鋼

魏晉君

摘 要：今年，鋼-混凝土組合結構橋梁在我國經歷了快速發展過程，在傳統的結構形式及材料組成上再不斷的革新，文章介紹了近年在橋梁工程領域發展較為突出的組合結構形式，通過組合梁、組合柱和組合拱三類組合形式分析鋼-混凝土組合結構橋梁在我國的發展現狀及其各自的應用狀況，最后提出部分組合結構還有待進一步的研究推廣，為以后關于鋼-混凝土組合結構的研究指明了方向。

關鍵詞：鋼——混凝土梁；組合梁；組合柱；組合拱

鋼——混凝土組合結構橋梁是一種新型橋梁設計形式，將鋼與混凝土兩種材料結合組成一個受力整體構件共同承擔荷載。這種設計形式充分利用了鋼和混凝土的特性，大大提高了結構的剛度，減小了結構的體積質量以及在外部荷載作用時的撓度，增加了結構的穩定性。與單純的混凝土結構橋或鋼結構橋相比較，鋼結構的優點彌補了混凝土的缺點，混凝土的優點彌補了鋼結構的缺點，使得鋼-混凝土組合結構橋梁結構具有了抗震性能強、施工快捷方便、造價低、安全可靠等優點。文章根據橋梁結構的截面構成形式及受力特性將其分為組合梁、組合柱及組合拱三種形式，并就其在我國應用及研究進展做簡要介紹。

1 組合梁

組合拱結構形式主要分為鋼梁-混凝土板組合梁、鋼腹板-PC組合箱梁和鋼管混凝土組合梁。鋼梁-混凝土板組合梁是目前技術最成熟的結構設計形式，主要由鋼梁和混凝土上翼緣板組成，目前，對于鋼梁-混凝土板組合梁的研究主要集中于超強變厚鋼，高能混凝土，優化結構形式和開發新型剪力鍵。我國基礎設施的建設還很不完善，發展空間還很廣闊，很有研究意義。鋼腹板-PC組合箱梁以鋼結構作為腹板，代替了原來的混凝土腹板，現在采用較多的形式為波形鋼腹板-PC組合箱梁和鋼腹桿-PC組合箱梁，其跨越能力大，特別是在雙層橋面中優勢較為突出，因其在節點處的受力性能和施工方法上有特殊要求，所以在以后的研究中在此方面應具有一定的針對性。鋼管混凝土組合梁是在鋼管桁梁發展基礎之上而來的，自重小，美觀施工簡單，但節點抗疲勞性能較弱，限制著其發展，目前就開展提高管內混凝土抗拉能力對鋼管混凝土組合梁發展具有深遠的研究價值。

2 組合柱

鋼-混凝土組合柱一般分為在鋼管內灌注混凝土的鋼管混凝土柱和鋼管外包混凝土的型鋼混凝土柱，主要作用在橋塔和橋墩之間，根據構件直徑的大小選擇選擇不同的鋼管混凝土結構，在受力工程中，主要依靠鋼管內的混凝土承受壓力，二者通過這種結合方式優勢互補，施工方便，保證了施工質量。隨著技術的發展，先后又出現了鋼管混凝土勁性骨架柱、鋼管混凝土復合柱、鋼管混凝土混合柱等。鋼管混凝土勁性骨架柱是一種新型的鋼混凝土組合結構形式，與外包混凝土的型鋼混凝土柱相比施工方便，結構剛度大，節省鋼材，目前已在部分橋梁中得以應用。鋼管混凝土復合柱和鋼管混凝土混合柱是在鋼管混凝土勁性骨架柱的研究基礎上設計的針對西北地區高橋墩結構而設計的，目前已有部分橋梁使用。

3 組合拱

拱結構在受力時主要以受壓為主，先采用較多的為鋼管混凝土拱和勁性鋼骨架混凝土拱，其應用基本與組合柱相似。拱結構在收到壓力的同時也承受較大的彎矩，因此在其組合結構中結合了組合梁的設計形式和組合柱共同的特點，發展出了鋼管混凝土組合拱和鋼腹板（桿）-混凝土組合拱。目前該結構形式在我國的應用趨勢仍然處于上升階段，行業規定和標準也在隨著現場問題的出現在不斷的完善。在鋼腹板（桿）-混凝土組合拱中，為了更能使用新型橋梁的需要，先后設計出來波形鋼腹板混凝土組合拱、平鋼腹板混凝土組合拱和鋼腹桿混凝土組合拱，研究表明，拱的受罰承載能力并不是拱的主控項目，且其受剪問題較為微弱，而是抗壓彎承載能力和穩定性要求，因此在采用上述波形鋼時結構形式將會達到很好的效果。

4 其他組合形式

除上述介紹外，還有部分組合結構形式，目前也廣泛應用于了實際施工當中或處于進一步研究推廣階段。如槽型鋼-混凝土組合梁橋、鋼-混凝土組合剛構橋、大跨斜拉橋組合橋面系和雙重組合作用連續組合梁橋等，槽型鋼-混凝土組合梁橋是針對傳統的預應力混凝土箱梁和預應力混凝土槽型梁提出來的；鋼-混凝土組合剛構橋是結合鋼-混凝土組合結構與剛構橋結構的優點而設計形成的；大跨斜拉橋組合橋是在混凝土斜拉橋和鋼斜拉橋的研究基礎之上，通過研究它們的優缺點，將其結合而產生；雙重組合作用連續組合梁橋是在連續的橋梁的負彎矩處形成一個倒置組合截面，提高負彎矩處的剛度增強橋面系的抗裂性。都是通過合理組合設計使混凝土和鋼能夠充分發揮其性能，產生更好的支護效果。

5 結語

鋼和混凝土的結合已經成為了現在大跨度橋梁結構設計時所采用的基本結構材料組合形式，文章根據其受力特性將其大致分為了三類，即組合梁、組合柱和組合拱。其中有部分技術為我國從國外所引進，再對其進行消化吸收，不斷發展，使其變為自己的技術成果。我們在以后的發展中還要繼續發揚不斷探索的精神，總結施工經驗，建立健全相關規范標準，為我國的鋼-混凝土組合結構的技術發展掃平道路，使其更好的為我國大規模的基礎設施建設服務。

在對國外技術進行消化吸收的基礎上，我們國內也提出了許多新的設計形式，像勁性骨架混凝土橋面板-鋼板混凝土桁架組合桁梁、復合柱和混合柱、波形鋼腹板-鋼管混凝土組合梁、鋼管混凝土勁性骨架柱、鋼腹板（桿）-混凝土組合拱等等。其中有的已經廣泛投入實際工程中，有的由于各方面原因還未得到推廣，處于繼續研究階段，因此在鋼混凝土組合結構設計工作中我們還任重而道遠。

參考文獻

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