组合梁桥

组合梁桥

组合梁桥，是指采用剪力连接件将钢板梁、钢箱梁、钢桁梁等钢构件和钢筋混凝土构件结合起来共同工作的一种复合式结构梁桥。

以往简支梁桥最多采用，近年来扩展到连续梁桥、斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥等多种复杂体系。

组合梁桥也是一种装配式的桥跨结构，通过纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板（翼板）分隔，使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。施工时先架设梁肋，再安装预制板（有时采用微弯板以节省钢筋），最后在接缝内或连同板现浇一部分混凝土使结构连成整体。所以，组合梁是分阶段受力的，在梁肋架设后，所有随后安装的预制板和现浇桥面混凝土（甚至现浇横隔梁）的重量，连同梁肋本身的自重，都要由预制梁肋来承受。这与装配式T梁由主梁全截面来承受全部恒载不同，不带翼板的肋部的抗弯惯性矩比整体的T梁小得多（肋高较矮，中性轴下移，内力偶臂小，且受压混凝土不足），这就必然大大增加了梁肋承受全部结构恒载的负担，因此不但要加大梁肋的截面，而且要增加配筋。梁肋混凝土用量的增加又导致了不利地加大恒载。装配式T梁与组合梁跨中截面永久作用Mg和可变作用Mp两阶段受力的应力图形比较。

根据组合梁截面的板与肋所用材料分为混凝土组合梁和钢-混凝土组合梁。混凝土组合梁通过在接缝内或连同桥面预制板一同现浇混凝土使结构连成整体；钢-混凝土组合梁是梁肋采用钢梁、桥面板采用钢筋混凝土板，两者通过剪力键（也称为连接件）相互结合在一起，共同参与结构受力。

2.组合梁桥的构造特点

截面为组合截面。

截面刚度增大，减少用钢量。

在活载作用下比全钢梁桥的噪音小。

容易调整坡度和外超高。

为了保证钢梁与钢筋混凝土行车道板共同受力，必须设置可靠的剪力传递器来传递梁在弯曲变形中的错动剪力。

钢性剪力传递器

采用短型钢、如槽钢、角钢

柔性剪力传递器

斜钢筋，如有可靠的措施，也可采用其他的形式如带帽螺栓。

剪力传递器应焊接在钢梁上翼缘上，并与桥面板钢筋焊连。

组合结构桥梁的结构形式

组合板梁桥

对于中、小跨径组合梁桥，为降低制作安装成本，通常使用工字型截面的钢梁，也称为组合板梁桥。

组合板梁桥的钢梁可使用轧制型钢或焊接钢梁。

可采用上下不对称的钢梁截面形式，即减少上部与混凝土桥面板相连的钢梁翼缘尺寸。

组合箱梁桥

箱型截面组合梁桥的抗扭刚度大，较工字型截面组合桥具有更高的稳定性；

增大跨越能力、解决桥下净空不足及避免施工时中断交通的问题；

浇筑桥面混凝土之前可以在负弯矩区钢箱梁底板上方浇筑混凝土，这部分混凝土既可以发挥抗压作用，又提高了钢箱梁底板及腹板的稳定性。

组合桁梁桥

用钢桁架代替实腹钢梁并与混凝土桥面板相组合；

具有较好的通透性和美观性；

梁高通常比实腹梁桥大，节点设计比较复杂,特别对桥面板与腹板连接节点的构造要求高。

组合刚构桥

钢-混凝土组合梁与混凝土桥墩或组合结构桥墩相固结；

减少桥面系的受力、减少支座的使用；

桥下净空大、造型美观、桥面平顺性好；

相对于简支梁桥其抗震性能更高，不会发生落梁事故；

设计与施工时需要重点解决的问题是保证桥面的荷载能有效地传递到桥墩，即梁-蹲节点处的构造。

钢-混凝土组合梁桥是在钢结构梁桥和混凝土结构梁桥基础上发展起来的一种新型桥梁结构形式，通常梁肋等主要构件采用钢结构，桥面板或翼缘板采用混凝土结构，钢与混凝土之间采用抗剪连接件连成整体，使两种结构共同受力。两种材料组合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。与单纯混凝土梁相比，可以减小构件截面尺寸，减少结构自重，减轻地震作用。与单纯钢梁相比，可以减少用钢量，节省钢结构的涂装费用，减小钢桥噪声污染，增加结构的刚度、稳定性和整体性。

钢梁在组合梁中主要承受拉力。对于中小跨径的钢-混凝土组合梁桥，一般采用钢板焊接成I形（工字形）钢梁，为了充分发挥钢材的作用，I形钢梁常采用下翼缘宽的非对称截面。对于跨径大的钢-混凝土组合梁桥，多采用闭口或开口钢箱梁的截面形式，故又称为箱形组合梁。箱形组合梁的抗扭刚度大，特别适合于曲线桥梁，且在顺桥方向大多设计成连续结构。

钢梁支承的钢筋混凝土桥面板，除了作为组合梁的上翼缘与钢梁共同承担纵向弯矩外，同时作为桥面板还要承担局部荷载引起的横桥方向的内力。桥面板通常采用现浇混凝土板和预制混凝土板两种形式，桥面板的底面可以设计成直线形和曲线形。

设在钢梁上翼缘板顶面的剪力键是钢梁与混凝土桥面板共同工作的基础。剪力键的作用主要是承受钢梁和混凝土桥面板之间界面上的纵向剪力，抵抗两者之间的相对滑移。组合梁中采用的剪力键种类很多，我国现行《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64）中采用焊钉剪力键、槽钢剪力键和开孔板连接件，如图所示，其中以焊钉剪力键应用最为广泛。

组合梁的计算特点

支架法施工：叠合梁的整体截面承受所有的荷载，截面应力应按叠合梁的整体截面进行计算。

直接利用钢梁来支撑模板和混凝土

第一阶段，恒载的第一部分（包括钢梁、模板、混凝土及其施工设备重量）仅有钢梁承受。

第二阶段，恒载的第二部分（包括桥面铺装层、防水层、路面）与活载则由钢筋混凝土板和钢梁组成的整体截面承受，最后叠加进行叠合梁截面的强度校核。

组合梁桥的应用：公路桥、铁路桥

组合梁桥的优点

方便施工。由于钢杆件强度大，重量轻，便于架设。

减轻自重。与混凝土桥梁相比，自重轻，这一点对于大跨径梁桥尤其重要，可以减小恒载的比例，减小对下部构造和基础的要求。

提高使用性能。由钢抗拉，混凝土抗压，充分发挥材料的性能。在采用钢管混凝土时，可以利用钢管对混凝土的套箍作用。

节省造价。在大跨径桥梁中，这个有点特别明显。