Road & Bridge
︱148︱2017年7期
钢混组合式刚构-连续组合梁桥设计方案结构分析
施和釆 马 哲
浙江省科威工程咨询有限公司，浙江 杭州 310000
摘要；本文结合实际案例，着重分析了结构形式的受力混凝土收缩、徐变导致主墩产生较大弯矩及中跨下挠等问题，对钢混组合式刚构-连续组合梁桥的设计进行方案论证，提出钢混组合式刚构-连续组合梁桥能有效缓解一般连续刚构桥成桥后主跨因在左右跨径区间的问题，强调了新技术的优势在于跨越能力较大，作为新型的结构形式具有很强的竞争优势的观点
关键词：钢混组合；刚构-连续组合梁桥；混凝土徐变
中图分类号：U442.5+9 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0148-01
钢混组合式刚构-连续组合梁桥是当前混凝土桥梁的主要桥型，在建设中属于竞争力较强的桥型，施工具有很强的优势，造价上也有很大的竞争力。随着国内外在这一类型桥梁建设中积累的经验越来越丰富，桥梁墩梁固结等的优势十分明显，另外此类桥型还有受力性能好，跨越合理，施工方便等优点。通过对连续梁桥施工竣工后的情况进行随访，表明连续梁不仅一直保持平顺舒适，而且在大吨位支座的养护方面也较为省力。经过边跨合龙、悬臂端部的水平推力得到了强化，混凝土的收缩和徐变发生的不利效应被弱化，得到了关于钢混组合式刚构-连续组合梁桥的相关施工技术、特性以及辅助措施的效果，经过论证，对中跨下挠、腹板开裂等病害的处理，有了较为清晰的结论，也有了一定的修复经验。 1 工程概况 某桥梁在进行边墩大吨位支座的设计时，在进行连续钢构的跨径布置方案制定时，采用了钢混组合式刚构-连续组合梁桥的建设方案，例如在主墩的设计采用了墩梁固结的方法，避免了主墩因温度力及混凝土收缩徐变而产生拉应力，其具有固结段长，边墩受力不
好的特点；为了减少成桥后的主跨由于混凝土收缩以及徐变导致的
弯矩下挠，将边跨和主墩附近的跨中部分采用混凝土梁和钢箱梁结
合的方法进行施工，这样一来，主跨自重减轻，从而达到优化钢混
组合式刚构-连续组合梁桥设计方案的目的。同时改变了主梁和主墩
的受力的情况，降低了后期的挠度，弥补了钢箱梁耐久性方面的缺
陷。
2 结构设计
本方案施工关键为悬臂主梁的浇筑技术，防止结构发生畸变，
保证箱梁截面的横向刚度，现浇长度为1.6m，由于该桥梁结构为闭
合薄壁结构，因此必须采取有效的方式，钢混组合箱梁作为上部结
构，偏心荷载使得横隔板较易发生弯曲和扭转，全桥采用钢混组合
式刚构-连续组合梁桥，对上部结构进行跨径布置以及结构体系的设
计。
采用钢混组合式刚构-连续组合梁桥进行全桥结构的设计，经过
钢混结构部位的钢板孔传递剪力，箱壁尺寸过小，
混凝土部分承压。
方案中新技术的优势体现在：
采用钢-预应力混凝土组合连续刚构体系不但无伸缩缝的连续
结构，增强了连续刚构的跨越能力，还提高了桥梁行车的舒适度和
耐久性；钢-预应力混凝土组合连续刚构有效降低了自重，使施工的
风险减少，大大加快了施工速度，同时有效地改善了因混凝土收缩
徐变对大跨结构后期线性变化的不良影响，缩短了施工周期；采用
墩梁固结的方法并用工厂制造的钢箱梁段进行桥梁支座的施工，降
低了因结构体系转换和温度变化产生的结构次内力，竖向支撑墩梁，
保证了质量的同时，也调整了使用体外索进行后期的结构挠度，成
为了创新型技术结构体系的重点，使得桥梁的结构细节上得到了调整，在桥梁建设中得到了广泛的应用。 3 总体静力分析和计算结果 3.1 采用通用计算程序对桥梁墩梁固结的主墩的进行纵向分析 对墩顶的竖向支撑进行模拟并进行基础刚度的分析，全桥划分为三百多个单元和节点，内力结果如表1、2所示。 表1 控制截面内力汇总(剪力) 主墩墩顶(混凝土) 跨中(钢) 剪力/kN 剪力/kN 工况 Qmax Qmin Qmax Qmin 成桥阶段 38370 39370 0 0
组合I 42956 38511 438 -2164 组合II 43864 38370 738 -2167 组合III 43332 36855 791 -2165 组合IV 43304 38350 762 -2185 表2 控制截面内力汇总(弯矩)
主墩墩顶(混凝土) 跨中(钢)
弯矩/(kN·m) 弯矩/(kN·m)
工况 Qmax Qmin Qmax Qmin
成桥阶段 178370 179370 101164 183864
组合I 182956 -148370 438 -2164
组合II 104324 -148551 738 -2167
组合III 197332 -193791 102165 -2165 组合IV 183304 -158350 158562 95185 3.2 钢箱梁纵向第二体系的受力分析 对荷载进行计算，对结构的最小厚度进行取值，通过对梁段第二体系的受力分析，建立半幅桥模型，得到结构的离散图。得到结构以及桥面铺装和栏杆的计算结果。根据道路关于疲劳次数的规定，进行第二体系的单独验算，得到应力值的计算结果，总体的应力组合值控制在270MPa 左右，得到正交异性板应力的计算结果，并且采用PE 法进行复核。另外，结构竖向挠度亦满足1/600跨径的容许值。
本方案刚度大，阻尼比较大，与轻柔的钢连续梁不同，由于中跨钢梁采用大块件吊装方案，施工阶段抗风性能基本无问题。纵波成桥阶段，抗风性能优良。
4 结语
对钢混组合式结构连续组合梁桥进行结构形式的设计，在跨越能力以及预应力混凝土在连续钢构中固有优势方面的设计，得到了越来越多的工程设计人员的重视，通过细致的研究，该结构形式桥梁的设计应用将拥有更加广阔的空间。 参考文献： [1]高波,刘伟.钢混组合式刚构-连续组合梁桥设计方案结构分析[J].上海公路,2014,(1):39-43. [2]韩建平,骆勇鹏.基于响应面的刚构-连续组合梁桥有限元模型静动力修正[J].公路交通科技,2013,30(11):53-61. [3]孙海丽.山西某大跨型钢混凝土梁拱组合式渡槽结构分析[D].太原理工大学,2013. [4]张扬.高墩大跨刚构-连续组合梁桥的设计[J].铁道标准设计, 2012,(4):79-82.