组合梁的塑性设计方法

Construction&DesignForProject工程建设与设计

1引言

在桥梁上部组合梁结构施工时袁工字形钢混组合梁的运

用占据了较大的比例遥钢板组合梁桥上部结构往往以工字形

钢主梁尧钢筋混凝土板和连接系为主要部分遥工字形钢混组合

梁桥的优势在于承载能力强尧塑性变形和力学性能佳尧环境影

响程度小尧项目品质好以及极易实现快速修建桥梁的目的遥现

今袁国内公路建设施工期间仍需建造许多桥梁袁在西南地区开

展中小跨径工字形钢混组合桥梁的研究工作有重要的研究意

义和施工应用价值遥

2工程概况

某相互贯通主线桥袁左幅上部结构第一尧三尧六联均为预

应力混凝土渊后张冤简支T梁袁桥表层需保持贯通袁第四联选用

预应力混凝土来开展箱梁浇筑作业袁第二尧五联均为工字形钢混组合梁袁下部结构为柱式墩袁墩台作为桩基础遥右幅上部结

构第一尧三尧五联选取预应力混凝土渊后张冤简支T梁来建造连

续性桥面曰第二尧四联则以工字形钢混组合梁进行施工曰下部

结构以柱式墩的形式出现袁以桩基础来造成墩台遥桥面保持连

续并配置桥台袁过渡墩伸缩缝则为80型渊桥台和耳墙除外冤袁

桥梁左右幅总长分别是364m和383.5m遥

3承载性能分析

3.1三主梁工字形钢混组合梁结构简介

工字形钢混组合梁桥的主梁建筑通常用的是高2m工字

形截面型钢袁主梁竖向加劲肋经常被延伸至横向联结系所处的

区域尧支座所在的顶面以及两条相互靠近的横向联结系的中

点处袁如图1所示遥其中袁桥台和桥墩点的加劲板都选择12mm

的厚度袁且应该将其焊接于主梁上尧下两翼缘的磨光顶处曰在

加设横向联结系的其余区域选取厚度为16mm的加劲板袁若

未加设横向联结系则12mm即可袁并且没有必要焊接在主梁

下翼缘上遥对称中心往往就是桥梁中心的那根线袁全桥中心

线【作者简介】欧阳毅（1991~），男（回族），湖南邵阳人，工程师，从事路桥施工研究。钢混组合梁桥承载性能及经济技术性探析

AnalysisonBearingPerformanceandEconomicTechnicality

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。近年来，随着我国桥梁科技的不断发展，组合梁桥越来越多地被应用于公路与城市立交桥中，且应用形式也是多样的。

第３６卷第６期　２００８年１２月　浙江工业大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２００８　

０　冷弯薄壁型钢一加气混凝土组合梁的设计及分析　

赵滇生　，詹佳明　。张茂国　

（１．浙江工业大学建筑ｌｒ程学院，浙江杭州３１００３２；２．浙江恒达集团，浙江杭州３１１２１７）　

摘要：蒸压轻质加气混凝土板和冷弯薄壁型钢在低层民居中已经作为承重结构加以应用．笔者采用　非线性有限元法，研究了这两种材料组合梁的设计方法，通过不同荷载形式下应力分布的结果对　比，讨论荷载形式对有效翼缘宽度的影响．并得出了各种参数下的组合梁，在塑性极限阶段的混凝　

土有效翼缘宽度的取值方法，并根据有效翼缘宽度得出等效矩形应力分布高度的计算方法，建立了　冷弯薄壁型钢一加气混凝土组合梁塑性极限承载力计算公式．　

关键词：冷弯薄壁型钢；蒸压轻质加气混凝土；有效翼缘；极限承载力　

中图分类号：ＴＵ３９８一．１　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ００６—４３０３（２００８）０６—０６８２－０６　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｃｏｌｄ－－ｆｏｒｍｅｄ　ｔｈｉｎ’’ｗａｌｌ　ｓｔｅｅｌ＿‘ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ　

ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｇｉｒｄｅｒ　

ＺＨＡＯ　Ｄｉａｎ—ｓｈｅｎｇ　．ＺＨＡＮ　Ｊｉａ—ｍｉｎｇ　。ＺＨＡＮＧ　Ｍａｏ—ｇｕｏ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００３２，Ｃｈｉｎａ　２．Ｈｅｎｇｄａ　Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３ｌ１２１７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ　ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　ｃｏｌｄ—ｆｏｒｍｅｄ　ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　ｓｔｅｅｌ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｌｉｅｄ　ａｓ　

钢钢筋混凝土组合梁设计规范

随着社会的发展和建筑结构的不断创新，钢筋混凝土组合梁越来越受到人们的关注和使用。为确保钢筋混凝土组合梁的安全性和实用性，国家对其设计规范也日益完善。

一、 钢筋混凝土组合梁的基本概念

钢筋混凝土组合梁由钢梁和混凝土组成，具有两种材料的优点，能够承受大的荷载和获得较好的刚度、韧性和耐久性。其中，钢梁负责承载荷载并传递给混凝土梁，混凝土梁则负责接受荷载并向支座传递。

二、 钢筋混凝土组合梁的设计规范

目前，国内设计规范对钢筋混凝土组合梁的设计和使用有具体的规定。其中，应注意以下几个方面。

（一） 强度控制

在设计过程中，应当注意强度控制，确保混凝土的强度不低于设计要求值，钢材的强度也要够用。此外，还应对剪力加强区域和梁的塑性裂缝控制进行规范。

（二） 钢材的选用

钢材的选用应按照规范的要求进行。其中，钢板应当符合规定的标准厚度和屈服强度。钢板焊接时，还需要对焊接翼板和焊缝进行规范。

（三） 混凝土的选用

混凝土的选用应该根据混凝土的等级和配合比进行。同时，混凝土的抗裂性能也要符合规范的要求，以避免在使用过程中出现裂缝。

（四） 常见问题

在设计过程中，还需要考虑梁的变形、平整度和开裂宽度等问题，避免在使用过程中出现巨大的变形或开裂。

三、 钢筋混凝土组合梁的优点

相比较传统的混凝土梁和钢梁，在结构的设计和使用过程中，钢筋混凝土组合梁具有以下优点。

（一） 承载能力

钢梁具有较高的强度和刚度，能够承受大荷载，混凝土梁能够发挥其压缩强度，能够承受复杂的荷载。因此，钢筋混凝土组合梁能够在一些跨度较大的场所中发挥重要的作用。

（二） 耐久性能

钢筋混凝土组合梁具有优异的耐久性能，不仅可以满足长时间的使用，同时还能够抵御腐蚀、耐火、抗震等重要的问题。

（三） 施工方便性

相比较传统的梁，钢筋混凝土组合梁施工方便，可进行预制化生产，拼装在现场，从而缩短了工期，提高了施工效率。