钢-混叠合梁桥面铺装破坏模式及控制指标

裂缝大体上沿混凝土翼板横截面 方向产生，并且随着荷载的增大，有些
裂缝在全截面内发展。混凝土板和钢梁 交界面一侧的裂缝宽度开展较小。
钢-混凝土连续叠合梁存在负弯矩 区混凝土翼缘板受拉的不利情况。若 混凝土翼缘板裂缝的发生和发展得不到 有效的控制，会影响到叠合梁的正常使 用。即使是按照简支梁设计的叠合梁由 于构造原因，在梁端也会产生一定的负 弯矩，必须采取从材料防裂设计的角度 来保证叠合梁能满足正常使用要求。
228 TRANSPOWORLD 2012No.23 (Dec)
座不均匀沉降、温度梯度或混凝土收缩 等内因所引起；二是外荷载作用下负弯 矩区的混凝土桥面板在高拉应力作用下 开裂。
与钢筋混凝土构件一样，第一条 裂缝出现在混凝土抗拉强度最弱的截 面。当拉应力和混凝土实际抗拉强度相 等时，第一条裂缝截面处的混凝土脱离 工作（混凝土正应力为零），在第一条 裂缝出现处钢筋的应力增加，这时受到 张紧的混凝土分别向裂缝两边回缩，但 是由于包裹在钢筋中的混凝土受到某种 程度的限制，混凝土中的拉应力随其离 裂缝的距离加大而增大。当荷载继续增 大，混凝土拉应力分布曲线与实际抗拉 强度分布曲线相切，这时在该处又出现 第二条裂缝。当第二条裂缝出现，混凝 土应力重分布。
根据有关学者对钢-混凝土叠合梁 负弯矩区裂缝宽度的试验研究可知， 钢-混凝土叠合梁负弯矩区的裂缝具有 以下特征：
裂缝一旦出现，就具有一定的深 度，这个深度约在钢梁上翼缘附近。当 裂缝发展到钢梁上翼缘水平处时，由于 受到刚度较大的钢梁的约束，裂缝几乎 不再向下发展，宽度增加也不大，出现 了裂缝开展“停滞”现象。
混凝土开裂
钢-混凝土连续叠合梁受力特点是 负弯矩区一般是带裂缝工作。由于连续 叠合梁结构上缘负弯矩的出现，混凝土 桥面板开裂导致叠合梁刚度降低，有害 气体、污水或其它腐蚀性液体会渗透到 这些裂缝中，引起混凝土翼板内的钢 筋、焊钉以及钢梁的腐蚀，降低了桥梁 结构的耐久性，增大了桥梁结构维修和 养护的费用和难度。除了由混凝土材料 自身特点或施工原因引起的裂缝外，叠 合梁开裂主要有两种原因：一是由于支
裂缝一般先在纯弯段（跨中截 面）出现，然后才在剪跨段（两端）出 现。在约50%的极限荷载时，纯弯段的 裂缝基本出齐，直到构件破坏时，均表 现为一致的竖向裂缝。剪跨段一般先出 现竖向的短小裂缝，加载到一定阶段则 逐渐发展成指向加载点的斜向裂缝，剪 跨比越小，这种现象越明显。
钢-混凝土叠合梁的平均裂缝间距 较钢筋混凝土梁大一些，而裂缝宽度却 小一些。这主要是因为钢梁的存在约束 了一部分混凝土，因而使混凝土开裂所 需的粘结力的传递需要更大的长度。
增强梁的承载力。从梁的一些 试验资料表明，叠合梁的实际承载力 与设计承载力之比，较非叠合梁大 10%～30%。
叠合梁整体性强，抗剪性能好， 具有良ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的抗震性能。
施工灵活。可以将钢梁纵、横向 分成数段，并以钢梁为支撑浇筑桥面混 凝士，便于加快施工速度。与钢筋混凝 土梁相比，组合梁还便于焊接托架或牛 腿，供支撑所敷设的管线，面不必像钢 筋混凝土梁那样需要埋设预埋件。
结构特点
叠合梁从截面组成上充分发挥了 型钢和混凝土材料各自的特长，与钢板 梁和钢筋混凝土梁相比，叠合梁有以下 优点：
钢-混凝土叠合梁用于城市立交 桥和公路桥梁，可以节省高空支模工序 和模板及脚手架，减少施工现场湿作业 量，并且不中断下部交通。
节约钢材。简支叠合梁，可利用 钢梁上钢筋混凝土翼板的受压作用，增 加梁截面的有效高度，提高梁的抗弯承 载能力和抗弯刚度，从而节省钢材和降 低造价。与钢板梁方案相比，可节约钢 材15%～40%。
桥面铺装简单。人行桥可免去桥 面铺装，车行桥可避免钢桥面上混凝土
面层出现拥包与开裂等质量通病。 叠合梁桥的造价介于混凝土与钢
桥之间。组合梁桥在百米左右的跨度具 有相当大的竞争力。
叠合梁也存在一些约束其广泛应 用的弱点，主要表现为：
混凝土与型钢之间的连结始终没 有得到很好的解决，两者之间的滑移和 掀起不容忽视。
B桥梁隧道 RIDGE&TUNNEL
钢-混叠合梁桥面铺装破坏模式及控制
指标
文/任 玫
钢 -混凝土叠合梁是指梁的下部采 用钢材、上部采用混凝土，两 者之间通过抗剪连接件（剪力键）连 成整体的结构，兼有钢结构和混凝土 结构的优点。抗剪连接件是钢筋混凝 土翼板和钢梁共同作用的基础，沿钢 筋混凝土与钢梁的交界面布置。叠合 梁在工程中应用时一般分为简支叠合 梁和连续叠合梁。
简支叠合梁只承受正弯矩，混凝 土翼板受压，钢梁受拉。因为混凝土的 抗压性能好，钢材抗拉强度高，所以简 支叠合梁是钢-混凝土叠合梁最有利的 受力状态，也最能充分发挥这两种材料 的长处。和简支组合梁相比，连续组合 梁有节约钢材、降低造价、增强刚度、 提高承载力、增大跨越能力等一系列优 点。其受力特点的最大区别之一是负弯 矩区一般是带裂缝工作的。叠合结构桥 梁的发展过程表明，混凝土桥面板的裂 缝控制，特别是限制超静定叠合结构梁 桥负弯矩区混凝土板的裂缝宽度，是关 系到叠合梁桥在桥梁领域是否具有竞争 力或生命力的重要课题。裂缝的产生和 发展与材料性能、受力状态、构造设计 和施工方法等诸多因素有关，特别应注 意的是叠合梁负弯矩区内混凝土板裂缝 的产生不同于钢筋混凝土受弯梁，也不 同于钢筋混凝土受拉构件，是一个更为 复杂的问题。
混凝土翼板纵向抗剪能力不足， 如果横向钢筋配置不够或不当，就可能 产生先于抗弯破坏的纵向劈裂破坏，这 增加了设计和施工的难度，实际当中不 易把握。
用于连续结构，在承受负弯矩 时，将使混凝土翼缘受拉而出现裂缝。
防火问题：叠合梁的耐火等级不 如混凝土结构。
钢材的锈蚀问题。
破坏模式及控制指标
叠合梁的主要破坏模式主要有混 凝土开裂与混凝土与型钢之间滑移两 大类。
降低梁高。混凝土板参与梁的工 作，使截面高度增大，增加了梁的刚 度，与钢板梁方案相比，对同样刚度要 求的结构来说，叠合梁可比钢板梁减小 截面高度25%～30%，这在建筑要求限 制梁高时较为有利。
刚度大。叠合梁具有较宽大的翼 缘，可以增加刚度、增加稳定性和整体 性，其挠度一般都在L/1000左右。同 时，钢筋混凝土板成为全梁的一部分， 因此在同样大小的钢梁的情况下，叠合 梁比非叠合梁竖向刚度明显提高。