钢―混凝土组合结构桥梁研究新进展

【摘 要】当前，随着我国桥梁事业的不断发展，我国的桥梁结构也在发生了翻天覆地的变化。其中最为代表性的就是钢-混凝土组合结构桥梁（以下简称钢混组合桥）。本文正是基于这一背景，首先对钢混组合桥进行了概述；其次主要就钢混组合桥的研究新进展分别从波形钢腹板、槽型钢-混凝土、钢-混凝土组合钢构桥三个方面对其进行了研究。旨在与同行加强业务之间的交流，以更好地对我国钢混组合桥的研究新进展有一个全面的认识，促进我国桥梁事业的可持续发展。

【关键词】钢混组合桥；桥梁；研究

钢混组合桥是出现，主要是因为以往的桥梁结构形式已经难以满足当代对桥梁作用的需要。现代桥梁不仅要注重其使用功能，而且还要注重其外观，而且其所承担任务也发生了巨大的变化，所以目前在桥梁结构和形式上已经得到了创新和发展，以下笔者就结合近年来在钢混组合桥方面取得的新进展做出以下分析。

1 概述

所谓钢混组合桥，主要是将钢梁和砼桥面板，利用抗剪连接件将其连接成一个整体，同时兼顾共同受力的一种新型的桥梁结构形式，与传统的纯钢桥相比，不仅能将结构高度减小，而且能将结构的刚度提升，从而在荷载作用下降低结构的挠度，再在抗剪连接的作用下，利用砼桥面板给钢梁受压的翼缘带来约束的作用，最终促进钢梁稳定性的提升。

2 研究新进展

2.1 钢-混组合桥中的波形钢腹板组合梁桥分析

通过实际研究发现，采用波形钢腹板组合梁桥，不仅能降低腹板给砼翼缘板带来的约束降低，还能促进预应力导入度的提升，促进材料的利用效率的提升，进而促进腹板剪切屈曲强度提升，将其的三维挠曲特点充分的展示出来。在具体的施工中，主要是在下翼缘的钢板上浇筑混凝土，并将下翼缘的钢板作为混凝土浇筑所需的模板支撑，预防现场零散的搭设脚手架。从而为混凝土浇筑施工提供便利，更好地确保工程进度得到保障。而且整个施工不用中断桥下的交通。加上下翼缘的钢板和混凝土结合之后的构造十分简单，为混凝土的浇筑提供了强大的空间，不仅能确保浇筑质量，而且能有效的改善结合部受力的性能。当然，如果能在下翼缘砼板的外侧设置钢板，那么其受力就会变得更加合理，钢板可以与结构一道受力，同时也具有较强的抗拉性能，对于促进结构承载性能的提升和抗裂性能的发挥以及刚强度的提升，均有助于结构耐久性的提升。与此同时，下翼缘的砼板给上翼缘的砼板浇筑奠定了基础，那么上翼缘的砼板的模板工作和砼浇筑作业量均会得到有效的减少，而且整个过程中几乎没有增加钢材的用量。

2.2 钢-混组合桥中的槽型钢-混凝土组合梁桥分析

在轨道交通桥梁中，其结构形式往往决定着整个轨道交通工程建设的费用，同时促进城市景观的协调，并能达到减振降噪的目的，所以必须在轨道交通中采取针对性的桥梁结构形式。就当前来看，城市轨道高架桥主要采取的是预应力混凝土槽型梁，其是一种最为常见的上承式的箱型截面。但是此类工程主要在城市中心地带建设，所以其不仅会给整个城市景观带来影响，还可能给地面的人群带来一种压抑感。尤其是给周边居民带来较大的噪音干扰，加上箱型梁的高度较高、重量较大，所以才去常规的方式进行浇筑，不仅会延长工期，而且工程成本较高，所以针对其存在的上述问题，经过不断的研究和创新，在槽型梁结构中就应加强钢-混凝土组合原理的应用，采用钢-混凝土组合梁结构。具体就是加工和制作“U”型截面钢梁，再将其安装之后在现场浇筑砼，二者在抗剪连接件的组合下形成整体，二者在共同共同工作时就能将钢材的抗拉及砼抗压性能充分的发挥出来，从而采取钢筋和砼的组合，既能将发挥传统的槽型梁结构的优势发挥出来，还能促进施工和使用性能的提升，进而将整个桥梁结构的性能全面的优化和完善。

槽形钢-混凝土组合梁不仅具备预应力砼的槽形梁的优点，而且还具有诸多优点，由于钢结构主要是在工厂进行制作，所以能促进工程质量的提升，而且直接利用钢板浇筑混凝土，在施工中使用的模板较少，甚至不使用模板，加上钢结构安装十分简便，而结构受拉区的钢板外包，就能有效的预防混凝土出现裂缝，加上外包钢板可以有效的缓解由于车辆撞击桥梁之后导致桥梁被孙的情况出现，所以能有效的提高结构的安全耐久性。加上构造十分简单，所以能有效的承受车辆的荷载，尤其是下层钢板能充分发挥其横向的抗拉作用，进而预防板底出现纵向裂缝，下翼缘作为纵向的柱梁，那么底层的钢板就能充分发挥其纵向的抗拉作用，所以其与预应力砼结构相比较而言，就能有效的促进构造的简化，降低钢筋的绑扎数量。在制作钢结构的基础上，就应及时的进行栓钉的焊接，再进行钢筋的绑扎，才能进行混凝土的浇筑。

2.3 钢-混组合桥中的钢混组合刚构桥分析

除了上述的几类桥梁是目前钢混组合结构桥梁研究的新进展外，钢混组合刚构桥也是较为代表性的桥梁结构类型。刚构桥由于桥下的净空较大，能有效的节省支座，加上具有美观的造型，尤其是桥面具有良好的平顺性以及优越的抗震性，所以在跨越深度开阔的河谷中得到了广泛的应用。刚构桥的墩梁固结之后，由于受到竖向荷载的作用，在主梁端部就会形成负弯矩，最终将跨中正弯矩减少，并能相应的减少梁跨中的截面。与传统的梁式桥相比而言，刚构桥不仅能预防强震导致落梁被破坏，而且悬臂施工的墩梁固结技术能有效的省略传统的临时锚固措施，加上施工中的受力状态和成桥之后的受力状态也相同。

目前已有的组合刚构桥墩-梁结合部构造有许多种，。这些构造形式中应用最多的是钢筋锚固式结合部以及钢柱式结合部。钢筋锚固式结合部依靠墩中主筋锚固在主梁内传力，需要主筋较长的锚固长度，施工过程复杂且节点核心区混凝土的浇筑质量难以保证；钢柱式结合部在钢主梁上焊接钢梁牛腿，将钢牛腿埋入墩中形成整体受力，其整体工作性能好，但施工较为复杂，节点区钢筋、钢骨交错，影响了节点核心区混凝土的浇筑质量。所以应采取钢套筒式墩-梁结合部构造。该结合部中的钢梁和钢套筒在工厂预制，现场安装于钢筋混凝土墩上，浇筑结合部混凝土，为提高负弯矩区组合梁的刚度和承载力，防止负弯矩区钢梁底板的局部屈曲，可在负弯矩区底板上方浇筑混凝土，最后施工混凝土桥面板。

3 结语

综上所述，本文主要从波形钢腹板、槽型钢-混凝土、钢-混凝土组合钢构桥三个方面，对钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展进行了探讨。文中难免会存在这样或那样的错误，希望广大同行批评指正。因而在今后的工作中只有不断的努力，对桥梁结构形式进行不断的优化和完善，才能更好地促进我国桥梁事业走向可持续的发展道路，并为此而不懈的努力和奋斗。

【参考文献】

[2]袁爱民，戴航，董毓利.波形钢腹板―混凝土组合桥梁研究的新进展[J].青岛理工大学学报，2008，04：30-35.

[3]陈宝春，牟廷敏，陈宜言，黄冀卓.我国钢-混凝土组合结构桥梁研究进展及工程应用[J].建筑结构学报，2013，S1：1-10.