钢箱-混凝土组合梁设计与应用

开口钢箱-混凝土组合梁桥的设计与施工要点探讨摘要：钢箱-混凝土组合梁桥能够节省材料，还可以简化施工工序，具有经济性突出和利于工业化建造等优点。

开口钢箱-混凝土组合梁的钢箱梁部分的截面由钢腹板和底板及较小的翼缘顶板组成，属于开口钢箱。

该类结构的缺点是，在施工期间，桥面板混凝土达到设计强度之前，扭转刚度相比成桥后低，这使得混凝土桥面板在施工期间对侧向失稳更加敏感，因此，有必要对组合梁桥施工过程中的力学性能以及施工工艺等方面开展深入研究。

基于此，对整体式钢箱梁桥的设计与施工的要点及流程进行研究，以供参考。

关键词：整体式；钢箱梁桥；组合梁；设计要点；流程引言随着经济的发展、城市的扩大和高速公路交通覆盖面的扩大，对公路和桥梁结构性能的需求也越来越大，以进行劳动密集型运输。

以混凝土为基础的预应力混凝土桥梁具有建筑成本低、刚度大、稳定性高、耐久性好等优点，但其自重大、梁高大，往往在某些特殊环境下受到建筑界限的限制不适合采用；钢结构桥梁通常用于公路和铁路桥梁，具有较好的跨越能力、高载荷能力和模块化装配等优点，但钢结构桥梁构件稳定性较低，成本较高。

混合梁结构的发展考虑到了预应力混凝土桥梁和钢桥各自的优缺点，并充分利用了各自的性能。

1钢箱梁桥概述钢箱梁桥是一种采用钢板制作成箱形结构的桥梁，这是减少桥梁自重、增加桥梁跨径最有效的结构形式。

通过钢箱梁与混凝土箱梁之间的对比，发现钢箱梁的抗扭性能相比于混凝土箱梁较差，但可以增加横隔板来很好地弥补这一不足。

钢箱梁在受力过程中会产生扭曲变形，这种变形通常称为畸变。

根据实际工程的验证，在恒载作用下不同数量和间距的横隔板对钢箱梁的畸变和刚性扭曲变形呈曲线相关性，通过对曲线钢箱梁支撑体系、梁体设置基本原理、抗震设计的有效性进行充分考虑，能够有效保证桥梁的建设质量。

2开口钢箱梁-混凝土组合梁桥优缺点研究钢箱梁-混凝土组合桥梁两种材质的优点是集成的，不同属性的材质互为补充，整体性能远远优于两种材质的性能叠加。

钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述随着我国桥梁工程事业的发展，钢-混凝土组合梁桥作为一种新型桥梁结构，目前正广泛应用于公路及城市立交桥中。

本文结合钢-混凝土组合梁桥的结构特点及其应用情况，分析阐述了钢-混组合梁桥的关键技术，为此类桥梁结构的设计与施工提供参考。

标签：钢-混组合梁；结构特点；应用；关键技术1 前言随着我国城市交通基础设施建设的飞速发展，上跨现有道路的公路及城市立交桥越来越多。

该类桥梁施工中受下穿道路通行的影响非常大。

为了减少对被交道路交通的影响，缩短工期，降低风险和管理难度，采用钢-混组合梁桥是比较适宜的。

钢-混组合结构是在钢筋混凝土结构和钢结构的基础上发展起来的一种新型结构。

它和混凝土箱梁相比极大地减轻了结构自重，提高了桥梁的跨越能力；和钢梁相比减少了钢材用量，提高了结构刚度。

所以，钢-混凝土组合梁在我国的公路及城市立交桥建设中得到了广泛应用。

2 钢-混组合梁桥的结构特点组合梁桥采用剪力键将钢梁与钢筋混凝土桥面板结合成整体，钢筋混凝土桥面板不仅直接承受车轮荷载起到桥面板的作用，而且作为主梁的上翼板与钢梁形成组合截面，参与主梁共同作用。

组合梁桥采用最多的是简支梁桥结构形式，因为简支梁最符合组合梁材料分布的合理原则，即梁上翼缘应是适宜受压的混凝土板，下缘是利于受拉的钢梁。

（1）与钢梁相比，钢-混组合梁具有以下特点：a）减少了钢材的用量，节约了造价；b）增大了梁的刚度，有利于整体稳定性；c）采用钢筋混凝土桥面板，有利于沥青面层的结合，提高桥面铺装的耐久性。

（2）与混凝土梁相比，钢-混组合梁具有以下特点：a）结构自重轻，减少了下部基础的工程量；b）已安装钢梁可作为模板使用，节省了模板工程量；c）施工工期短，且对桥下交通的影响小；d）降低了梁高，有利于桥下净空利用率。

3 钢-混组合梁桥应用情况综述钢-混凝土组合梁在我国起步较晚，改革开放以前，虽有少数工程用过组合梁，但未考虑组合效应，而仅仅作为强度储备和为方便施工而已。

浅谈钢-混凝土组合桁梁桥的种类与应用钢-混凝土组合结构能够发挥钢结构和混凝土各自的优点，是当今桥梁工程中的一个重要的结构形式。

无论是跨越天堑的特大桥，还是横跨溪流的小跨径桥，钢—混凝土组合结构桥梁都可应用于其中。

现代桥梁工程发展至今，钢—混凝土组合结构已经有较为广泛的应用，是继钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石混凝土结构之后的第五大类结构。

一．钢-混组合梁桥的组成钢-混组合梁桥可按照不同的钢梁组成形式大致分为：钢—混凝土组合板梁桥、钢—混凝土组合箱梁桥与钢—混凝土组合桁梁桥（以下简称“组合桁梁桥”）。

以下将对这几种钢混组合梁桥的结构及受力特点进行介绍。

1.钢—混凝土组合板梁桥这种形式的组合梁桥的钢主梁主要是工字形截面钢梁，关于这种桥型，我国早期的桥梁中有些应用，但跨度有限，因此目前应用较少。

钢主梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组合，共同工作。

工字型的钢板梁一般由3块钢板焊接而成。

为了充分发挥钢材的抗拉能力强的特性，工字梁的下翼缘可以适当加厚或加宽，有时为了满足施工需要，在各个主梁之间设置横向支撑。

2.钢-混凝土组合箱梁桥在大跨度的组合梁桥中，组合箱梁桥是常采用的截面形式。

，该桥有钢筋混凝土翼板和箱型钢梁组成，两者通过连接件连接。

与工字型截面的组合钢板梁桥相比，组合箱梁的抗扭刚度较大，因此适合在高跨比较大或扭转较大的跨线桥和弯桥中使用。

目前我国的组合箱梁桥大多应用于城市立交桥、高速公路跨线桥等。

钢-混凝土组合箱型梁发展出了一种新形式——波形钢腹板组合梁桥。

与传统的混凝土箱梁相比，波形钢腹板组合梁桥用波形的钢腹板代替了混凝土腹板。

上部是混凝土顶板，顶板内常会设置体内索以施加预应力，同样混凝土底板也会设置体内索。

有的波形钢腹板桥会在箱内设置体外索施加预应力。

这种结构能有效利用施加的预应力，同时能够防止腹板的局部失稳。

3.钢-混凝土组合桁梁桥钢桁架与混凝土板相组合，可以形成钢-混凝土组合桁梁桥，混凝土桥面板在这种结构中作为受力的一部分，可以节省钢材的使用，并能提高整体刚度和降低桁高。

实例分析钢—混凝土组合连续箱梁桥的应用1、前言钢-混凝土组合结构能充分发挥钢材和混凝土的优势性能，与混凝土结构相比能有效减轻结构自重，与钢结构相比能显著提高结构刚度和稳定性能并节省钢材用量，具有良好的经济特性和技术特性，经过几十年的发展被广泛应用于工程实践[1]。

特别是钢-混凝土组合连续箱梁，具有抗弯抗扭刚度大、整体性强、抗震性能好、跨越能力强和快速施工等优点，在桥梁工程建设中被广泛采用。

欧美及日本等发达国家，钢-混凝土组合连续箱梁桥已发展相对成熟，最大跨度已突破200m[2]。

在我国钢-混凝土组合连续箱梁桥的应用较欧美等国落后，但随着我国交通基础建设步伐加快及桥梁工程技术的发展，钢-混凝土组合连续箱梁桥因其本身结构优势和快速施工的特点，逐步广泛应用于中等跨径的城市高架桥梁，尤其是近年来建成及在建的几座知名跨江、跨海桥梁的非通航桥或引桥，出于降低阻水率及结构耐久性等考虑，采用了较大跨度的钢-混凝土组合连续箱梁桥结构，本文将结合几座具体工程实例对钢-混凝土组合箱梁桥在我国的应用进行介绍。

2、武汉二七长江大桥深水区非通航桥武汉二七长江大桥是武汉市二环线的控制性工程，综合结构受力、排洪、跨径协调、景观及用钢量等因素，该桥非通航深水区桥梁采取了6×90m等高钢-混凝土组合连续箱梁桥结构，上、下游分幅布置，双幅桥宽29.5m[3]。

每幅主梁截面采用单箱单室对称倒梯形截面，顶宽14.7m，底宽6.3m，梁高4m，由钢槽形梁和混凝土桥面板通过剪力栓钉连结构成，通过梁体整体横向旋转实现2%的横向坡度设置，跨中标准横断面如图2-1所示。

图2-1 跨中标准横断面（mm）由于结构为钢-混凝土组合连续箱梁结构，中间支点前后附近存在负弯矩区段，此区段内钢梁处于受压区，混凝土桥面板处于受拉区，钢梁和混凝土桥面板受力均不利。

为防止负弯矩区段混凝土桥面板应拉应力而开裂，常用的方法有压载配重法、张拉纵向预应力、支点升降法及混合法[4]，经分析比选该桥采取了通过主墩和临时墩共同参与的支点升降法，对负弯矩区段混凝土桥面板施加预应力，从而满足抗裂要求。

钢箱组合梁概念在现代桥梁工程中，钢箱组合梁作为一种重要的结构形式，因其独特的优势而得到广泛应用。

本文旨在深入探讨钢箱组合梁的概念、构造特点、分类、设计原则、施工方法以及在工程中的实际应用，以期为读者提供全面而深入的了解。

一、钢箱组合梁的概念钢箱组合梁是一种由钢板组成的箱形截面和混凝土桥面板通过抗剪连接件组合而成的桥梁结构。

这种结构形式有效地结合了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度，形成了一种既经济又高效的结构体系。

二、钢箱组合梁的构造特点1. 箱形截面：钢箱组合梁采用箱形截面，这种截面形式具有较大的抗弯刚度和抗扭刚度，能够有效地抵抗外部荷载的作用。

2. 抗剪连接件：钢箱与混凝土桥面板之间通过抗剪连接件进行连接，这些连接件能够有效地传递钢箱与混凝土之间的剪力，保证两者共同工作。

3. 混凝土桥面板：混凝土桥面板不仅能够提供足够的抗压强度，还能够有效地分散车轮荷载，减少对钢箱的压力。

三、钢箱组合梁的分类根据构造形式和使用条件的不同，钢箱组合梁可分为多种类型，如简支梁、连续梁、刚构桥等。

这些不同类型的钢箱组合梁各有其特点和应用范围。

四、钢箱组合梁的设计原则1. 安全性原则：钢箱组合梁的设计必须满足安全性的要求，能够承受设计荷载的作用，保证结构的稳定性和安全性。

2. 经济性原则：在满足安全性的前提下，应尽可能降低结构的造价，提高经济效益。

3. 适用性原则：钢箱组合梁的设计应结合实际情况和使用条件进行考虑，确保其适用性和耐久性。

五、钢箱组合梁的施工方法1. 预制拼装法：先在工厂内预制好钢箱和混凝土桥面板，然后运输到现场进行拼装。

这种方法具有施工速度快、质量易控制的优点。

2. 现场浇筑法：在现场搭设模板，然后浇筑混凝土桥面板。

这种方法适用于大型桥梁的施工，但施工周期较长。

六、钢箱组合梁在工程中的实际应用钢箱组合梁因其独特的优势，在桥梁工程中得到了广泛应用。

以下是一些典型的工程实例：1. 某高速公路大桥：该桥采用了简支钢箱组合梁结构，跨越了较宽的河道。

十项新技术钢与混凝土组合结构应用技术
十项新技术钢与混凝土组合结构应用技术是指通过结合钢结构和混凝土结构的优势，将两者相互补充，提高结构的整体性能和施工效率。

下面介绍十项新技术钢与混凝土组合结构的应用技术：
1. 钢框架与混凝土填充墙结构：在钢框架的内部用混凝土浇筑填充墙体，使结构既有抗震能力又有较好的隔声和隔热性能。

2. 钢筋混凝土中空板结构：在钢筋混凝土板的中间加入钢筋网格，利用钢筋网格的张力来增强板的承载力和抗裂性能。

3. 钢筋混凝土高层柱浇筑技术：通过在钢筋混凝土高层柱的内部设置钢管，并用混凝土浇筑，提高柱的抗震性能和承载能力。

4. 钢板剪力墙结构：将钢板作为剪力墙的面板，用混凝土填充其内部，形成组合力墙，提高结构的抗震能力。

5. 钢-混凝土组合梁：在梁的上部采用钢梁，下部采用混凝土梁，通过连接装置将两者连接在一起，提高梁的承载力和抗震性能。

6. 钢-混凝土组合桥梁：将钢梁和混凝土梁组合在一起，形成
组合桥梁，提高桥梁的承载能力和抗震性能。

7. 钢-混凝土组合板框结构：将钢板作为框架的立面，用混凝
土填充框架内部，形成组合板框结构，提高建筑的整体稳定性
和抗震性能。

8. 钢-混凝土组合悬挑结构：在悬挑结构的悬挑部分采用钢结构，其余部分采用混凝土结构，通过两者的组合提高结构的整体稳定性和承载能力。

9. 钢-混凝土组合框架结构：在框架结构的柱和梁部分采用钢结构，其余部分采用混凝土结构，提高结构的整体稳定性和抗震性能。

10. 钢-混凝土组合核电站结构：在核电站结构的重要部位采用钢结构，提高结构的抗震能力和安全性能，同时在核电站的其他部位采用混凝土结构，满足辐射屏蔽和安全防护的要求。

钢与混凝土组合梁桥设计与施工内容摘要：摘要：介绍了上海城市轨道交通明珠线特殊大桥-中山北路桥设计与施工概况及主要技术要点和创新点。

中山北路桥上跨道路主要干道环线中山北路高架桥，为三跨30m+55m+30m预应力混凝土与钢组合连续梁桥，即边跨为预应力混凝土箱梁，并自中墩支点向跨中伸出2.5m与预制箱梁纵向连接，经体系转换形成连续梁，钢梁上桥面板为钢筋混凝土结构，采用剪力钉连接技术形成组合梁。

目前该桥已施工完毕，经验收，质量被评为优良。

关键词：组合梁;连接技术；设计与施工技术；一、概述中山北路桥位于轨道交通明珠线与上海市中山北路、西体育路、新市路、西江湾路的交汇处,上跨道路中山北路高架桥，与其斜交角约为30°。

桥梁上部结构为三跨（30+55+30米）连续梁结构，其两边跨为预应力混凝土现浇箱梁，梁高为1.90～2.35米。

中跨为钢－混凝土结合梁，梁高2.35米，全桥宽8.9～8.92米。

桥梁中墩采用圆形独柱结构，直径2.0米，墩高16.804米(1#墩)和15.604米(2#墩)。

两边墩为双矩形柱加系梁结构，墩高18.301米(0#墩)，15.591米(3#墩)。

基础均为钻孔灌注桩、承台结构。

二、桥型选择(一)方案选择由于城市交通的发展，城市立交桥跨越主要交通干道时有发生，针对这种跨度大、曲线斜交的桥梁，常采用的桥梁型式有预应力混凝土梁或钢与混凝土结合梁。

预应力混凝土梁常用的施工方法有支架现浇和悬臂浇注法，支架施工严重影响相交主路交通，而悬臂浇注时由于采用的挂篮等施工设备需占用一定空间，增加了桥梁高度，而造成不必要的浪费。

连续结合梁施工时常采用分段制作现场拼装，主跨接头一般设在弯距零点附近，拼装时须在接头处搭设临时支架，仍会局部影响主路交通。

而简支结合梁梁高较高，跨度受到限制。

因此，寻找一种跨度大、重量轻、能预制安装的桥梁结构形式非常必要，预应力混凝土箱梁与结合梁的纵向连接结构，是一种非常有效且有竞争力的方案。

钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要：本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题，并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。

关键词：钢-混凝土组合结构；设计；应用；节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称其为组合结构。

钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架，与混凝土形成一体的结构，是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。

这种组合结构体系，主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。

40米钢—混凝土组合钢箱梁设计说明近年来匝道及主线跨越被交路时，采用钢—混凝土组合梁，能加快施工速度，减少施工对运营高速公路交通的影响。

1.主体设计(1)节段划分40m钢箱梁沿纵桥向共划分为3个节段，节段长度分别为13.97m、12m及13.97m，最大节段运输重量约为23.6t。

节段间预留10m间隙，钢结构加工制造单位根据焊接工艺需求可对预留间隙进行适当调整。

钢梁节段在工地上采用高强螺栓连接成吊装梁片。

(2)钢主梁综合桥梁的运输，控制钢主梁运输宽度3.5m，运输长度不超过16m，单片钢箱梁箱高1820mm，箱宽2000mm，外悬臂宽度1000mm。

钢箱梁底板水平，腹板竖直，顶板横坡2%，箱内实腹式横隔板标准间距5.0m，与梁片间主横梁(M 类)对应。

为增加钢箱梁顶板的局部屈曲稳定，在箱内两道横隔板间设置1道加强横肋，加强横肋标准间距5.0m。

箱梁底板设置3道纵向加劲肋，腹板间设置1道纵向加劲肋，箱梁顶板上缘设置开孔板作为加劲肋，同时作为组合桥面板的剪力键。

钢箱梁腹板厚度均为12mm：中间节段顶板厚度20mm，底板厚度32mm；两边节段顶板厚度12/18mm，底板厚度16/28mm：顶底板厚度根据受力进行节段调整，顶底板厚度节段变化采用箱外对齐的方式。

横隔板：采用实腹式隔板构造，中横隔板厚度12mm，端横隔板厚度16mm ，为检修方面横隔板设置人孔，端横隔板设置人孔密封盖板。

加强横肋：采用上下T型隔板+腹板板式构造，板厚均为10mm。

(3)钢横梁根据桥面板的支承受力计算，双钢箱间采用密布横梁支承体系，标准横梁间距2.5m：横梁分主、次横梁两种类型，主次横梁交替设置。

主横梁(M类)与箱室横隔板对应布置，次横梁(S类)与箱室内的加强横肋对应布置。

横梁理论跨径6.6m(两箱室内腹板间距)，制造长度5.6m。

主、次横梁均为工字钢构造，主横梁高度1400mm，次横梁高度350mm。

上下翼缘宽度均为250mm，除端横梁外，横梁翼缘厚度均为12mm，腹板厚度10mm。