鋼-混凝土組合結構橋梁研究新進展

張錢貴 張善勇

（余江縣公路局，江西 余江 335200）

鋼混組合橋是出現，主要是因為以往的橋梁結構形式已經難以滿足當代對橋梁作用的需要。現代橋梁不僅要注重其使用功能，而且還要注重其外觀，而且其所承擔任務也發生了巨大的變化，所以目前在橋梁結構和形式上已經得到了創新和發展，以下筆者就結合近年來在鋼混組合橋方面取得的新進展做出以下分析。

1 概述

所謂鋼混組合橋，主要是將鋼梁和砼橋面板，利用抗剪連接件將其連接成一個整體，同時兼顧共同受力的一種新型的橋梁結構形式，與傳統的純鋼橋相比，不僅能將結構高度減小，而且能將結構的剛度提升，從而在荷載作用下降低結構的撓度，再在抗剪連接的作用下，利用砼橋面板給鋼梁受壓的翼緣帶來約束的作用，最終促進鋼梁穩定性的提升。

2 研究新進展

2.1 鋼-混組合橋中的波形鋼腹板組合梁橋分析

通過實際研究發現，采用波形鋼腹板組合梁橋，不僅能降低腹板給砼翼緣板帶來的約束降低，還能促進預應力導入度的提升，促進材料的利用效率的提升，進而促進腹板剪切屈曲強度提升，將其的三維撓曲特點充分的展示出來。在具體的施工中，主要是在下翼緣的鋼板上澆筑混凝土，并將下翼緣的鋼板作為混凝土澆筑所需的模板支撐，預防現場零散的搭設腳手架。從而為混凝土澆筑施工提供便利，更好地確保工程進度得到保障。而且整個施工不用中斷橋下的交通。加上下翼緣的鋼板和混凝土結合之后的構造十分簡單，為混凝土的澆筑提供了強大的空間，不僅能確保澆筑質量，而且能有效的改善結合部受力的性能。當然，如果能在下翼緣砼板的外側設置鋼板，那么其受力就會變得更加合理，鋼板可以與結構一道受力，同時也具有較強的抗拉性能，對于促進結構承載性能的提升和抗裂性能的發揮以及剛強度的提升，均有助于結構耐久性的提升。與此同時，下翼緣的砼板給上翼緣的砼板澆筑奠定了基礎，那么上翼緣的砼板的模板工作和砼澆筑作業量均會得到有效的減少，而且整個過程中幾乎沒有增加鋼材的用量。

2.2 鋼-混組合橋中的槽型鋼-混凝土組合梁橋分析

在軌道交通橋梁中，其結構形式往往決定著整個軌道交通工程建設的費用，同時促進城市景觀的協調，并能達到減振降噪的目的，所以必須在軌道交通中采取針對性的橋梁結構形式。就當前來看，城市軌道高架橋主要采取的是預應力混凝土槽型梁，其是一種最為常見的上承式的箱型截面。但是此類工程主要在城市中心地帶建設，所以其不僅會給整個城市景觀帶來影響，還可能給地面的人群帶來一種壓抑感。尤其是給周邊居民帶來較大的噪音干擾，加上箱型梁的高度較高、重量較大，所以才去常規的方式進行澆筑，不僅會延長工期，而且工程成本較高，所以針對其存在的上述問題，經過不斷的研究和創新，在槽型梁結構中就應加強鋼-混凝土組合原理的應用，采用鋼-混凝土組合梁結構。具體就是加工和制作“U”型截面鋼梁，再將其安裝之后在現場澆筑砼，二者在抗剪連接件的組合下形成整體，二者在共同共同工作時就能將鋼材的抗拉及砼抗壓性能充分的發揮出來，從而采取鋼筋和砼的組合，既能將發揮傳統的槽型梁結構的優勢發揮出來，還能促進施工和使用性能的提升，進而將整個橋梁結構的性能全面的優化和完善。

槽形鋼-混凝土組合梁不僅具備預應力砼的槽形梁的優點，而且還具有諸多優點，由于鋼結構主要是在工廠進行制作，所以能促進工程質量的提升，而且直接利用鋼板澆筑混凝土，在施工中使用的模板較少，甚至不使用模板，加上鋼結構安裝十分簡便，而結構受拉區的鋼板外包，就能有效的預防混凝土出現裂縫，加上外包鋼板可以有效的緩解由于車輛撞擊橋梁之后導致橋梁被孫的情況出現，所以能有效的提高結構的安全耐久性。加上構造十分簡單，所以能有效的承受車輛的荷載，尤其是下層鋼板能充分發揮其橫向的抗拉作用，進而預防板底出現縱向裂縫，下翼緣作為縱向的柱梁，那么底層的鋼板就能充分發揮其縱向的抗拉作用，所以其與預應力砼結構相比較而言，就能有效的促進構造的簡化，降低鋼筋的綁扎數量。在制作鋼結構的基礎上，就應及時的進行栓釘的焊接，再進行鋼筋的綁扎，才能進行混凝土的澆筑。

2.3 鋼-混組合橋中的鋼混組合剛構橋分析

除了上述的幾類橋梁是目前鋼混組合結構橋梁研究的新進展外，鋼混組合剛構橋也是較為代表性的橋梁結構類型。剛構橋由于橋下的凈空較大，能有效的節省支座，加上具有美觀的造型，尤其是橋面具有良好的平順性以及優越的抗震性，所以在跨越深度開闊的河谷中得到了廣泛的應用。剛構橋的墩梁固結之后，由于受到豎向荷載的作用，在主梁端部就會形成負彎矩，最終將跨中正彎矩減少，并能相應的減少梁跨中的截面。與傳統的梁式橋相比而言，剛構橋不僅能預防強震導致落梁被破壞，而且懸臂施工的墩梁固結技術能有效的省略傳統的臨時錨固措施，加上施工中的受力狀態和成橋之后的受力狀態也相同。

目前已有的組合剛構橋墩-梁結合部構造有許多種，。這些構造形式中應用最多的是鋼筋錨固式結合部以及鋼柱式結合部。鋼筋錨固式結合部依靠墩中主筋錨固在主梁內傳力，需要主筋較長的錨固長度，施工過程復雜且節點核心區混凝土的澆筑質量難以保證；鋼柱式結合部在鋼主梁上焊接鋼梁牛腿，將鋼牛腿埋入墩中形成整體受力，其整體工作性能好，但施工較為復雜，節點區鋼筋、鋼骨交錯，影響了節點核心區混凝土的澆筑質量。所以應采取鋼套筒式墩-梁結合部構造。該結合部中的鋼梁和鋼套筒在工廠預制，現場安裝于鋼筋混凝土墩上，澆筑結合部混凝土，為提高負彎矩區組合梁的剛度和承載力，防止負彎矩區鋼梁底板的局部屈曲，可在負彎矩區底板上方澆筑混凝土，最后施工混凝土橋面板。

3 結語

綜上所述，本文主要從波形鋼腹板、槽型鋼-混凝土、鋼-混凝土組合鋼構橋三個方面，對鋼-混凝土組合結構橋梁研究新進展進行了探討。文中難免會存在這樣或那樣的錯誤，希望廣大同行批評指正。因而在今后的工作中只有不斷的努力，對橋梁結構形式進行不斷的優化和完善，才能更好地促進我國橋梁事業走向可持續的發展道路，并為此而不懈的努力和奮斗。

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