简论市政工程钢-混凝土混合梁桥在市政工程中运用

论文导读：同承担作用力的一种桥梁结构。较为常见的组合结构桥梁从结构形式上来划分，主要有以下几类：组合钢板梁桥、组合钢桁梁桥、组合钢箱梁桥、波形钢腹板组合梁桥、钢桁腹杆组合梁桥、混合梁桥等。混合梁是组合结构桥梁之一，是钢梁与混凝土梁在梁体纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起而形成的结构。　
摘要: 混合梁是钢梁与混凝土梁在梁体纵向通过连接件、承压板、预应力筋等结合在一起而形成的结构。通过对两种材料的合理利用，桥梁的受力性能、跨越能力、经济性能等方面得到很大改善，在市政桥梁建设中能够发挥出较大的优势，将得到越来越多的重视。混合梁接合部设计是该梁型的最为关键技术问题之

一、为此介绍了接合部的设计重难点问题及新发展。

关键字:混合梁；结合部；设计方法；运用前景；市政

一、混合梁简介

市政工程桥梁从建筑材料分类来看，最常见的就是砼桥和钢桥，而组合结构桥梁是有别于砼桥和钢桥的第三类桥梁结构，它是钢材与混凝土两种主要建筑材料通过摩擦力、粘结力、机械咬合或连接件连接成一体共同受力、共同承担作用力的一种桥梁结构。
较为常见的组合结构桥梁从结构形式上来划分，主要有以下几类：组合钢板梁桥、组合钢桁梁桥、组合钢箱梁桥、波形钢腹板组合梁桥、钢桁腹杆组合梁桥、混合梁桥等。
混合梁是组合结构桥梁之一，是钢梁与混凝土梁在梁体纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起而形成的结构。
通过对钢材和混凝土两种材料的合理利用，桥梁的受力性能、跨越能力、经济性能等方面得到很大改善，在桥梁建设中将得到越来越多的重视。特别是在市政桥梁建设中能够发挥出较大的优势。

二、混合梁设计重难点分析

钢一混凝土结合部是混合梁的刚度突变点，容易形成结构体系的弱点，是混合梁设计成败的关键，是有待深入研究的重难点技术问题之一。
（1）钢一混凝土结合部构造形式的设计
混合梁的钢一混凝土结合部分为有格室与无格室两种构造形式。
有格室的构造形式依据承压板的位置有前承压板、后承压板及其前后承压板三种方式，承压板上一般配置焊钉等各种连接件与混凝土连接。无格室结合的构造形式依据承压板的位置有后承源于：本科毕业论文www.7ctime.com
压板、底板与后承压板的组合等方式。
根据收集统计的资料，在全世界范围内已建或在建的混合梁共有117座，目前已成功应用于斜拉桥、梁桥、自锚式悬索桥、拱桥的主梁及悬索斜拉协作体系中。其中有格室一后承压板类型共53座；无格室顶底板承压类型共29座，；有格室前后承压板共26座；三者共占9

2.3％，可见已建或在建的混合梁中较多地采用此三种结合部类型。

采用何种构造方式，主要控制因素需看该构造形式与梁型是否匹配，使连接件能充分发挥作用、传力明确；结合面的应力集中较小，格室与主梁的混凝土形成连续构造；将钢梁节段竖起然后浇筑格室混凝土比较容易、连接件根部混凝土不易离析等。
（2）连接位置选择
根据混合梁桥的结构特点，预应力混凝土梁与钢梁的连接位置，宜选在弯矩及剪力均较小的地方，这样其结构处理比较简单。
在选择连接点位置时，不仅需考虑结构恒载效应，同时还需计入活载、施工、附加力效应等。
（3）剪力连接键设计
钢-混凝土结合段的内力最终转化为钢与混凝土结合面的剪力，主要通过承压板、剪力件及钢-混凝土间的黏结摩阻力等3 种主要途径来传递。钢-混凝土间的黏结摩阻力由于缺少理论及经验数据而难以把握，设计时认为内力主要通过剪力键来完成，钢-混凝土间的黏结摩阻力只作为连接的安全储备。
连接件传递钢与混凝土板之间纵、横向剪力，限制两者在受弯时不产生相对滑移，保证截面上两种不同材料共同发挥作用。常用的连接件有以下几种：
A.栓钉。用栓钉连接件，施工方便、质量容易得到保证，应用较为广泛。
B.PBL 剪力键。PBL 连接件是由德国人雷昂哈特和Partners 公司研制出的一种新型剪力连接件。它由带孔的钢板组成。PBL 连接件施工简单，质量可靠，抗疲劳性能好，整体性好，抗剪刚度、强度大；其缺点是：用钢量较广泛采用的栓钉连接件大，造价较高。
（4）钢-混凝土结合段刚度匹配
混合梁中钢梁和混凝土梁刚度相差大，钢一混凝土结合部是混合梁刚度突变点，需通过混合梁结合部实现刚度的平稳过渡。若设计不当容易造成刚度的跳跃，变形出现折角，桥面系行车不平顺，造成跳车等现象，进而产生冲击荷载对结合部及其附近钢箱梁和混凝土箱梁的桥面系造成局部破坏。另外，由于刚度突变导致的变形折角也会使主梁内巨大的轴向力产生附加弯矩，对结合部产生不利影响。
三、混合梁在市政工程中的应用及推广论文导读：发展及业界对桥梁造型的特殊需求，悬索桥也在市政建设中脱颖而出。自锚式悬索桥与地锚式悬索桥不同的是主缆直接锚固在加劲梁的两端，由加劲梁直接承受主缆锚固点的水平分力和竖向分力，通过加劲梁形成自平衡体系。上一页12
前景
“十二五”时期，我国经济社会发展将进入一个新的历史阶段，交通运输也将进入新的发展时期，未来的交通发展仍然需要修建大量的桥梁，混合梁将是我们未来重点研究和发展的桥梁类型之

一、它在市政工程桥梁建设中有着广泛的运用。

（1）在平面布置受限，边中跨比不合理情况下的运用
市政桥梁与公路、铁路桥梁有很多不同点，市政桥梁受其地形、地物、地下管线甚至是人为因素影响较大，近几年来我们设计的桥梁中，边中跨比不合理的情况非常之多，如果合理的运用混合梁技术，很多桥梁结构将能做的更为经济，美观。我们边跨将直接边跨采用混凝土结构，中跨部分采用钢结构，边跨由砼结构压重，这样我们不仅能解决边跨脱空问题，同时由于钢结构的减少，也降低了工程费用。在邻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性能问题。
（2）在立交、跨线桥中的运用
在设计中我们常常会遇到跨线、跨道口问题，由于桥下交通不能中断，我们常会考虑采用钢结构连续梁方案，既可以利用交通间隙快捷四化工而确保桥下畅通，又可以改善桥梁的造型和美感，但工程造价将会大幅增加。混合梁结构其实也能有效的解决此问题，并且工程造价较省。
在互通立交桥建设中，我们通常会遇到分期施工的情况，很多业主都会要求主线先通车，再来实施后期匝道桥，后期匝道很多都是上跨主线桥梁的。这种情况我们常规会考虑采用钢箱梁，其实也可以考虑采用混合梁，匝道桥除上跨主线部分采用钢结构，其它部分均采用砼梁的混合梁结构。与这样不仅可以节省投资，也可以避免钢结构小半径曲线桥的支座脱空问题。
（3）在大跨连续梁中的运用
在某些特定情况下（如航道要求，与被交路夹角较小），为了增大梁式桥的跨越能力，在跨中采用钢主梁而其余部分采用混凝土主梁。该思路解决了单纯采用钢主梁导致的钢箱梁底板和腹板厚度过大的问题，也解决了单纯采用混凝土主梁导致的自重过大引起的跨径瓶颈问题。
主跨达330 m的重庆石板坡大桥就采用了这种设计思路
（4）在拱桥、斜拉桥、悬索桥中的运用
拱桥、斜拉桥、悬索桥并只是在大江大河桥梁中出现，随着市政建设的要求越来越高，常规桥型往往满足不了业主的要求，拱桥、斜拉桥、悬索桥等复杂桥型在市政建设中已大量采用，在这些桥梁中，混合梁技术也是常常见到。
A.斜拉桥
在边中跨比例不协调的情况下，主跨采用钢梁以减轻自重增强跨越能力，边跨采用混凝土梁进行配重并提高边跨刚度。混合梁由于能很好地发挥两种材料各自的优势、便于施工和节省投资而得到广泛应用。
B.悬索桥
悬索桥以前常用在跨度需求特大桥，但是随着桥梁技术的发展及业界对桥梁造型的特殊需求，悬索桥也在市政建设中脱颖而出。自锚式悬索桥与地锚式悬索桥不同的是主缆直接锚固在加劲梁的两端，由加劲梁直接承受主缆锚固点的水平分力和竖向分力，通过加劲梁形成自平衡体系。