研究具有重要意义。
首先，设计参数优化研究需要考虑桥梁的结构形式和受力特点。
钢—混组合梁（塔）斜拉桥是由悬索和斜拉系统相互作用形成的整体结构，其受力方式可以分为桥塔、悬索和拉索三个部分。
对于钢—混组合梁（塔）斜拉桥来说，合理选择桥塔的高度、悬索的布置方式和拉索的初始预紧力等参数，可以优化桥梁的整体受力特性，提高桥梁的抗风、抗震性能。
其次，设计参数优化研究还需要考虑材料的选择和施工工艺。
对于钢—混组合梁（塔）斜拉桥来说，钢材具有较好的延性和抗腐蚀性，混凝土则具有较好的抗压性能。
因此，在设计参数优化中，需要合理选择钢材和混凝土的材料强度等参数，以达到经济、安全和环保的要求。
同时，施工工艺对于钢—混组合梁（塔）斜拉桥的性能也有着重要影响。
因此，考虑施工的可行性和效率，优化设计参数也需要考虑施工工艺的要求。
最后，设计参数优化研究还需要进行结构优化与参数优化的综合考虑。
结构优化主要是针对桥塔、悬索和拉索等部分的结构形式进行调整，以达到减少结构重量和材料用量的目的。
而参数优化则是通过对桥梁的设计参数进行调整来实现整体结构的优化。
综合考虑结构优化和参数优化，可以使钢—混组合梁（塔）斜拉桥系统达到更好的经济和安全性能。
综上所述，钢—混组合梁（塔）斜拉桥设计参数优化研究是桥梁设计领域中的重要问题。
通过合理选择桥塔、悬索和拉索等参数，考虑材料和施工工艺的要求，以及结构优化和参数优化的综合考虑，可以实现钢—混组合梁（塔）斜拉桥系统的优化设计，提高桥梁的安全性、经济性和可持续性。
钢混组合梁桥的设计要点和方法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ２ — ０ ６ 作者 简介 ： 孙涛（ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 新 疆阿 勒泰 人 ， 工程 师 ， 从事 路 桥设计 工作 。
弹 性 理 论认 为 在 承 载 能 力 极 限状 态 下 ，钢 混 组 合 梁 是 完全 协 同工 作 的 ，结 构 的破 坏 是 以边 缘
应力水 平超过材料 的允许应力 为标准计算 的 ， 因 此 弹性 理 论计 算 承 载 能力 时 ， 有 如 下假 定 ： （ １ ） 截 面 的 变形 完 全遵 循 平 截 面假 定 ； （ ２ ） 钢材 和混凝土 为理想 的弹性 体 ， 直 到梁 体
中图分 类号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ １ ＊ ６ 文献标 志 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７） ０ ４ — ０ ０ ６ ７ — ０ ３
０ 引 言
混凝 土和钢材 是现代 工程建设 的主要材料 ， 随 着 现 代 土 木 工程 向 可持 续 化 和 经 济 化 的方 向发
２ ０ １ ７ 年 ４月第 ４期
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ７ ９ ９ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｓ ｄ ｑ ｙ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ２ ０
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构 ６ ７
钢 混组合 梁桥 的设 计要 点和 方法
孙 涛
（ 中咨 华科 交通建 设技 术有 限公 司 ， 北 京市 １ ０ ０ １ ９ ５）
的破 坏 ；
（ ３ ） 钢与混凝 土之 间连接是 安全可靠 的 ， 可能 有 微小 的滑 移 ， 但 是可 忽 略 ； （ ４ ） 不考 虑混凝 土开裂 对结 构承载 能力 的影 响。 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 ， 结构 内力 的分 配 原 理见 图 １ 。 根 据 图 １可 知 ， 在截面 弯矩作用 下 ， 根 据 弹 性 理 论 分 配 的钢 和 混 凝 土 的 弯 矩 和 轴 力 分
钢与混凝土组合梁桥设计与施工
钢与混凝土组合梁桥设计与施工摘要：介绍了上海城市轨道交通明珠线特殊大桥-中山北路桥设计与施工概况及主要技术要点和创新点.中山北路桥上跨道路主要干道环线中山北路高架桥,为三跨30m+55m+30m预应力混凝土与钢组合连续梁桥，即边跨为预应力混凝土土箱梁，并自中墩支点向跨中伸出2。
5m与预制箱梁纵向连接，经体系转换形成连续梁，钢梁上桥面板为钢筋混凝土结构，采用剪力钉连接技术形成组合梁。
目前该桥已施工完毕，经验收，质量被评为优良.关键词：组合梁；连接技术；设计与施工技术;一、概述中山北路桥位于轨道交通明珠线与上海市中山北路、西体育路、新市路、西江湾路的交汇处，上跨道路中山北路高架桥，与其斜交角约为30°.桥梁上部结构为三跨（30+55+30米）连续梁结构，其两边跨为预应力混凝土现浇箱梁，梁高为1。
90~2.35米。
中跨为钢－混凝土结合梁，梁高2。
35米，全桥宽8。
9~8.92米。
桥梁中墩采用圆形独柱结构，直径2。
0米，墩高16。
804米(1#墩)和15.604米（2＃墩) 。
两边墩为双矩形柱加系梁结构，墩高18.301米(0＃墩），15.591米(3#墩）.基础均为钻孔灌注桩、承台结构。
二、桥型选择（一）方案选择由于城市交通的发展，城市立交桥跨越主要交通干道时有发生，针对这种跨度大、曲线斜交的桥梁，常采用的桥梁型式有预应力混凝土梁或钢与混凝土结合梁.预应力混凝土梁常用的施工方法有支架现浇和悬臂浇注法,支架施工严重影响相交主路交通，而悬臂浇注时由于采用的挂篮等施工设备需占用一定空间,增加了桥梁高度，而造成不必要的浪费.连续结合梁施工时常采用分段制作现场拼装，主跨接头一般设在弯距零点附近,拼装时须在接头处搭设临时支架,仍会局部影响主路交通。
而简支结合梁梁高较高，跨度受到限制.因此，寻找一种跨度大、重量轻、能预制安装的桥梁结构形式非常必要，预应力混凝土箱梁与结合梁的纵向连接结构，是一种非常有效且有竞争力的方案。
钢－混凝土组合梁的应用和方法
钢－混凝⼟组合梁是在钢结构和混凝⼟结构基础上发展起来的⼀种新型结构型式。
它主要通过在钢梁和混凝⼟翼缘板之间设置剪⼒连接件（栓钉、槽钢等），抵抗两者在交界⾯处的剪⼒及相对滑移，并使之成为⼀个整体⽽共同⼯作。
钢－混凝⼟组合梁同钢筋混凝⼟梁相⽐，可以减轻结构⾃重，减⼩地震作⽤，减⼩截⾯尺⼨，增加有效使⽤空间，节省⽀模⼯序和模板，缩短施⼯周期，增加梁的延性等。
同钢梁相⽐，可以减⼩⽤钢量，增⼤刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗⽕性和耐久性等。
近年来，钢－混凝⼟组合梁在我国城市⽴交桥梁及建筑结构中已得到了越来越⼴泛的应⽤，并且正朝着⼤跨⽅向发展。
钢－混凝⼟组合梁在我国的应⽤实践表明，它兼有钢结构和混凝⼟结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展⽅向之⼀。
⼯程概况 新疆阿克苏热电⼚在阿克苏西⼤桥⽔库边向阿克苏市区供热，热⼒管线⾸先要跨越胜利渠，胜利渠为阿克苏西⼤桥电站的排⽔渠，也是阿克苏的主要农业灌溉渠，热⼒管线的桥址位置：上游400⽶为阿克苏西⼤桥⽔电站，下游100m为分⽔闸⼝，⽔渠两侧为混凝⼟护坡，坡度⽐1∶1.5，⽔渠坡⼝宽46⽶，⽔渠深5⽶，胜利渠的⽔不允许断流，因此采⽤⼀跨的桥型⽅案，跨径为52⽶，桥⾯净宽2.5⽶。
⽔渠两岸地质情况良好，为卵砾⽯⼟，⼀般粒径为3～5厘⽶，不超过20厘⽶，地层承载⼒为200kPa。
过⽔渠管道⽀架布置简图和管道截⾯简图如图1、图2所⽰。
该⼯程所在地区冻⼟深度为111cm；极端最低⽓温为零下23.2℃，极端⽓温为39.6℃，年平均⽓温为8.9℃；风速26s/m,基本风压0.65kN/m2；年平均降⽔量为60.4 毫⽶，年平均蒸发量为1198.4毫⽶；海拔⾼度1102-1104⽶，积雪深度0.14⽶，基本雪压0.2kN/m2；热⼒管线设计压⼒为1.6MPa，设计温度313℃；地震烈度为8度，所在地公路⾃然区划为VI2区。
简支钢-混组合梁桥设计
简支钢混组合梁桥设计葛云江苏省交通科学研究院江苏南京 210017摘要：本文结合丁伙枢纽L匝道桥设计，介绍了简支钢混组合梁的整体设计思路，详细说明了简支钢混组合梁的构造设计和材料选择，重点阐述了简支钢混组合梁的设计与计算。
关键词：简支钢混组合梁设计思路设计与计算1 前言钢混组合梁由钢箱梁和钢筋混凝土桥面板形成组合截面共同受力，充分发挥了钢梁受弯性能好和混凝土受压性能好的特点，在受力上具有承载能力高、刚度大、延性好等优点，在使用上具有轻型大跨、预制装配、快速施工、不中断交通的优点。
20世纪50年代，钢混组合梁结构首先在铁路上得到研究和应用。
近年来，随着基础建设的蓬勃发展，该结构在城市立交桥中得到了广泛应用，实现了大跨桥梁与城市桥梁美学的有机统一。
1993年，北京国贸立交桥首次采用了钢混组合梁结构，之后，仅北京又有30多座大跨立交桥主跨采用该种结构，国内其他城市也正在相继采用，最大跨度已达到95m，取得了显著的技术经济效益和社会效益。
随着公路网建设的不断完善，新建高等级公路与投入运营高等级公路的立体交叉，受施工期间交通组织和施工建造条件的限制，需要布置较大跨径的立交桥梁，由此钢混组合梁结构得到了更为迅猛地推广和发展。
钢混组合梁一般采取连续和简支两种结构形式，位于扬州西北绕城高速公路中的丁伙枢纽L匝道桥，采用了简支钢混组合梁设计。
2 工程概况丁伙枢纽位于江都市丁伙镇内，采用扬州西北绕城高速公路上跨京沪高速公路的变形苜蓿叶半定向立交方案。
因扬州西北绕城东延线尚未实施，故丁伙枢纽分本期和远期两阶段实施，一次设计完成，本期仅需实现京沪高速与润扬大桥方向的互相转向交通，互通总体布置图见图1。
L匝道桥同时跨越京沪高速公路、H匝道和F匝道，与C、D两环形匝道桥相接分别解决了上海向润扬大桥方向转向和泰州向上海方向转向的交通，L匝道桥起终点至合分流处前采用8.5m桥宽，与C匝道桥合流后至D匝道桥分流前采用12.25m桥宽，采用等高度钢筋混凝土连续箱梁跨越H匝道和F匝道，41m简支钢混组合梁跨越京沪高速。
钢混组合结构在桥梁设计中的应用与思考
钢混组合结构在桥梁设计中的应用与思考发布时间：2022-01-19T08:54:25.331Z 来源：《防护工程》2021年30期作者：洪卫陈明[导读] 钢板组合梁在桥梁工程建设项目中是一种十分常见的结构，设计与建造过程都十分简单，跨径范围在30-130m之间，其结构具有较强的耐久性和经济性。
初期钢板组合梁腹板采用的是纵横向加劲肋和多主梁型式，导致钢材消耗量非常大，并且也为工程加工生产带来了一定的负担[1]。
湖北省城建设计院股份有限公司湖北武汉 430000摘要：在桥梁工程设计中，钢混组合结构能够充分发挥出刚才的抗拉性能和混凝土的抗压性能，改善桥梁工程结构的力学性能与经济性。
当钢材处于伸拉区域时，强度和延性都能够得到充分发挥，但是当处于抗压区域时，屈曲强度就会起到一定的控制作用，性能将被抑制。
而混凝土材料和钢材相比，其抗拉强度较小、抗压性能突出并且钢材十分便宜，是一种性能优越的脆性材料，将这两种类型材料相结合，能够充分发挥出各自的力学性能，从而大幅度提高桥梁结构的整体受力能力。
对此本文将主要介绍钢混组合梁中的几种结构型式，并提出钢混组合结构在桥梁工程中的具体应用策略。
关键词：钢混组合结构；桥梁设计；钢板组合梁；桥面施工桥梁工程中的梁、主塔以及拱等受力部分，基本上都是由钢材和混凝土两种材料组成，通过混合构件的拼接组合，进而组成了桥梁，这也就是钢混组合桥梁。
钢混组合结构可以充分发挥出两种不同类型材料的优势，应用于桥梁工程施工中十分便捷，随着在具体应用期间计算理论和方法的完善，解决了初期钢混组合桥梁工程中的诸多问题。
一、桥梁工程钢混组合梁的主要结构型式（一）钢板组合梁钢板组合梁在桥梁工程建设项目中是一种十分常见的结构，设计与建造过程都十分简单，跨径范围在30-130m之间，其结构具有较强的耐久性和经济性。
初期钢板组合梁腹板采用的是纵横向加劲肋和多主梁型式，导致钢材消耗量非常大，并且也为工程加工生产带来了一定的负担[1]。
新型钢-混组合梁桥设计分析
新型钢-混组合梁桥设计分析摘要：钢-混组合梁结构有着良好的结构性能和耐久性，施工难度小、进度快，多样化结构适应不同建设条件的需求，简化的结构减少了桥梁施工和维修管理工作量。
对某新型钢-混组合梁桥的方案比选、结构设计和整体计算进行了分析和总结。
关键词：钢-混组合梁桥；桥梁设计；结构分析；结构性能1 引言钢-混组合梁桥由钢主梁和钢筋混凝土桥面板形成组合截面共同受力，充分发挥了钢梁受弯性能好和混凝土受压性能好的特点，有着良好的结构性能和耐久性，施工难度小、进度快，多样化结构适应不同建设条件的需求，简化的结构减少了桥梁施工和维修管理工作量，所以近年来在国内得到了快速的发展和应用。
[1-2] 钢-混组合梁桥分为不同形式，包括钢箱组合梁、钢桁组合梁和钢板组合梁等，随着计算水平的提升和施工工艺的进步，钢-混组合梁桥的构造得到了极大的简化，当桥面宽度不是很大时，少主梁形式的钢-混组合梁桥使现场工作量大幅降低，也使其在施工性能和管养维护方面，相比预应力混凝土桥梁及钢筋混凝土桥梁具有极大的竞争力。
[3]近年来钢-混组合梁桥在中小跨径公路桥梁中有广泛的应用。
安徽、浙江、广东、湖南、陕西等地都积极开展了相关探索，在高速公路主线、匝道桥和跨线桥结构中都进行了尝试。
本文对某4×35m钢-混组合梁桥的方案比选、结构设计和整体计算进行了分析和总结。
2 桥型方案比选2.1 总体布置本工程为高速公路桥梁，不考虑人行荷载，设计基准期为100年。
桥梁结构形式采用钢板组合梁桥，基本跨径为35m，4跨一联，每联两端设置伸缩缝，立面布置见图1。
本桥为直桥，设置2%的横坡和0.3%的纵坡。
桥梁宽度为12.25m，分幅布置，为双向四车道，外侧设3m的路肩。
设计时速为80~120公里/小时。
2.2方案比选根据对钢板组合梁桥常见类型和已有设计方案的调研，提出了三个初步方案如下表。
表1 初步方案对不同方案的结构受力性能、施工便利性、经济性和管养工程量进行比较。
混合梁桥钢-混结合部的应用及关键技术
一 一
２１年 ７ ０２ 月第 ７ 期
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构
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１７ ２
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桥梁结构
城 市道 桥 与 防 洪
２１ 年 ７ ０２ 月第 ７ 期
混合梁桥钢 一混结合部 的应用及关键 技术
邢 昕 ，冯 克 岩
（ 天津市 市政工 程设计 研究 院 ， 天津市 ３ ０ ５ ） ０ ０ １ 摘 要 ： 混合梁 是钢 一混 凝土组 合结 构的一 种 。钢梁与 混凝 土梁在 纵 向通 过 连接件 、 承压板 、 预应力 筋 或锚杆 等 结合 在一 起 。 由于 钢和混 凝土 刚度相 差大 ， 一混凝 土结 合部设 计不 当容 易造 成刚 度过 渡不 平顺 、 部应 力集 中等 问题 。收 集整 理 国内外 钢 局 混合梁 桥钢 一 凝土 结合部 设计成 果 ， 较 系统地介 绍钢 一混凝 土结合 部 的构造 形 式及其 在桥 梁结 构 中应用 的新 进 展 ， 混 并 以及
在修 建 跨 线 桥 梁 ， 尤其 是 跨 越 高速 公 路 、 市 城
高架桥 ， 矮塔斜拉桥木 曾川桥 、 揖斐川桥等 。两种 应 用形 式 的照 片如 图 １ 示 】 所 。
主干道 、 铁路线的时候 ， 要求梁高较小而桥下净空 较大 ， 并要求快速架桥避免阻断交通 。当预制混凝 土梁不 能满足桥梁跨越要求时 ，普遍采用混凝土 或钢结 构顶推 、挂篮悬浇 、架桥 机吊模施工等方 法， 但均存在工期长 、 风险大 、 造价高的缺点 ， 一 钢 （ 中跨及 部分边跨 为钢粱 ａ） （ 跨 中部 分为钢粱 ｂ） 混混合梁 桥采用混凝 土部分梁段施 工完毕后 ， 再 （ 新川桥 ） （ 使西高 架桥 ） 勃 安装跨 越范围钢梁 的施工顺序 ，跨越部位施工快 图 １混合粱 桥的应 用实例 速 、 价 低 ， 具 有 自重 轻 、 于抗 震 设 计 的 优 势 。 造 更 利 ２ 结合部构 造分 类与特点 边跨 采用 混凝 土 梁进行 配重 可 以调整 主跨 正 弯 矩 ，从 而 改善 由 于跨 径 不 协 调 所 导致 的全 桥 受 力 在 钢 一混 凝 土 结 合 部 中 ， 由于 钢 板 厚 远 小 于 性 能 问题 ， 可 以 改 善桥 梁 的造 型 和 美感 ［ 国 内 混凝 土板厚 ， 不采取必要措施 ， 又 １ 】 。 若 将导致混凝土应 外 已建跨线桥梁 多采用这种设计思路 ，如德 国于 力集 中。为 了解决这一问题 ， 通常通过在钢板上设 １８ ９０年 建 成 主 跨 １０ｍ 的 Ｍｏｅ 桥 ，采 用 了 中 跨 置 补 强加 劲 肋 和 承 压 板 ，通 过 连 接 件 或 表 面 处 理 ４ ｓｌ 钢梁与边跨 组合梁混合 的设计构思 。 日本在中小 与混凝土结合 ， 将力均匀传递给混凝土梁。钢梁和 跨径连续梁桥 中有多个 混合梁实例 ， ２０ 如 ００年建 混 凝 土梁 还 通 过 预 应 力 钢 绞 线 或 锚 杆 将 二 者 进 一 成 主 跨 １８ｍ 的 新 川 桥 、０ ７年 建 成 主 跨 １０ｍ １ ２０ ５ 步结合 ， 以抵抗可能 出现的拉 力。因此 ， 混合 梁结 的大牟 田高架桥 。大牟 田高架桥进行 的桥梁方案 合 部 分 由钢 梁 过 渡 段 、 结合 段 、 凝 土 梁 过 渡 段 组 混 比较见表 １ 。可知混合梁优化 了结构受力 ， 具有最 成 。 优 的经 济效 益［３。 ２］ － 各结合部的构造在力学性能、 施工性能上各有 另 一 种 应 用 形 式 为 了 增 大 梁 式 桥 的跨 越 能 优 缺 点 。其 中 ， 无 钢 格 室 构 造 及 承 压 板 的 布 置 ， 有 力 ，在跨 中采用钢主梁而其余部分采用混凝土主 是各结合部较为明显 、 直观的差异 。如图 ２所示 ， 梁。该思路饵决 了单纯采用钢 主梁导致 的钢箱梁 结合部从无格室向有格 室构造 过渡 ，其设计 构思 底板 和腹板厚度过大的问题 ，也解决 了单纯采用 大致 为增设焊接 连接件 的隔板并嵌人 混凝 土 ， 以 混凝 土 主梁导致 的 自重 过大 引起 的跨径 瓶 颈 问 增大钢与混凝土间结合面 ，并对填充混凝土形成 题。主跨达 ３０ｍ的重 庆石板坡大桥就采用 了这 多向约束 ， ３ 增强 了钢梁与混凝土梁 的结合 ， 改善 了 种设计思路。 主跨 中 １８ｍ采用钢梁 ， 其 ０ 其余采用 结合部混凝土的受力 ，在混合梁斜拉桥结合部 中 混凝 土 梁 。国外 实 例 如 １ 主跨 ７ ． ｍ 的劝使 西 具 有 较 好 的应 用 前景 【 。 ３本 ７５ ｌ １ 根据已收集统计的资料 ，在全世界范围内已建 收 稿 日期 ：０ ２ ０ －６ ２ １— ２－ ０ 或在建的混合梁共有 ５ 座 ， ｌ 包括斜拉桥 、 梁桥 、 锚 自 作 者简介 ： 听（ ９ ５ ） 男 ， 邢 １８ 一 ， 天津 人 ， 硕士 ， 工程师 ， 事桥梁 从 式悬索桥 、 拱桥的主梁及悬索斜拉协作体系中问。 其 设 计 工作 。
钢-混组合梁桥横梁结构设计参数的优化研究
钢-混组合梁桥横梁结构设计参数的优化研究作者：***来源：《西部交通科技》2022年第09期摘要：为优选出钢-混组合梁桥横梁合理的设计参数，文章以某钢-混组合梁桥为研究对象，通过建立不同横梁间距及横梁布置位置的全桥有限元模型，对钢-混组合梁桥的变形、受力及整体稳定性变化规律进行对比分析。
结果表明：增大横梁间距会增大钢-混组合梁桥的横梁最大位移和主梁跨中拉应力，其稳定系数会随之减小，且横梁间距超过10 m后，桥梁的变形量和受力会大幅增大，稳定性也会大幅下降，横梁间距选择7.5～10 m效果较好；随着横梁位置的下移，钢-混组合梁桥的横梁最大位移和主梁跨中拉应力不断减小，其稳定系数则不断增大，但横梁位置低于1/4L后，桥梁的变形量、受力分布及稳定性均会逐渐趋于稳定，因此横梁布置在1/4L～1/8L位置相对合理。
关键词：钢-混組合梁桥；横梁参数；稳定系数；优化中图分类号：U443.32+3A3410530 引言近年来，钢-混组合梁桥因具有整体性好、施工简便、经济性及抗震性能优良等优点，逐渐在我国桥梁工程中得到广泛应用［1］。
但由于早期设计者对于该类型桥梁结构参数研究的不足，导致部分桥梁出现桥面开裂、主梁结构变形及滑移等严重病害［2］。
因此，如何通过优化结构参数来提升钢-混组合梁桥安全性已成为当下学者亟须研究的重要课题［3-4］。
目前，国内外学者针对这一课题已展开了大量研究，如陈洪伟等［5］针对多梁式工形截面钢-混组合梁桥，研究其桥梁跨径、桥梁宽度、跨径布置、中横梁设置、端横梁设置等参数对横向受力分布的影响。
毛亚娜［6］发现简支钢-混组合梁采用中间支撑或临时墩施加支反力的施工方法，可大幅减小钢梁上翼缘压应力，充分发挥混凝土受压的特点，同时可减小下翼缘拉应力，有利于节省钢材。
刘扬等［7］结合ANSYS有限元程序的Workbench平台Design-Exploration模块进行实验设计，研究组成钢-混组合桥面系的混凝土板、钢纵梁及钢桁架等结构参数对组合截面力学性能的影响。
钢-混凝土组合结构的设计与应用
钢-混凝土组合结构的设计与应用钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。
钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。
钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。
本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。
首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。
常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。
组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。
在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。
剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。
例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。
在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。
钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。
例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。
钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。
混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。
通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。
在实际应用中，钢-混凝土组合结构已经在多个工程项目中取得了显著成效。
例如，上海的东方明珠广播电视塔通过采用钢-混凝土组合柱和组合梁结构，实现了建筑物的高强度和高稳定性，成为现代建筑工程的杰出代表；英国的伦敦塔桥通过采用组合梁和组合楼板结构，提高了桥梁的承载能力和耐久性，确保了桥梁的安全性和使用寿命。
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用摘要：钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区，极大限度地追求高性能和经济性；由于钢、混凝土两种材料的合理组合，组合结构桥梁的力学性能和经济性均好过钢结构桥梁或者混凝土桥梁。
目前国内钢-混凝土组合连续梁桥多应用在25-60m，更大跨度组合梁桥多采用斜拉桥。
在大跨度连续梁桥中由于负弯矩区桥面板受拉的受力特点，目前还未得到大面积应用。
本文将通过南京市绿都大道跨秦淮新河大桥的工程实例，对钢-混凝土组合梁在大跨度连续梁桥中的应用进行研究和探讨,同时对其施工过程中的质量控制进行描述。
关键词：钢-混凝土组合梁、大跨度连续梁、粗骨料活性粉末混凝土1钢-混凝土组合梁桥结构特点组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区，钢梁和混凝土板通过抗剪连接件组合成一个整体而共同工作的梁，在荷载作用下，混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力，更好地发挥钢和混凝土各自的材质特点，极大限度地追求高性能和经济性。
2钢-混凝土组合梁桥在国内的应用国内桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式，对于等级较高、跨度较大的桥梁则选用钢桁桥，近20年为建设大跨度跨线桥及高架桥，可以降低结构高度的钢混组合结构得到了快速发展。
1991年，上海市南浦大桥建造了首座钢混组合梁斜拉桥；1993年北京市国贸桥是首座采用钢-混凝土叠合板组合梁的桥梁；2000年，芜湖长江大桥是国内首座钢桁混凝土组合结构；2000年，深圳北站大桥是国内首座组合梁悬吊桥面系的钢管混凝土拱桥；2004年，云南祥临澜沧江大桥是国内首座钢混组合梁悬索桥；2005年，河南省泼河大桥是国内第一座波形钢腹板连续箱梁桥。
3绿都大道跨秦淮新河大桥概况3.1大桥概况绿都大道跨秦淮新河大桥位于南京市江宁区，跨越秦淮新河，整幅断面宽38m，采用施工便捷、结构轻盈的预制拼装钢混组合梁桥，跨径组合为83.5m+135m+98.5m=317m，单跨跨度达135m，是国内单跨跨度最大钢混叠合连续梁，是钢混组合梁结构在大跨度连续梁桥施工的一次重大突破。
钢混组合梁桥的设计要点和方法
钢混组合梁桥的设计要点和方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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钢-混组合结构在大跨梁桥中的应用分析
钢-混组合结构在大跨梁桥中的应用分析摘要：钢-混组合桥梁具备钢结构抗拉、混凝土抗压，充分发挥两种材料的使用性能，以减轻自重，减小构件截面尺寸,增加有效使用空间的结构优点。
目前我国正处于推进公路钢结构桥梁建设、实施绿色交通发展的历程中，钢混组合梁桥由于可采用轻型化钢混组合结构、工厂化生产预制、标准化组装施工，在工程中应用逐渐增多。
与混凝土梁桥进行技术经济性对比，钢混组合梁桥具有明显的的技术经济优势。
从钢混组合梁桥的现状和发展历程来看，我国发展钢混组合梁桥的具有重大意义。
关键词：钢-混组合结构；大跨梁桥；技术经济性；引言跨海随着钢-混凝土组合结构的试验研究逐渐深入、理论分析逐渐成熟，在钢筋混凝土结构和钢结构的基础上发展起来的钢混组合结构因具有良好的受力性能和施工性能，在桥梁工程和房屋建筑等诸多领域有了越来越广泛的应用。
其中，钢板-混凝土组合梁桥是由工字型钢板梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接而形成的一种组合结构，这种组合结构充分发挥了钢材和混凝土两者的材料性能优势，具有截面尺寸小而刚度大、结构承载能力高而施工方便快捷等优点。
近几十年来，钢板-混凝土组合梁桥发展很快，工程应用与实践表明，钢板-混凝土组合梁桥不仅能够符合现代桥梁对于使用功能的要求，同时满足经济效益和环保要求，工程实践经验表明，钢混组合结构桥梁逐渐凭借自身在技术经济上的长处，已成为最具有竞争力的桥梁结构型式之一 [1]。
1钢-混组合结构发展进程1.1结构体系发展早期建造的钢板组合梁桥在设计上虽然考虑了钢主梁与混凝土桥面板间的组合作用，但是在构造设计上却和非组合钢板梁桥很接近，采用的常是多根钢主梁、钢主梁间设置密集小横梁以及设置横联和平联的结构形式，而且为防止失稳在钢梁腹板上焊接众多纵向、横向加劲肋。
这种构造形式的钢板组合梁桥，构件数量繁多冗杂，焊接工作量巨大，不仅造成高额的工厂制作费用，而且施工周期长、后期桥梁管养难度大。
同时在受力性能方面，各构件的受力程度和传力路径交错而不明确，不能充分发挥作用，还容易发生焊接处疲劳和构件局部失稳问题。
装配式钢板组合梁桥设计及应用
_____市政•交通•水剖工程设计Municipal'Traffic•Water Resources Engineering Design 装配式钢板组合梁桥设计及应用Design and Application of Bridges with Fabricated Steel Plate Composite Beam张轩瑜，李江江(长安大学公路学院，西安710064)ZHANG Xuan-yu,LI Jiang-jiang(School ofHighway,Chang'an University,Xi'an710064,China)【扌商要】中小跨径范围内，钢板组合梁在钢混组合结构桥梁中经济效益较好，其结构特点也在很大程度上决定了装配化施工的可行性。
而传统中小跨径桥梁多采用装配式混凝土梁以及现浇箱梁，装配式钢板组合梁桥在桥梁上的应用较少。
论文利用“化整为零，集零为整”的装配化思想进行钢板组合梁桥的构造研究，将钢板组合梁桥上部结构归纳为“三个单元+两拼两连”，并在此基础上详细介绍桥梁施工单元体的划分以及国内外应用情况。
[Abstract]In the medium and small-sized spans,the steel composite plate girder has better economic benefits in the steel-concrete composite structure bridge,and its structural characteristics also largely determine the feasibility of its assembly construction.Conventional medium and small-sized span bridges mostly use prefabricated concrete beams and cast-in-place beams,while fabricated steel-composite plate girder bridgebeams are less used on bridges.In this paper,the construction of s teel plate composite girder bridge is studied by using the assembly idea of"dividing the whole into zero and gathering zero into the whole",the superstructure of steel plate composite girder bridge is summarized as "three units+two sets and two links",and on this basis,the division of b ridge construction units and their applications at home and abroad are introduced in detail.【关键词】钢板组合梁；装配化;构造;设计；应用前景[Keywords]steel-composite plate besm;pre-fabricate;structure;design;application prospect【中图分类号】U443.35【文献标志码】B【文章编号J1007-9467(2019)05-0089-03[DOI]10.13616/ki.gcjsysj.2019.05.2421引言钢-混组合结构桥梁通过抗剪连接件将钢梁和混凝土桥面板拼接而成，可以充分发挥2种材料各自的力学特性:钢梁承受拉应力，混凝土桥面板承受压应力。
钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁的设计和施工需要 综合考虑多种因素，包括材料特性、 结构形式、施工工艺等，以确保其性 能和安全。
钢-混凝土组合梁在桥梁工程中得到 了广泛应用，特别是在大跨度桥梁和 复杂结构形式中，其优势更加明显。
钢-混凝土组合梁在长期使用过程中 可能会面临一些问题，如疲劳、腐蚀 等，因此需要采取相应的维护和加固 措施。
对未来研究的展望
随着科技的不断进步，钢-混凝 土组合梁在未来仍将是一个重 要的研究方向，需要进一步探
索其性能和优化设计方法。
对于钢-混凝土组合梁的耐久性 问题，需要加强研究，提出更 加有效的防腐、防锈和加固措
相关规范。
05 钢-混凝土组合梁的优势 与挑战
钢-混凝土组合梁的优势
高承载能力
结构自重轻
钢-混凝土组合梁能够承受较大的集中荷载 和均布荷载，具有较高的承载能力。
由于钢材料具有轻质高强的特点，因此钢混凝土组合梁的结构自重相对较轻，有利 于减轻整体结构的重量。
施工速度快
节能环保
钢-混凝土组合梁的构件可以预先在工厂制 作，现场安装方便快捷，能够缩短施工周 期。
总结词
施工方便，工期短
详细描述
钢-混凝土组合梁的施工方便，能够缩短工期，降低施 工成本。该大桥的施工过程采用了预制拼装的施工方法 ，大大提高了施工效率。
工程案例二
总结词
抗震性能好
详细描述
某高层建筑采用钢-混凝土组合梁作为主要承重结构，具 有良好的抗性能，能够有效地抵抗地震作用。
总结词
承载能力高
详细描述
钢-混凝土组合梁的承载能力较高，能够满足高层建筑对 承重结构的要求。同时，该组合梁还具有良好的塑性和韧 性，能够吸收地震能量，减少结构损伤。
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析
钢-混组合结构在各种桥梁应用分析引言最近的二十余年，全球发生了许多次大地震，造成了非常惨重的生命财产损失，地震灾害的共同特点是：由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大的经济损失。
据统计，在世界上发生7级以上毁灭性大地震灾害中，以热轧H型钢为主的钢结构建筑受害程度最小，因此若用于设计桥梁上部结构弹塑性减震限位阻尼器，具有很大的潜力和广阔的应用前景。
一、钢-混组合结构梁桥优势钢-混凝土组合梁，通过较为简单的处理方式综合了混凝土梁和钢梁的优势。
组合梁保留受压区的混凝土翼板，受拉区则只配置钢梁，二者之间通过抗剪连接件组合成整体。
这样，既不会产生混凝土受拉开裂的问题，也不会因钢梁受压侧刚度较弱而发生失稳，同时还具备较高的刚度和较轻的自重。
钢-混凝土结合梁桥在中等跨度（20～90m）桥梁中已在世界各地广泛应用。
它的主要优点是：组合结构桥梁可以充分合理地发挥钢与混凝土两种材料的各自优势，可以最大程度地实现工厂化制造，减少现场操作，场地清洁较有保证，钢材部分可回收利用，有利于环保、节能，且具有整体受力的经济性与工程质量的可靠性。
与钢桥相比有：节省钢材；降低建筑高度；减少冲击，耐疲劳；减少钢梁腐蚀；减少噪音；维修养护工作量较少等。
与混凝土桥相比有：重量较轻；制造安装较为容易；施工速度快、工期短等。
二、钢-混组合结构在各种桥梁中的应用钢混组合结构桥梁种类繁多，但总的来说可以分为两类：第一类是在同一截面内采用钢与混凝土两种材料，通过剪力连接件来实现钢与混凝土的共同作用，称为组合梁，也有学者称之为结合梁：另一类是在桥梁的各个部位分别采用混凝土梁、钢梁以及组合梁的两种或三种形式，通过结合段来连接不同材料的部位，一般称之为混合梁。
具体到各种桥型，则可以大致分为以下几种：1、组合钢板梁桥。
通过连接件把工字形钢板梁与混凝土桥面板组合起来，使钢板梁的抗弯刚度大幅度提高，从而能减小梁高，增大跨径。
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钢-混组合梁桥的设计优化及应用作者：周俊书李兵任亚来源：《中国科技纵横》2020年第06期摘要：近年来，钢-混凝土组合梁桥因其施工快速及结构性能优越而越来越多地被应用于高速公路的建设中。
以某高速公路互通主线的钢-混组合连续梁桥为背景，介绍了该类型梁桥的基本结构形式，阐述了钢-混组合连续梁桥设计过程中优化负弯矩区混凝土桥面板受力采取的措施，为类似桥梁设计优化提供思路。
关键词：钢-混组合梁;连接件;负弯矩区混凝土中图分类号：U448.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0130-021设计背景随着科学技术的进步，中国桥梁建设工作在近年来迅速发展，预应力混凝土箱梁由于施工工艺成熟，施工质量优异等优点而被广泛应用。
然而，随着桥梁对大跨径需求的增加，传统的混凝土箱梁桥由于结构自重大、地震响应大、腹板后期开裂等问题日益突出，已逐渐满足不了大跨径桥梁建设的需求。
大跨径桥梁趋于选择自重更轻、跨越能力更大的结构形式。
钢-混凝土组合梁桥相较于传统的混凝土箱梁桥具有自重小、结构轻巧美观、施工周期短、不中断下穿公路的通行等优点，而越来越多地被应用于高速公路的建设中。
钢-混凝土组合梁是由混凝土桥面板和钢梁通过剪力连接件组合共同承受荷载的梁。
在设计过程中，尽力让混凝土桥面板承受压应力，钢梁承受拉应力，以此充分发挥各自材料特性来使结构的经济效益最大化。
然而在钢-混组合连续梁的设计过程中，不可避免墩存在顶负弯矩区域的混凝土桥面板承受拉应力、钢梁承受压应力。
此时需要采取措施控制混凝土桥面板开裂和钢梁承压局部失稳的问题。
如根据路线设计要求，半径较小的曲線组合梁桥还应考虑弯扭耦合效应[1]。
即将通车的杨寨东互通主线桥主跨部分采用36m+60m+42m的组合结构，本文将介绍其设计优化过程中采取的相关措施。
2工程概况杨寨东互通K0+412.5主线大桥位于武汉城市圈环线高速公路大随至汉十段杨寨东互通内，为跨越麻竹高速而设。
桥梁左幅桥宽8.25m，跨径为11×20m+（36+60+42）m+4×20m的连续小箱梁和钢-混凝土组合梁;桥梁右幅桥宽12.75m，跨径为11×20m+（42+60+36）m+4×20m的连续小箱梁和钢-混凝土组合梁。
其中跨越麻竹高速主线按照8车道41m路幅预留，且建设期不中断麻竹高速公路的交通通行，受制于上跨麻竹高速主线的净空要求，预应力混凝土箱梁方案不再适用。
在钢-混凝土组合梁与钢箱梁的方案选择过程中，钢筋混凝土桥面相较于钢桥面板虽然自重更大，但经济指标更好、整体性能好、受力可靠、铺装病害较少、易于后期养护。
在满足各指标的前提下，杨寨东互通K0+412.5主线大桥第三联采用钢-混组合梁整体跨越麻竹高速，麻竹高速中央分隔带不设桥墩。
3结构设计优化3.1钢梁钢-混组合梁中钢梁的截面形式由早先的钢板梁发展到工字梁、钢箱梁、槽形钢梁、钢桁梁等。
由于本桥位于半径为320m的圆曲线及缓和曲线上，超高变化较大，弯扭耦合效应较为突出，故采用了抗扭刚度较大的开口钢箱作为钢主梁的截面形式。
考虑到左右幅截面形式的协调性，左、右幅桥钢主梁横桥向皆为双箱单室组合箱梁结构，钢梁高度2100mm，开口钢箱之间采用1300mm高的联系梁连接。
左幅桥开口钢箱每个腹板对应的上翼缘宽800mm，厚度为16mm、36mm;箱梁底板在正弯矩区厚度为18mm、20mm，在负弯矩区为24mm厚;两道腹板厚度为14mm。
腹板采取不等高设计，以满足桥梁横坡的要求，减弱弯扭耦合效应。
右幅桥开口钢箱每个腹板对应的上翼缘宽900mm，厚度为18mm、36mm、20mm;箱梁底板在正弯矩区厚度为18mm、22mm，在负弯矩区为28mm厚;两道腹板厚度为18mm。
双幅桥纵向每4m设置一道横隔板，支座附近适当加密。
为提高开口钢箱梁钢板的局部稳定性，在中支座12m的范围内每道底板加劲肋间布置四排栓钉，栓钉沿桥纵向间距150mm，并灌注高度为400mm的C50混凝土，并在底板混凝土顶面配置一层钢筋网，以保证底板混凝土与钢的双重组合作用，发挥混凝土的抗压能力，提高负弯矩区钢梁的局部稳定性。
3.2混凝土桥面板混凝土桥面板可分为预制混凝土桥面板和现浇混凝土桥面板。
大多钢-混凝土组合梁桥的混凝土桥面板会采用全厚度的预制混凝土桥面板和现浇微膨胀高性能混凝土作湿接缝的施工方法。
其优点是施工最为便捷，但受制于部分主梁位于缓和曲线上，预制桥面板间存在空隙、钢筋不贯通，预制桥面板并不能较好地协同承受车辆荷载。
因此，本桥采用8cm厚预制混凝土板和17cm厚现浇混凝土叠合构成25cm厚的钢筋混凝土叠合板作为混凝土桥面板。
左幅桥预制板长130cm，右幅桥预制板长245cm，宽90cm，预制混凝土板上表面应保证一定的粗糙度，预制板安装前，事先将橡胶条牢固粘在钢梁上翼缘板的外边，避免浇筑后浇层混凝土出现漏浆现象。
将预制部分运输至现场，支撑在焊有连接件的钢梁上，作为现浇层混凝土的模板，并铺设现浇层钢筋后浇现浇层形成叠合板。
此施工方法的能节省立模工序、加快施工进度、不中断下部交通、减轻吊装重量、提高混凝土整体性，具有较好的综合效益。
在钢-混组合连续梁这类超静定结构体系中，不可避免存在混凝土受拉开裂、钢梁受压失稳的区域——中支点附近负弯矩区。
减小负弯矩区域的混凝土拉应力易于实践的主要措施有：预加荷载法、提高配筋率、调整支点标高法、设置预应力钢束等[2]。
预加荷载法最直接的应用就是采用合理的施工顺序：在连续钢梁架设焊接完成以后拆除临时支撑，在其正弯矩区域内先铺设预制板并现浇混凝土。
中支点附近的负弯矩区段钢梁能有一定预应力，在此状态下现浇负弯矩区段的桥面板，可有效减小负弯矩区域混凝土桥面板的拉应力。
提高配筋率是限制负弯矩区混凝土开裂最传统的方法，但其缺点也较为突出，过于密集排布的钢筋不利于负弯矩区混凝土浇筑时充分振捣，而且在收缩徐变、温度变化作用下会加剧开裂。
调整支点标高法：架设焊接钢梁后，抬高中支点，降低边支点，浇筑叠合板待其硬化后，将各支点恢复至原位，此时全长桥面板均有一定压应力储备。
此外，在大跨径连续组合梁桥负弯矩区桥面板合理布置预应力钢束控制其开裂最为有效的方法，但是也有以下局限性：在小半径组合梁上的运用应充分考虑其施工的可行性;部分预应力会通过连接件增大其区域内的钢梁压应力促成钢梁的局部失稳;预应力后浇区预留槽处混凝土拉应力较大。
本桥左幅钢梁各腹板间分别布置4根15-6预应力钢束，右幅钢梁各腹板间分别布置8根15-6预应力钢束，并通过调整连接件的类型来控制负弯矩区钢梁压应力。
3.3连接件连接键是保障混凝土桥面板和钢梁协同工作的关键，也是中外学者研究的热点所在。
常见的栓钉连接件不仅能在混凝土桥面板与钢梁之间承担纵向抗剪抗滑移以此保证二者的协同变形，而且能抵抗横纵向弯曲导致的混凝土桥面板与钢梁的分离以及混凝土桥面板的掀起。
连接件的抗剪能力也是控制负弯矩区混凝土桥面板开裂的关键因素。
削弱连接件的抗剪能力，保留其抵抗桥面板与钢梁分离的能力，使桥面板与钢梁界面不分离，混凝土桥面板能一定程度地滑移，达到释放桥面板拉应力、降低钢梁压应力、减小预应力损失的目的，这种新型连接技术被定义为“抗拔不抗剪”连接技术[3]。
经过不断试验应用，抗拔不抗剪连接件也由最初的滑动式[4]、T型[5]改进为螺杆式[6]。
大量试验研究结果表明，在几乎不降低组合结构整体承载力的前提下，采用抗拔不抗剪连接件释放负弯矩区混凝土桥面板拉应力提高其抗裂性[7]。
由于螺杆式抗拔不抗剪连接件具有中心对称的特点[6]，在接触面内能360°释放桥面板拉应力，故对于此类曲线桥更为适用。
在正弯矩区钢梁与桥面板之间需抗滑移抗掀起，考虑连接件须穿过钢筋间隙，本桥左幅桥钢梁每道上翼缘布置7列，右幅桥钢梁每道上翼缘布8列，熔后长度为180mm的Φ22圆柱头栓钉，横向间距均为100mm，沿梁轴线方向间距150mm，保证钢梁与混凝土桥面板的协同工作;在本桥负弯矩区采用“抗拔不抗剪”连接技术，左、右幅桥钢梁每道上翼缘共布3列抗拔不抗剪螺杆式连接件，横向间距250mm，沿梁轴线方向间距250mm，混凝土桥面板在二者接触面上允许一定程度错动，仅限制其竖向位移。
通过对本桥的有限元计算分析，结果显示：当负弯矩区连接件采用与正弯矩区一致的栓釘时，在荷载长期效应组合下负弯矩区混凝土拉应力最大值为4.9MPa，在荷载短期效应组合下负弯矩区混凝土拉应力最大为5.8MPa;而将负弯矩区连接件优化采用抗拔不抗剪连接新技术时，负弯矩区桥面板在荷载长、短期效应组合下都能始终处于受压状态，在荷载短期效应组合下压应力最大值为6.5MPa，最小值为1.9MPa，负弯矩区混凝土桥面板具有较大安全储备。
可见，采用此类连接新技术优化设计能极大改善负弯矩区混凝土桥面板开裂问题。
4结语随着我国钢产量的不断增长和钢材加工技术的提高，在很多以往只能采用预应力钢筋混凝土桥的工程中，组合梁桥方案也越来越具有竞争力。
负弯矩区混凝土桥面板抗裂和剪力连接键的选择是组合梁桥设计中的重点。
即将通车的杨寨东互通主线桥第三联采用36m+60m+42m曲线半径为320m的连续组合梁桥，该桥采用预制与现浇相叠合的预应力混凝土桥面板、拴钉与螺杆式抗拔不抗剪连接件、双箱单室开口钢箱断面;在设计过程中通过采用合理的施工顺序、提高配筋率、调整支点标高法、设置预应力钢束、采用抗拔不抗剪连接件等方式优化负弯矩区混凝土桥面板受力，为类似桥梁设计优化提供思路。
参考文献[1] 齐书瑜，张彦玲，张德莹.曲线组合梁在负弯矩和扭矩联合作用下受力性能的试验研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2016（3）：1-6.[2] 郑和晖，巫兴发，黄跃，等.大跨度钢-混组合连续梁负弯矩区桥面板抗裂措施[J].中外公路，2014，34（5）：152-155.[3] 聂建国，陶慕轩，聂鑫，等.抗拔不抗剪连接新技术及其应用[J].土木工程学报，2015，48（04）：7-14.[4] 聂建国，陶慕轩，张振学.纵向可滑动的钢-混凝土抗掀起连接件及其施工方法：中国，ZL201010598394.7[P].2011-06-08.[5] 聂建国，陶慕轩.纵向不抗剪T型抗拔连接件及其施工方法：中国，ZL201110065691.X[P].2011-09-14.[6] 聂建国，陶慕轩.纵向不抗剪螺杆式抗拔连接件及其施工方法：中国，ZL2011104150033.9[P].2012-04-25.[7] 聂鑫，聂建国，陶慕轩，等.采用新型抗拔不抗剪连接件的连续组合梁桥研究[J].哈尔滨工业大学学报，2012，44（S1）：95-100.。