钢-混凝土组合梁设计

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图 3.2 板的有效计算宽度示意图
翼缘板有效宽度： bs min(80000 / 3,3000,600 12 250) 3000mm ；
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将混凝土板按与主梁钢材的刚度比进行换算截面： n0
钢-混凝土连续梁桥设计计算书
1 工程结构概况
本设计桥梁为某高速公路跨线桥，设计车道数为双向四车道，设计车速为 120km/h，设计荷载 采用 1.3 倍公路-Ⅰ级荷载。桥梁为跨径布置 50m+80m+50m 的连续梁桥，桥宽为 25.5m。通过综合 分析比较各类桥型，本桥梁采用钢-混凝土组合梁桥结构形式对跨线桥进行初步设计，并进行结构设 计验算。本文先后分别进行截面设计，抗弯强度计算，以及抗剪强度设计。本文设计过程先采用手 工计算，再运用有限元软件进行复核。
目
录
钢-混凝土连续梁桥设计计算书 ............................................................................1 1 工程结构概况 ........................................................................................................... 1 2 结构设计参数及设计原理 ....................................................................................... 1 3 截面特性计算 ........................................................................................................... 2 3.1 钢梁截面特性 ................................................................................................. 3 3.2 混凝土截面特性 ............................................................................................. 3 3.3 组合截面特性 ................................................................................................. 4 4 横向连接系的设计 ................................................................................................... 5 4.1 横向联结系的设计 ......................................................................................... 5 4.2 钢主梁腹板加劲肋的设计 ............................................................................. 6 4.3 主梁荷载的横向分布系数计算 ..................................................................... 7 5 内力计算 ................................................................................................................. 10 5.1 恒载内力计算 ............................................................................................... 10 5.2 活载内力的计算 ........................................................................................... 11 6 主梁作用效应组合与应力验算 ............................................................................. 13 6.1 应力验算 ....................................................................................................... 13 6.2 最不利荷载组合及应力组合 ....................................................................... 18 6.3 负弯矩区混凝土板的配筋计算 ................................................................... 20 6.4 剪力连接件的计算 ....................................................................................... 21 6.5 横隔梁的内力计算 ....................................................................................... 23 7 有限元软件分析计算 ............................................................................................. 26 7.1 有限元建模与计算 ....................................................................................... 26 7.2 结构内力计算结果 ....................................................................................... 27 7.3 结构挠度计算结果 ....................................................................................... 29

图 1 组合梁的换算截面
通过以上的计算关系， 我们可以将该组合截面换算成与钢材 等价的换算截面。在换算过程中混凝土翼缘板的厚度不变， 仅将 翼缘板的宽度进行换算， 这样是为了使混凝土截面重心沿截面高 1 度方向保持不变， 如图 所示。 b e， eq = Be αE （ 2）
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截面几何特征
当利用材料力学公Байду номын сангаас计算梁的刚度及其应力， 而材料力学的
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第 38 卷 第 33 期 2012 年11 月
山
西
建
筑
SHANXI
ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 33 Nov． 2012
文章编号： 1009-6825 （ 2012 ） 33-0060-02
钢—混 凝 土 组 合 梁 的 弹 性 设 计 理 论 分 析
董鹏程
（ 唐山职业技术学院， 河北 唐山 063000 ）
摘
要： 结合钢—混凝土组合梁截面的几何特征， 首先将截面进行了换算， 然后进行了组合截面的应力计算 、 复杂应力强度验算、
组合梁的挠度计算， 为组合梁的弹性设计奠定了基础 。 关键词： 组合梁， 弹性设计， 截面， 计算 中图分类号： TU398 钢—混凝土组合梁是指通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板 连成整体而共同工作的抗弯构件 。当组合梁承受正弯矩作用时， 混凝土板处于受压区， 钢梁大部分处于受拉区， 因而能够充分发 ［1 ］ 。 挥两种材料各自的力学性能 钢管混凝土柱是由钢管和内填混 凝土组成， 钢骨混凝土梁柱则是把型钢埋在钢筋混凝土梁柱中， 钢 骨混凝土梁柱也可以称为型钢混凝土梁柱或钢骨混凝土梁柱。 文献标识码： A 凝土的翼缘厚度保持不变， 仅将翼缘板的宽度进行换算（ 如图 1 所 b e， 示） 。B e 为混凝土翼缘板截面的计算宽度， eq 为混凝土翼缘板的 换算宽度。

钢与混凝土组合梁桥设计与施工摘要：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。

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近 年来 ， 虽然组 合 梁 在 我 国 的建 筑 和桥 梁 建 筑 领
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域 已得 到越来 越 多 的应用 ， 显示 出很 好 的技 术 经 济 效
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益 。但 与钢筋 混凝 土 结构 和钢 结 构相 比 ， 由于 专 业 技
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混凝 土组合 结构 等 。这几种 结构形 式特 点 比较 如下 。
计 算转 化为 塑性分 析方 法进 行计算 。从 而组合 梁不 断
在交通 、 金 、 冶 电力 、 炭 、 筑 等 领 域 有 了 更 为 广 泛 的 煤 建
应用 。
结 构 布 置 如 图 ２所 示 。
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大 ， 程造 价较 高 。 工 （） ２ 钢筋 混凝 土井 字 梁 ： 高 较 大 （ ／ ＝１２ ） 梁 Ｈ Ｌ ／０ ， 自重 也较 大 ， 的尺寸 相对 也较大 ， 柱 工程 造价较 高 。
（） ３ 预应 力混凝 土 梁 ： 体 高度 较高 （ ／ ＝１２～ 梁 ＨＬ １ １０ ， ２ ） 自重 大 ， 工 所 需 机 具 较 多 ， 工 工 艺 较 复 杂 ， 施 施 需提前 预制 ， 并需 架梁设 备 ， 工程造 价较 高。 （） ４ 钢桁 架 ： 面 外 的刚 度 较 小 ， 需 钢 材 较 多 ， 平 所
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短 时 间 内组 合 梁 的普 及 应 用 还 受 到许 多 的约 束 和 限
制 。随 着 组 合 结 构 不 断 的 深 入 研 究 ， 之 更 多 、 广 泛 加 更 的 工 程 应 用 ， 合 梁 或 组 合 结 构 的 良 好 的 受 力 性 能 和 组