第二章结合梁桥-概述

◇Lully高架桥 (瑞士) 29.93m+21×42.75m+29.93m

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁架梁(有上弦杆)+混凝土桥面板

◇Nantenbach铁路桥 (德国) ◇ 跨径83.2m+208.0m+83.2m
◇负弯矩区未设置预应力钢 筋 ◇桥墩附近两个下弦杆间浇 混凝土 ◇上下弦杆形成双重组合 ◇平衡边、中跨自重
组合结构实例
概论—设计理念
钢结构 总 费 用 混凝土结构 总 费 用
组合结构
合理
混凝土用量百分比
概论—设计理念
设计理念：合理使用钢材与混凝土
◇混凝土的弱点 抗拉强度小 有横向约束时抗压强度增大


钢材提供支援
◇钢材的弱点 容易压缩屈曲 容易生锈


混凝土提供支援



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： 与钢桥相比有： ①节省钢材； ②增大了梁的截面刚度； ③砼受压翼板增加了梁的侧向刚度， 防止了梁在使用荷载下的扭曲失稳； ④减少冲击，耐疲劳； ⑤减少钢梁腐蚀； ⑥减少噪音； ⑦维修养护工作量较少等。 与混凝土桥相比有： ①重量较轻； ②制造安装较为容易； ③施工速度快，工期短等。

◇内衬混凝土组合梁—抗剪性能
荷载 (kN) 内衬混凝土
纯钢
变形 (mm)
概论--组合结构的力学特点

◇内衬混凝土组合梁—抗剪性能
概论--组合结构桥梁的分类及其特点
◇组合结构桥梁的定义： ----使用组合构件或组合结构的桥梁

◇组合结构桥梁的 分类

◆组合钢板梁桥 ◆组合箱梁桥 ◆组合桁架桥 ◆组合刚构桥 ◆混合梁桥 ◆组合拱桥 ◆组合斜拉桥

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合钢板梁桥

◇Hopital桥（法国,4跨连续，最大跨64m）
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合钢板梁桥

◇Lignon桥（法国）

◇千鸟泽川桥（日本）
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥
◇Bois de Rosset桥（瑞士，1991年完成） 连续桥，23m+34.2+11×42.75m+51.3m+38.5m 槽形钢截面+横向预应力混凝土桥面板 4根纵向体外索箱内布置，索力合计8830kN

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇混合梁桥—钢箱梁+混凝土梁
◇新川桥（日本，2000年完成） ◇5跨连续混合梁桥 ◇39.2m＋40.0m＋118.0m＋39.2m＋40.0m ◇中跨用钢箱梁

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合拱桥—钢管混凝土拱
◇Antrenas桥（法国） ◇跨度56m ◇混凝土填充的理由，防止车辆冲击
概论--组合结构的力学特点

◇钢材对混凝土的支援—受弯组合梁抗弯性能 Py: 组合 纯钢梁的屈服 梁 荷载
纯钢 梁

Pu: 纯钢梁的极限 荷载

概论--组合结构的力学特点

◇钢材对混凝土的支援—受压钢管混凝土柱
钢管混凝土 单独叠加 荷载
钢管
混凝土
应变
概论--组合结构的力学特点

◇混凝土对钢材的支援—受弯钢管混凝土梁

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合拱桥—型钢混凝土拱
◇用型钢骨架作为拱肋 ◇采用斜拉悬臂施工 ◇闭合后浇注混凝土

概论--组合结构桥梁的分类及其特点
◇钢板梁+混凝土桥面板 ◇钢箱梁+混凝土桥面板 ◇组合梁斜拉桥 ◇钢桁架梁+混凝土桥面板 ◇钢梁+混凝土梁


◇杨浦大桥（中国，1993年完成）
材料 构件 结构
钢材
钢构件
组合构件
组 合 结 构
混凝土
混凝土构件
概论--组合构件实例
(a) 钢 管 混 凝 土
(b) 型钢混凝土
(c) 组合板
(d) 组合梁
组合构件的实例
概论--组合结构实例
钢梁 钢筋混凝土梁 钢梁 预应力钢筋 钢筋 混 凝 土 墩 焊钉
横梁
焊钉
(a) 钢梁与混凝土梁接合 (b) 钢梁与混凝土墩接合
◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥
混凝土 顶板
体内索
波 折 腹 板
横隔板
波折 腹板
体外索 混凝土底板 体内索

◇Cognac桥 (法国，1986年 31m+43m+31m, 3跨连
完成)

◇波折腹板箱梁的 构造

续
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合箱梁桥—用波折钢腹板组合箱梁的斜拉桥
◇栗东桥 (日本)
钢
桥
steel bridge
第二章 结合梁桥
组合结构桥梁 (钢－混组合梁)
主要内容
钢－混组合结构桥梁概论
钢与混凝土的连接 组合钢板梁桥 波折腹板组合箱梁桥 组合桁架桥 组合刚构桥

组合结构桥梁概论
组合结构分类
组合结构设计理念 组合结构力学特点 组合结构桥梁的分类及其特点



组合结构桥梁概论--组合结构分类
◇钢管桁架腹杆的 构造

◇Boulonnais桥(法国，1997 年完成) 44.5m+3*77m+93.5m+5*110 +93.5m+3*77m+44.5m,15跨 连续

◇4m预制节段梁，悬臂 施工

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板

◇钢管桁架腹杆

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥

◇千岁高架引桥（日本，1998年完成）
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合箱梁桥—钢腹板组合箱梁桥(钢腹板容易屈曲)

◇La Ferte Saint-Aubin桥(mm) (法国)
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

有肋 局部屈曲 有摩擦
荷 载
局部屈曲
无肋无摩擦
变形
概论--组合结构的力学特点

◇混凝土对钢材的支援—内衬混凝土组合梁
内衬混凝土 (a) 连续梁一般图
内衬 混 凝 土
横向钢筋
钢梁 (b) 横截面
内衬混凝土
纵向钢筋
Baidu Nhomakorabea
(c) 内衬式组合梁截面 图1.2.4 内衬混凝土组合梁的构造
概论--组合结构的力学特点
省去支座，负弯矩区性能改善，抗震性能 提高，悬臂施工法能够使用。 跨度增大，连接较难处理。 施工容易，质量难保证。 施工容易，无钢材维护的问题。 抗弯刚度增大。 抗弯、扭刚度增大。 上下层车道处理方便。 塔墩附近加劲梁抗压性能提高。
4 5 6
组合刚构桥 混合梁桥 组合拱桥
7
组合梁斜拉 桥
第一节 结合梁桥的构造特点


◇矢作川桥（日本）
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板
◇Arbois桥 (法国，1985年完 成) 29.85m+40.4m+29.85m, 3跨连 续

◇横截面的 构造

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板

◇内衬混凝土组合梁—钢筋布置形式
概论--组合结构的力学特点

◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能
荷载 (kN)
内衬混凝土 纯钢
变形 (mm)
概论--组合结构的力学特点

◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能
概论--组合结构的力学特点

◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能

◇纯钢梁

◇内衬混凝土组合梁
概论--组合结构的力学特点

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合刚构桥—钢箱梁+混凝土墩
◇横浜绿IC桥（日本,1997年完成） ◇7跨连续刚构桥 ◇32.3m＋4×40.0m＋42.0m＋40.1m ◇横梁与混凝土固结

概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合刚构桥—钢箱梁+混凝土墩
◇阿古耶桥（日本） ◇3跨连续刚构桥 ◇36m＋36m＋36 ◇钢板梁与混凝土固结

结合梁：钢板梁或钢桁梁通过剪力传递器与 钢筋混凝土结合成主梁使其共同受力的一种 桥梁

◇Hopital桥（法国,4跨连续，最大跨64m）

构造实质：剪力传递器使钢筋混凝土桥面板与 钢梁在竖向荷载作用下共同受弯，砼受压，钢 梁下缘受拉，充分发挥了砼与钢的受力特性， 减少了用钢量。
连接件
适用范围：①承受正弯矩的简支体系； ②悬臂梁、连续梁中要特殊处 理负弯矩区段。 存在的两个计算问题： ①有效翼缘宽度 ②弹性模量的换算系数
概论--组合结构桥梁的技术特点概括
序号 1 名称 组合钢板梁 桥 形式 钢板梁+混凝土桥面板 闭合截面钢箱梁+混凝土桥面板 槽形截面钢箱梁+混凝土桥面板 波折钢腹板+混凝土上下翼缘板 特点 抗弯刚度增大。 抗弯、扭刚度增大，顶钢板未充分利用。 省去顶钢板、施工难度加大。 自重减轻，预应力能有效施加。
2
组合箱梁桥
3
组合桁架桥
钢桁架梁+混凝土桥面板 钢桁架腹杆+混凝土上下翼缘板
钢板梁+混凝土墩 钢箱梁+混凝土墩 钢桁架梁+混凝土墩 钢梁+混凝土梁 钢管混凝土拱 型钢混凝土拱 钢板梁+混凝土桥面板 钢箱梁+混凝土桥面板 钢桁架梁+混凝土桥面板 钢梁+混凝土梁
抗弯刚度增大，连接件设置较困难。 省去上下弦杆，施工难度加大。
◇Kinokawa桥(日本，2003年完 成) 4跨连续，最大跨度85m,全长 268m


◇节点的构造
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁梁(无上弦杆)+混凝土桥面板

◇Vaihingen Viadukt桥(德国)

◇节点的构造
概论--组合结构桥梁的分类及其特点

◇组合桁架桥—钢桁梁(有上弦杆)+混凝土桥面板