市政·交通·水利工程设计I M ·7 c·Water ResourcesEngineeringDesignI
钢 混 组 合 桥 梁 在 城 市 中 的 应 用 研 究
Research on the Application of Steel-Concrete Combination Bridge in City
陈军
(济南市规划设计院，济南 250101)
CHEN Jun
(JinanPlanningandDesignInstitute，Ji’nan 250101，China)
【摘 要】介绍了钢混组合桥梁的应用现状，讨论了换算截面法、微分方程法、有限元法3种钢混组合桥梁的设计方法，并对以波形
钢腹板组合桥梁、组合刚构桥、槽型钢混组合桥梁为代表的钢混组合桥粱的发展趋势进行了深入的研究和分析。
【Abstract]This paper introduces the application status of composite steel—concrete bridges，and discusses three design methods of
stee1．concretecombinationbridges,conyersionsectionmethod，differentialequationmethod，andfiniteelementmethod．halsodeeplyanalyzes
and researches the development fiend of composite steel concrete bridge，which is represented by corrugated steel web composite bridge,
compositerigidframebridgeandgroovesteelcompositebridge．
【关键词】钢混组合桥梁；体外预应力；渡纹钢腹板组合桥
【Keywords]steel-concretecompositebridge；externalprestress；corrugatedsteelwebcompositebridge
【中图分类号]u443 【文献标志码】A 【文章编号]1007．9467(2ol 8)07—0125-02
[DOI]10．13616~．cnki．gcjsysj．2018．07．258
1 钢 混 组 合 桥 梁 的 应 用 现 状
钢混组合桥梁充分利用了钢筋和混凝土的优势 ，具有良
好的社会和经济效益。目前，国内的钢混组合桥梁主要应用
于城市的立交桥和高速公路跨线桥 ，可以实现提高桥梁跨越
能力、增加桥下净空以及保持路面交通顺畅的目的，通常采
用箱型截面组合梁。同时根据桥面的具体宽度可以采用不同
数量的混凝土桥面板和钢箱梁的组合体。针对只使用一个钢
箱梁的匝道桥 ，可以利用单箱多室型钢梁截面l1】。
随着近年来我国桥梁技术的飞速发展 ，组合桥在施工和
设计方面都实现了不同程度的简化，大大提高了组合桥的市
场竞争力。为了最大程度地降低桥梁的制作安装成本，针对一
些中、小型跨径的组合结构桥梁，一般采用截面为工字形的钢
梁。如果桥面的宽度适中，那么在桥梁施工过程中可以只用 2
根纵向的钢筋进行施工处理，极大地减少了施工的工作量。连
接纵向钢筋采用的是横向钢筋，其数量较少，一般用 3 5根即
可，特殊情况下也可以不设横梁。为了进～步满足组合桥梁支
【作者简介】陈军(1983 )，男，山东泰安入，工程师，从事道路与桥
梁设计研究。
座处对于承载力和稳定性的要求，纵向的钢梁处于支座位置
的厚度需要适当增加，甚至可以达到 150mm。如果桥面的宽度
较大、处于 2根纵筋间的混凝土桥面板的跨度也比较大或者
混凝土桥面板的外挑长度过大时 ，桥面板内就需要横向的张
拉预应力或者应用横向的悬臂钢梁。城市里附带有人行道的
钢混组合桥梁 ，其混凝土板的悬臂长度应该保持在 2．5m以
内，若需要承担车辆荷载还应该适当降低这一数值。另外，利
用桁架取代钢梁而制作的桁架组合桥具有更好的外观和通透
性 ，但是结构的梁高较大，设计方式也比较复杂，对于桥梁节
点处连接和构造的具体要求也相对较高。
2 钢 混 组 合 桥 梁 的 设 计 方 法
2．1换 算截 面法
在弹性理论基础上发展形成的换算截面法是最初的组合
梁设计计算方法，这种方法把钢材和混凝土都看作是理想的
弹性体，同时两者之间的连接十分牢固，可以实现共同变形 ，
然后借助于弹性模量比把这 2种材料换算成同一种材料计
算。目前，这种在弹性理论基础上发展形成的换算截面法是进
行组合梁设计以及弹性分析的重要方法之～。由于混凝土是弹
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l工程建设与设计 I Construction＆ 3 IForProject
塑性材料，而钢材是理想状态下的弹塑性材料，所以在桥梁构
件和结构极限承载力的计算过程中，需要在能够充分保证塑性
变形发展的基础上，考虑到塑形发展对于承载力造成的影响。
2．2 微分 方程 法
195 1年，以马克为代表的美国科研团队提出了利用微分
方程法进行组合桥梁交界面的剪力求解。这种方法是把材料
都看作是弹性的 ，其中的抗剪连接件的荷载滑移曲线都是线
性关系，然后利用微分方程求解得出组合梁的挠度曲线。当桥
梁结构中连接件的数量已经达到完全抗剪的连接条件时，继
续增加连接件的数量对于桥梁整体的极限强度基本没有任何
影响；当桥梁结构中连接件的数量少于一定数值后，桥梁的整
体极限强度降低，最后只能依靠钢梁本身承载负荷。
2．3 有 限元法
随着有限元法的不断发展，钢混组合桥梁的设计过程也
逐渐融入了有限元法。由于组合桥梁的材料复杂性 ，利用有限
元法进
钢混组合桥梁在城市中的应用研究（论文）.pdf
