组合结构桥梁的发展与应用课件

主要内容：

1、组合结构桥梁的发展

2、组合结构桥梁的设计

3、组合结构桥梁的主要类型

4、我院组合结构桥梁的应用情况

5、组合结构桥梁在我国的发展展望 主要内容：

1、组合结构桥梁的发展

2、组合结构桥梁的设计

11、组合结构桥梁的发展组合结构桥梁的特点组合结构桥梁在国外的发展组合结构桥梁在国内的发展现状（tobecontinued）1、组合结构桥梁的发展组合结构桥梁的特点2钢-混组合结构定义在型钢或钢板焊接（或冷压）钢构件，上面、四周或内部浇筑混凝土，使混凝土与钢构件形成整体，共同受力的结构，统称为钢-混凝土组合结构。由钢梁和混凝土板通过连接件连成整体而共同受力的承重构件是为钢-混组合梁。钢-混组合结构定义在型钢或钢板焊接（或冷压）钢构件，上面、四3组合结构桥梁的特点

钢-混凝土结合结构桥梁的主要特点是：组合结构桥梁可以充分合理地发挥钢与混凝土两种材料的各自优势，可以最大程度地实现工厂化制造，减少现场操作，因而具有整体受力的经济性与工程质量的可靠性。与钢桥相比有：①节省钢材；②降低建筑高度；②减少冲击，耐疲劳；④减少钢梁腐蚀；⑤减少噪音；⑥维修养护工作量较少等。与混凝土桥相比有：①重量较轻；②制造安装较为容易；③施工速度快，工期短等。组合结构桥梁的特点钢-混凝土结合结构桥梁的主要特点是：4组合结构桥梁在国外的发展1950年前后欧美及日本等国开始发展组合桥梁研究；二战后，20世纪60年代，欧美及日本等国的桥梁建设黄金期间，组合结构桥梁以其整体受力的经济性、发挥两种材料各自优势的合理性、便于施工的突出优点而得到广泛应用，大量各种形式的组合结构桥梁建成；（tobecontinued）组合结构桥梁在国外的发展1950年前后欧美及日本等国开始发展520世纪70年代，欧美及日本等国家又投入大量资金进行基础性理论研究及试验，制定组合结构规范；目前国外几个主要规范都包含组合结构桥梁设计部分，如：EUROCODE、BS5400、DIN、AASHTO等；同时，在深入研究的基础上，结合工程实践，发展了一些新的设计方法和施工工艺；（tobecontinued）20世纪70年代，欧美及日本等国家又投入大量资金进行基础性理620世纪80年代以来，国际桥梁及结构工程协会（IBASE）多次召开国际学术会议，对组合结构桥梁在研究、设计、施工等方面的发展进行交流和研讨，进一步促进了组合结构桥梁的发展；在法国，组合结构桥梁最具竞争力的跨径范围为30～110m，跨度在40～100m范围内的公路桥梁中85％都是组合结构桥梁；而TGV高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例占45％，之后建设的高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例更高；（tobecontinued）20世纪80年代以来，国际桥梁及结构工程协会（IBASE）多7英国，大多数20～160m及以上跨径的公路桥，组合结构桥梁竞争力很强；德国及美国组合结构桥梁应用更广泛；总之，组合结构桥梁由于其整体受力的经济性、发挥钢与混凝土两种材料各自优势的合理性、以及便于施工的突出优点，在欧美、日本等国的桥梁建设中占有重要地位，德国、美国的应用范围更加广泛，取得了世人瞩目的成就。（tobecontinued）英国，大多数20～160m及以上跨径的公路桥，组合结构桥梁竞8组合结构桥梁在国内的发展现状在国内，三十多年来：一方面，在寻求跨度突破的巨大技术需求推动下，大跨度桥梁得以快速发展并屡创世纪记录；另一方面，在大量中小跨度桥梁中，混凝土及预应力混凝土的桥梁占据绝对数量优势；组合结构桥梁的技术水平落后于国际先进水平。（tobecontinued）组合结构桥梁在国内的发展现状在国内，三十多年来：9形成中国组合结构桥梁的研究与实践都与其国际发展水平有明显差距的原因有：

1）简单的认为：因钢结构或组合结构的养护费用高而组合结构桥梁造价就高；

2）简单的认为：钢材较贵，同时我国劳动力较低；

3）深入研究表明：同等的设计理论、方法以及当前国内施工水平，在40～100m甚至更大的跨度范围内，组合结构完全可以在造价上与预应力混凝土结构竞争。形成中国组合结构桥梁的研究与实践都与其国际发展水平有明显差距102、组合结构桥梁的设计组合结构关键技术组合结构设计理念钢-混组合梁桥设计总则组合梁内力计算组合梁截面应力计算组合梁桥设计计算框图（tobecontinued）2、组合结构桥梁的设计组合结构关键技术11组合结构关键技术组合结构桥梁的整体受力性能；负弯矩区的力学性能；桥面板的合理构造；钢与混凝土的连接性能；连接件的滑移影响与力学性能；钢结构屈服稳定与构造要求。组合结构关键技术组合结构桥梁的整体受力性能；12组合结构设计理念组合结构设计理念13

长江三峡库区向家坝大桥为43.3m+72.2m+43.3m三跨连续钢桁架组合梁，其材料费用指标与附近基本相同跨径、桥宽、桥高的峡口二号大桥对比如下表：

桥名指标向家坝大桥峡口二号大桥每平米桥面主梁混凝土总用量0.33m30.66m3主梁预应力钢材用量11.2kg46.1kg主梁钢管、型钢、钢筋用量182.5kg96.0kg全桥造价（2000年）2834元4167元长江三峡库区向家坝大桥为43.3m+72.2m14钢-混组合梁桥设计总则采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。设计基准期为100年。主体结构的设计使用年限宜为100年。应进行承载能力极限状态、正常使用极限状态设计。应考虑以下三种设计状况：①持久状况；②短暂状况；③偶然状况。钢-混组合梁桥设计总则采用以概率理论为基础的极限状态设计方法15组合梁内力计算

组合梁的作用（或荷载）效应按弹性理论进行算，截面抗力计算除有更为精确的非线性分析方法外应采用弹性分析方法。按弹性理论计算钢-混凝土组合梁：将钢材和混凝土均视为理想的弹性体，其应力应变关系成正比。钢梁与混凝土板之间具有可靠的连接，相对滑移很小，可忽略不计。组合梁的截面变形符合平截面假设。不考虑受拉区混凝土参与工作。组合梁内力计算组合梁的作用（或荷载）效应按弹性16组合梁截面应力计算组合梁截面应力的计算上有截面合力法与截面分力法两种方法。钢-混凝土组合梁中，我们习惯于把混凝土截面用等效的钢截面代替，并将这种换算后的截面称为换算截面。这样，按换算截面的几何特征值，直接利用材料力学公式即可计算组合梁的截面应力和变形，是为截面分力法。组合梁截面应力计算组合梁截面应力的计算上有截面合力法与截面分17组合梁截面应力计算—截面分力法

将截面上作用的弯矩M分解成分别作用在钢梁与桥面板截面上的弯矩Ms、Mc及其轴力Ns、Nc，即采用截面分力法。

截面分力法(a)组合截面(b)应变分布组合梁截面应力计算—截面分力法将截面上作用的弯矩18组合梁截面应力计算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式为：其截面转角与轴向变形的条件为：由上述组合截面的作用力平衡与位移条件式，可以推导出Ms、Mc、Ns、Nc的计算式为：组合梁截面应力计算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式为：19组合梁截面应力计算—桥面板的有效宽度主梁Ga与Gb之间的桥面板截面内应力s(y)在主梁上成为最大、即达到smax，越到跨中变得越小，通常将这一现象称为剪力滞。精确计算是比较复杂的，一般用桥面板有效宽度考虑。桥面板有效宽度：假设桥面板跨中某宽度的截面是不发挥作用的，仅某宽度λ范围内的截面承担荷载。即有效宽度依据应力分布面积相等，用下式计算：桥面板有效宽度计算示意计算桥面板有效宽度时的等效跨度取值组合梁截面应力计算—桥面板的有效宽度主梁Ga与Gb之间的桥面20主梁截面的设计计算框图主梁截面的设计计算框图21主梁截面的设计计算框图主梁截面的设计计算框图22连续组合梁桥设计计算框图连续组合梁桥设计计算框图233、组合结构桥梁的主要分类组合钢板梁桥组合钢桁梁桥组合钢箱梁桥波形钢腹板箱梁桥钢桁腹杆组合梁桥除梁桥外，组合结构还广泛应用于斜拉桥、拱桥与悬索桥等桥型中，钢管混凝土拱桥即为很好的例子。几种新型组合梁桥

（tobecontinued）3、组合结构桥梁的主要分类组合钢板梁桥24组合钢板梁桥（钢板梁＋混凝土桥面板）I字型钢板组合梁断面图组合钢板梁桥（钢板梁＋混凝土桥面板）I字型钢板组合梁断面图25早期的组合钢板梁桥在并排钢板梁间设置很多横梁、水平及竖向支撑，在腹板上焊接很多横向加劲肋，纵梁间距很小；20世纪80年代，上述问题得以持续改进，对传统结构体系进行了大幅度简化；目前，组合钢板梁桥多采用双主梁或少主梁形式，在20～150m跨度范围内有很强的竞争力。（tobecontinued）早期的组合钢板梁桥在并排钢板梁间设置很多横梁、水平及竖向支撑26

法国里昂的Mascaret桥（主跨95m的变高组合钢板梁桥，桥宽13.12m） 法国里昂的Mascaret桥（主跨95m的变高组合钢板梁27组合钢桁梁桥（钢桁架梁＋混凝土桥面板）Korntal-MunchingenBridge(Germany)，总长:300m;9跨;最大跨径41m。组合钢桁梁桥（钢桁架梁＋混凝土桥面板）Korntal-Mun28

组合钢桁梁桥以其更能适应大跨与重载的特点获得发展与竞争力；

1）在德国的铁路桥中，有较多的组合钢桁梁桥，如：主跨208m的Nantenbach双线铁路桥，三跨连续梁中间支点的钢桁架下弦设有混凝土板相结合共同受力。

2）丹麦的公铁两用厄勒海峡桥的引桥采用了主跨140m的等高度组合钢桁梁桥，采用全截面预制整孔吊装法施工；

3）日本主跨155m的小白仓公路桥是采用预应力混凝土桥面板的组合钢桁梁桥；

4）西班牙主跨170m的Sil桥钢桁梁采用顶推法施工。（tobecontinued） 组合钢桁梁桥以其更能适应大跨与重载的特点获得发展与竞争力；29

德国Nantenbach桥，主跨208m的双线铁路桥，三跨连续梁中间支点的钢桁架下弦设有混凝土板相结合共同受力。 德国Nantenbach桥，主跨208m的双线铁路桥，三跨30组合钢箱梁桥

（闭合或槽型截面钢箱梁＋混凝土桥面板）槽型截面钢箱梁横截面组合钢箱梁桥

（闭合或槽型截面钢箱梁＋混凝土桥面板）槽型截面31组合钢箱梁桥具有抗扭能力强、整体性好、适合曲线以及更能适应大跨等特点，已经有大量的公路、铁路组合钢箱梁桥建成。目前连续组合箱梁桥最大跨度已超过200m，单箱桥面宽度超过30m。（tobecontinued）组合钢箱梁桥具有抗扭能力强、整体性好、适合曲线以及更能适应大32德国海得明登的维拉河谷桥，主跨96m，施工时钢箱梁先顶推到位，再现浇桥面板，采用中间支点附件桥面板后浇的间断施工方法。德国Neuotting桥，主跨154m,采用了双层组合结构，在中间支点附件钢梁下翼缘附加有混凝土板。德国海得明登的维拉河谷桥，主跨96m，施工时钢箱梁先顶推到位33波形钢腹板箱梁桥

（波形钢腹板＋混凝土顶、底板）波形钢腹板箱梁桥

（波形钢腹板＋混凝土顶、底板）34波形钢腹板箱梁桥用波形钢腹板取代混凝土箱梁的腹板，从而达到改善力学性能和减轻上部结构自重的目的。该类桥梁在减少施工量、缩短工期、降低成本以及提高效益等方面有很大的优势。1986年，法国首次设计建成了Cognac桥，随后分别建成了Maupre桥和Asterix桥等；1993日本开始了该类桥梁的建设，陆续建成新开桥、本谷川桥、兴津川桥等，迄今为止日本在建、已建的该类桥梁已有近200座。（tobecontinued）波形钢腹板箱梁桥用波形钢腹板取代混凝土箱梁的腹板，从而达到改35

波形钢腹板PC组合箱梁桥在20世纪90年代被介绍到国内，此后国内对这种桥型的科研工作也相继开展，现已经成为研究者的热门研究课题之一；中国目前为止已建、在建的波形钢腹板PC箱梁桥有：

青海三道河桥：50m单箱双室简支梁桥（已建）；

江苏淮安长征桥：18.5m+30.5m+18.5m连续梁人行桥（已建）；

河南信阳泼河大桥：4×30m先简支后连续箱梁公路桥（已建）；

重庆永川大堰河桥：25m简支箱梁公路桥（已建）；

山东鄄城黄河大桥主桥：70m＋11×120m＋70m公路连续梁桥（已建）；

深圳南坪快速路二期工程之南山大桥、平铁大桥：80m+130m+80m连续梁桥（完成施工图设计）；（tobecontinued） 波形钢腹板PC组合箱梁桥在20世纪90年代被介绍到国内，此36法国Maupre桥法国Maupre桥法国Cognac桥法国cognac桥法国Maupre桥法国Maupre桥法国Cognac桥法国c37日本栗东桥日本东京都江凉风桥日本栗东桥日本东京都江凉风桥38泼河大桥淮安长征桥泼河大桥淮安长征桥39钢桁腹杆组合梁桥（钢桁架腹杆＋混凝土顶底板）法国对该类桥梁进行了积极探索并取得显著成就，如：首座钢桁腹板组合梁桥Boulonnais高架桥；跨径280m的BrasdelaPlaine桥；日本对该类桥梁也有积极的研究与实践，如:主跨85m的Kinokawa桥是日本的第一座钢桁腹板组合桥。（tobecontinued）钢桁腹板组合梁桥是用钢管空间桁架来代替混凝土腹板。钢桁腹杆组合梁桥（钢桁架腹杆＋混凝土顶底板）法国对该类桥梁进40法国Boulonnais高架桥，首座钢桁腹板组合梁桥。架设从1997年1月开始，至1997年12月底完成。Boulonnais高架桥由三座高架桥组成：

Quehen高架桥跨径布置为（44.5+5×77+44.5）m，梁高5.5m；

Herquelingue高架桥跨径布置为（52.5+2×77+52.5）m，梁高5.5m；

Echinghen高架桥桥跨布置为（44.5+3×77+93.5+5×110+93.5+3×77）m。法国Boulonnais高架桥，首座钢桁腹板组合梁桥。架设从41法国BrasdelaPlaine桥是一座跨越深谷河流的公路桥，1999年开始施工，2001年竣工通车。该桥为单孔刚构，跨径280m，全长305m，桥宽11.9m；变截面，跨中梁高4m，桥台根部梁高17.4m。法国BrasdelaPlaine桥是一座跨越深谷河流的42

法国Arbois桥建于1985年，跨越Cuisance河，等截面三跨连续公路梁桥，跨径布置29.85+40.40+29.85m，桥梁全长100.1m，桥面宽度11.0m。

法国Arbois桥建于1985年，跨越Cuisance河，43

日本的Kinokawa高架桥为4跨连续钢桁腹杆混凝土组合梁桥，全长268m（=51.85+2×85.0+43.85m），桥宽10.5m，主梁采用梁高为6m的等截面，腹杆采用钢管（直径为φ406.4，t=9.5～22mm）。2003年建成。 日本的Kinokawa高架桥为4跨连续钢桁腹杆混凝土组合梁44钢管混凝土拱桥钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。钢管与混凝土相互弥补了彼此的弱点，却充分发挥了各自的长处：钢管保护混凝土在三向受压时的纵向开裂，混凝土保证了薄壁钢管的局部稳定；钢管混凝土结构在国内应用较多，而国外则较少采用。钢管混凝土拱桥钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。45新型组合梁桥少I字梁桥；开口断面箱梁桥；窄幅箱梁桥；优化钢桥面板少I字梁桥；合理化的桁架桥、组合结构。新型组合梁桥少I字梁桥；46新型组合梁桥—少I字梁桥

少I字梁桥因I型梁数量少，组合桥面板或预应力桥面板径增大，主梁减少从而实现横梁、横隔的结构简化。

经济适用跨度新型组合梁桥—少I字梁桥少I字梁桥因I型梁数量47

少I字主梁桥与传统的多主梁桥比较示意如下:新型组合梁桥—少I字梁桥少I字主梁桥与传统的多主梁桥比较示意如下:新型组48新型组合梁桥—少I字梁桥

设定传统多主梁桥各项目指标为100时，相应少I字主梁各项目指标百分比钢重大型板材片数小型板材片数焊接长度涂装面积新型组合梁桥—少I字梁桥设定传统多主梁桥各项目指49新型组合梁桥—开口断面箱梁桥

开口断面箱梁桥上翼缘构件类同I字梁，在桥面板做成后成为闭断面箱梁桥。

因腹板间距较大，多使用组合结构桥面板，导致纵横梁大量简化、省略。

经济适用跨度新型组合梁桥—开口断面箱梁桥开口断面箱梁桥上翼缘构件类同50与传统主箱梁相比开口断面箱梁桥比较结果示意如下：新型组合梁桥—开口断面箱梁桥与传统主箱梁相比开口断面箱梁桥比较结果示意如下：新型组合梁桥51

设定传统主箱梁桥各项目指标为100时，相应开口断面箱梁桥各项目指标百分比新型组合梁桥—开口断面箱梁桥钢重大型板材片数小型板材片数焊接长度涂装面积设定传统主箱梁桥各项目指标为100时，相应开口断52新型组合梁桥—窄幅箱梁桥

窄幅箱梁桥的箱梁幅宽较传统的箱梁要窄，另一方面翼缘板加厚故使箱梁内部构造简化（箱梁内纵肋减少，横肋取消），又因采用组合结构桥面板或预应力混凝土桥面板从而导致桥面板构造的简化与合理化。

经济适用跨度新型组合梁桥—窄幅箱梁桥窄幅箱梁桥的箱53窄幅箱梁桥与传统的宽箱梁桥的比较示意如下：新型组合梁桥—窄幅箱梁桥窄幅箱梁桥与传统的宽箱梁桥的比较示意如下：新型组合梁桥—窄幅54

设定传统的宽幅箱梁桥各项目指标为100时，则窄幅箱梁与之相比指标为：新型组合梁桥—窄幅箱梁桥钢重大型板材片数小型板材片数焊接长度涂装面积设定传统的宽幅箱梁桥各项目指标为100时，则窄幅55新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥

所谓优化钢桥面板少I字梁桥即是采用了优化钢桥面板的少I字梁桥，优化钢面板，加大了钢板厚度，采用了大U肋，从而使工厂制作简化与原有钢桥面板相比，钢重量减少，费用降低耐久性提高。

经济适用跨度新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥所谓优化钢桥56新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥

优化钢桥的优点：制作安装费用降低，工期缩短；钢桥面板的优化；大U肋的采用导致肋数减少，焊接工作工作量减少；钢桥面板加厚使耐久性提高。新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥优化钢桥的优点：57新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥2榀I字梁的组合由于底缘厚钢板的采用和现场焊接技术的提高，使少I字钢梁桥有实现可能。桥面板的加厚与大U肋的采用，可使桥面板构造简化。取消现场桥面板施工由于不要现场砼灌注，工期可大幅度缩短。由于上部构造重量降低，下部构造负担减轻，且结构抗震性改善。与少I字梁桥相比，抗风性无变化。新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥2榀I字梁的组合58新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥习用钢桥面板新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥习用钢桥面板59新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥优化钢桥面板新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥优化钢桥面板60

常用的钢桥面板双主箱梁桥与优化钢桥面板少I字梁桥设计对比：常用的钢桥面板钢箱梁优化钢桥面板少I字梁桥新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥常用的钢桥面板双主箱梁桥与优化钢桥面板少I字梁桥设61曲率半径＜700m时，宜用箱形梁新型组合梁桥—优化钢桥面板少I字梁桥

以习用的钢桥面板双主梁桥各项指标为100时，优化钢桥面板少I字梁桥相应指标对比：曲率半径＜700m时，宜用箱形梁新型组合梁桥—优化钢桥面板少62

与传统的桁架桥相比合理化的桁架桥比较结果示意如下：新型组合梁桥—合理化的桁架桥、组合结构与传统的桁架桥相比合理化的桁架桥比较结果示意如下63新型组合梁桥—合理化的桁架桥、组合结构

设定传统设计的桁架桥各项目指标为100时，则相应合理化桁架桥的指标：钢重大型板材片数小型板材片数焊接长度涂装面积新型组合梁桥—合理化的桁架桥、组合结构设定传统设64新型组合梁桥—合理化的桁架桥、组合结构合理化的桁架桥即为将桁架原来支撑的纵梁、翼缘板等较复杂的桥面系改为化钢桥面板结构，而成为桁架式组合梁桥。因横向荷载由桥面板承担，故横梁构造可以省略，故钢板数量与焊缝总长都可减少。新型组合梁桥—合理化的桁架桥、组合结构合理化的桁架桥即为将桁654、我院组合结构桥梁的应用情况我院在组合结构桥梁方面的研究和应用追溯到二十世纪90年代初，研究和实践的主要组合结构桥梁有：

I)普通钢－混凝土组合箱梁桥；

II)钢管混凝土拱桥；

III)波形钢腹板箱梁桥。（tobecontinued）4、我院组合结构桥梁的应用情况我院在组合结构桥梁方面的研究和66I)普通钢－混凝土组合箱梁桥（20多座）普通钢-混凝土组合箱梁桥一览表（一）工程名称跨径布置（m）结构形式桥面宽度（m）梁高（m）深圳丽水路桥1×50简支梁261.6深圳火车站天桥1×54简支梁82深圳大学城1、2号桥2×(15+32+15)连续梁201.2深圳仙湖植物园环圆高架9×20连续梁9.91.2香梅路跨线桥31.17+40+47+35+33.17连续梁161.6107国道机场立交桥改建工程26+26连续梁461.2I)普通钢－混凝土组合箱梁桥（20多座）普通钢-混凝土组合箱67普通钢-混凝土组合箱梁桥一览表（二）工程名称跨径布置（m）结构形式桥面宽度（m）梁高（m）

牛儿河桥（拓宽工程）11×40简支梁（拓宽）3.752.5河沟塘大桥（拓宽工程）11×40广深公路立交主线30+45.4+44.6+36连续梁171.8罗莎公路改造工程B段40+51+40连续梁10.51.9深圳市南坪快速路二期主线工程-A段36+71+36连续梁172.6深圳市南坪快速路二期主线工程-F匝道段30+37.5+44+44+28.92连续梁81.7普通钢-混凝土组合箱梁桥一览表（二）工程名称跨径布置（m）结68普通钢-混凝土组合箱梁桥一览表（三）工程名称跨径布置（m）结构形式桥面宽度（m）梁高（m）深圳市南光高速南坪快速互通立交-D匝道34+41.6+34连续梁10.51.727.976+40+25+38深圳市南光高速南坪快速互通立交-C匝道45+45+41.810.51.844+52.8+442深圳宝岗路桥30＋36.319＋29.65连续梁23.91～301.4～1.533东莞大道立交31.15+38+48+38+31.15连续梁44.51.6白沙立交75+150+75连续刚构22.753～6.5普通钢-混凝土组合箱梁桥一览表（三）工程名称跨径布置（m）结69桥型：单跨预应力钢-混凝土组合简支梁桥；跨度：50米；横向布置：横断面为四箱，单个钢箱梁宽3.5米，桥宽26米；截面尺寸：钢梁梁高由边梁1.6m变为中梁1.696m(横坡影响)，后浇层混凝土高30cm，总高1.9～1.996m；车道数：桥面全宽按双向四车道设计；设计荷载：汽-超20级，验算荷载：挂车-120。深圳丽水路桥桥型：单跨预应力钢-混凝土组合简支梁桥；深圳丽水路桥70深圳丽水路桥深圳丽水路桥71深圳丽水路桥立面图深圳丽水路桥立面图72深圳丽水路桥跨中横断面图深圳丽水路桥跨中横断面图73深圳丽水路桥支点横断面图深圳丽水路桥支点横断面图74深圳丽水路桥钢梁横向连接钢梁侧面深圳丽水路桥钢梁横向连接钢梁侧面75东莞市环城路-东莞大道跨线桥桥型布置：五跨一联钢-混凝土组合连续箱梁桥，跨径布置32+38+48+38+32米；横向布置：横向为分离的两幅桥，单幅桥宽24.75米；单幅桥横向共布置4个钢箱，采用由顶板、底板、腹板组成的开口箱型截面，每个钢箱宽3米，箱与箱之间净距3.25米，采用钢横联连接；每一片钢箱梁下布置一个独柱圆墩，墩顶设2块圆板式橡胶支座，中距0.8米；结构型式：上部结构采用钢-混凝土组合连续箱梁，总梁高1.6米，其中钢箱梁高1.3米，钢梁顶面混凝土现浇桥面板厚0.3米。钢梁与现浇桥面板之间设置剪力钉，桥面板内布置纵向预应力钢束；设计荷载：汽车-超20级、人群荷载3.5kN/m2，验算荷载：挂车-120。东莞市环城路-东莞大道跨线桥桥型布置：五跨一联钢-混凝土组合76东莞市环城路-东莞大道跨线桥东莞市环城路-东莞大道跨线桥77东莞市环城路-东莞大道跨线桥（左线立面）东莞市环城路-东莞大道跨线桥（左线立面）78东莞市环城路-东莞大道跨线桥（支点横断面）东莞市环城路-东莞大道跨线桥（支点横断面）79东莞市环城路-东莞大道跨线桥东莞市环城路-东莞大道跨线桥80东莞市环城路-东莞大道跨线桥东莞市环城路-东莞大道跨线桥81深圳北环香梅路跨线桥桥型布置：五跨一联钢-混凝土组合连续箱梁桥，自北向南跨径布置：32+40+47+35+34米横向共一幅桥，桥宽16米;结构型式：上部结构采用钢-混凝土组合连续箱梁，总梁高1.6米，其中钢箱梁高1.3米，钢梁顶面混凝土现浇桥面板厚0.3米。钢梁与现浇桥面板之间设置剪力钉，桥面板内布置纵向预应力钢束;横向布置：横向共布置3个钢箱，采用由顶板、底板、腹板组成的开口箱型截面，每个钢箱宽3米，箱与箱之间净距2米，采用钢横联连接；每一片钢箱梁下布置一个独柱圆墩，墩顶设2块圆板式橡胶支座，中距0.8米；设计荷载：城-A级。深圳北环香梅路跨线桥桥型布置：五跨一联钢-混凝土组合连续箱梁82深圳北环香梅路跨线桥深圳北环香梅路跨线桥83深圳北环香梅路跨线桥布置图深圳北环香梅路跨线桥布置图84深圳北环香梅路跨线桥横断面深圳北环香梅路跨线桥横断面85深圳北环香梅路跨线桥深圳北环香梅路跨线桥86深圳北环香梅路跨线桥深圳北环香梅路跨线桥87深圳北环香梅路跨线桥深圳北环香梅路跨线桥88深圳宝岗路桥桥型：三跨预应力钢-混凝土组合连续梁桥；跨度：30+36.319+29.65米；横向布置：横断面为四箱，单个钢箱梁宽3.8米，桥宽由23.91渐变为30米；截面尺寸：钢梁梁高由边梁1.1m变为中梁1.233m(横坡影响)，后浇层混凝土高30cm，总高1.4～1.533m；车道数：桥面全宽按双向八车道设计；设计荷载：城-A级。深圳宝岗路桥桥型：三跨预应力钢-混凝土组合连续梁桥；89深圳宝岗路桥深圳宝岗路桥90深圳宝岗路桥横断面深圳宝岗路桥横断面91深圳宝岗路桥深圳宝岗路桥92深圳机场立交桥型：预应力钢-混凝土组合连续梁；跨度：L=2×26m；平面布置：弯、坡、斜桥，平面曲线半径1300米，纵坡1.61%至2.868%，斜交锐角（左下角）63度，成平行四边形；横向布置：分左右完全独立的两幅桥，每幅桥宽23m；每幅桥3根钢箱梁；每根钢箱梁宽4米；车道数：桥面全宽按双向八车道加人行道设计；设计荷载：汽车-超20级、挂车-120，人群荷载3.5kN/m2。深圳机场立交桥型：预应力钢-混凝土组合连续梁；93深圳机场立交深圳机场立交94深圳机场立交平面深圳机场立交平面95深圳机场立交立面深圳机场立交立面96深圳机场立交半横断面深圳机场立交半横断面97深圳大学城1、2号桥桥型：3跨钢-混凝土组合连续梁桥；跨度：15＋32＋15米；横向布置：横断面为三箱，桥宽20米；截面尺寸：钢梁梁高1.2m；设计荷载：汽-超20级，验算荷载：挂车-120。深圳大学城1、2号桥桥型：3跨钢-混凝土组合连续梁桥；98深圳大学城1、2号桥深圳大学城1、2号桥99深圳大学城1、2号桥深圳大学城1、2号桥100深圳仙湖植物园环园高架桥地理位置：该桥位地理位置特殊，位于森林保护完好的仙湖植物园内；要求尽量减少山体植被破坏和园区内的环境污染，特别是施工期间避免对下游水库的污染;同时,仙湖植物园是深圳主要旅游景点，因此要求不仅要满足交通需求，更重要的应与周围景观相协调，使之成为园区内又一道亮丽的风景线；跨度：一联9×20米“S”形曲线连续钢箱梁结构，全长180米；该桥工程除桥台和基础采用砼结构外，其余全部采用钢结构；横向布置：为了方便长途运输，将钢箱梁横向分为三个节段，即由并列两个边箱组成，中间用横梁连结，全宽9.7米,边箱宽3.8米,中间横梁宽2.1米，9.7米=2.2米人行道+7米车行道+0.5米护栏；设计荷载：汽车-20级、挂车-100，人群荷载4kN/m2。深圳仙湖植物园环园高架桥地理位置：该桥位地理位置特殊，位于森101深圳仙湖植物园环园高架桥深圳仙湖植物园环园高架桥102深圳仙湖植物园环园高架桥布置图深圳仙湖植物园环园高架桥布置图103深圳仙湖植物园环园高架桥横断面深圳仙湖植物园环园高架桥横断面104深圳仙湖植物园环园高架桥深圳仙湖植物园环园高架桥105东莞市环莞市政工程中的白沙立交

东莞市环莞市政工程中的白沙立交106东莞市环莞市政工程中的白沙立交

结构形式：钢－混凝土组合连续刚构桥跨径布置：75＋150＋75＝300m东莞市环莞市政工程中的白沙立交结构形式：钢－混凝土组合连续107普通钢－混凝土组合梁桥高跨比统计结构形式工程名称高跨比工程名称高跨比简支梁深圳丽水路桥1/31.25牛儿河桥拓宽工程）1/16深圳火车站天桥1/27河沟塘大桥（拓宽工程）1/16连续梁深圳大学城1、2号桥1/26.7南光高速南坪快速互通立交C匝道1/24.5(23.5)深圳仙湖植物园环圆高架1/16.7南光高速南坪快速互通立交D匝道1/25、1/26.4香梅路跨线桥1/29.375深圳宝岗路桥1/（25.9～23.7）107国道机场立交桥改建工程1/31.25南坪快速路二期主线工程-A段1/27.3东莞大道立交1/30广深公路立交主线1/25.22南坪快速路二期主线工程-F匝道1/25.88罗莎公路改造工程B段1/26.84连续刚构白沙立交1/（50～23）普通钢－混凝土组合梁桥高跨比统计结构形式工程名称高跨比工程108II)钢管混凝土拱桥（6座）钢管混凝土拱桥一览表工程名称跨径布置（m）桥面宽度（m）拱肋高（m）深圳彩虹大桥1×15028.53深圳芙蓉大桥55+80+5523.52.4东莞水道大桥50+280+5026.15.5东莞大汾北水道桥1×128243.5绍兴镜湖新区凤林西路—一号景观桥

2×20＋51＋2×20＋83＋2×20＋51＋2×2045～51

1.6～1.9(83m跨)1.34(51m跨)越南跨河拱桥1×328.41.2II)钢管混凝土拱桥（6座）钢管混凝土拱桥一览表工程名称跨径109深圳北站（彩虹）大桥桥型：主跨L=150m拱墩固结体系的单跨下承式系杆拱桥，主拱肋采用四肢钢管砼空间桁架结构；跨度：L=150m，矢跨比1/4.5；拱肋系数：主拱肋拱轴线为悬链线，拱轴系数分别为m=1.167；横向布置：全桥宽23.8m；截面尺寸：主拱肋桁架结构截面高3.0m，宽2.0m；车道数：桥面全宽按双向4车道加人行道设计；设计荷载：汽车-超20级、挂车-120，人群荷载4.5kN/m2。深圳北站（彩虹）大桥桥型：主跨L=150m拱墩固结体系的单跨110深圳北站（彩虹）大桥2000年3月建成通车，是世界首座全组合结构大跨桥梁（150m跨度）。深圳北站（彩虹）大桥2000年3月建成通车，是世界首座全组合111深圳北站（彩虹）大桥采用钢管混凝土主拱、钢管混凝土组合桥墩、预应力钢－高托座混凝土空心板叠合梁，是世界上首座全组合结构大跨桥梁。该桥位于深圳市火车北站，是一座连接八卦三路与田贝四路的城市跨线桥。其跨越深圳火车北站29条火车股道。广深、九广高速列车及货车运营繁忙，减少现场作业及对铁路行车的干扰是该桥的关键问题。故该桥设计采用全组合结构，除拱墩固结点的帽梁采用现浇外，其余部分均采用工厂制造、现场安装，实现全桥无模板施工，满足现代桥梁建设“轻型大跨、预制拼装、快速施工”的要求。以该工程为依托的多项科技成果分别获国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖、广东省科技进步奖二等奖、深圳市科技进步一等奖各一项。深圳北站（彩虹）大桥采用钢管混凝土主拱、钢管混凝土组合桥墩、112深圳北站（彩虹）大桥立面深圳北站（彩虹）大桥立面113深圳北站（彩虹）大桥跨中横断面深圳北站（彩虹）大桥跨中横断面114深圳芙蓉桥桥型：主跨L=55m+80m+55m拱墩固结体系的三跨连续下承式系杆拱桥，主拱肋采用竖“哑铃”型钢管砼结构；跨度：L=55m+80m+55m，中跨矢跨比为1/5，边跨矢跨比为1/4.5；拱肋系数：拱肋拱轴线为抛物线；横向布置：全桥宽23.5m；截面尺寸：中跨拱肋结构截面高2.45m，宽0.95m；边跨拱肋结构截面高1.8m，宽0.7m；车道数：桥面全宽按双向4车道加人行道设计；设计荷载：汽车-超20级、挂车-120，人群荷载4.5kN/m2。深圳芙蓉桥桥型：主跨L=55m+80m+55m拱墩固结体系的1152000年建成通车，跨径布置为50+85+50m的下承式钢管混凝土拱桥。深圳芙蓉桥2000年建成通车，跨径布置为50+85+50m的下承式钢管116深圳芙蓉桥立面深圳芙蓉桥立面117深圳芙蓉桥横断面深圳芙蓉桥横断面118深圳世纪大桥深圳北站（彩虹）桥与其相邻的深圳芙蓉桥均为2000年建成通车，迎来了二十一世纪，故两者一起又称为“深圳世纪大桥”。深圳世纪大桥深圳北站（彩虹）桥与其相邻的深圳芙蓉桥均为200119东莞水道特大桥桥型：三孔中承式飞鸟式系杆桁拱桥，主拱肋为钢管混凝土系杆拱桥，边拱为等截面钢筋混凝土拱；跨度：50+280+50米，主跨矢跨比1/5，边跨矢跨比1/9.82，吊杆间距5米；拱肋系数：主、边拱肋拱轴线均为悬链线，拱轴系数分别为m=1.5和m=1.9；横向布置：分左右完全独立、对称的两幅桥，每幅桥宽26.1米；截面尺寸：主拱肋截面高5.5米，宽2.5米；车道数：桥面全宽按双向八车道加人行道设计；设计荷载：汽车-超20级、挂车-120，人群荷载3.5kN/m2。东莞水道特大桥桥型：三孔中承式飞鸟式系杆桁拱桥，主拱肋为钢管120东莞水道特大桥东莞水道特大桥于2005年建成通车，是当时主跨（280m）世界排名第三的飞鸟式钢管混凝土拱桥；以该桥为背景的科技成果获2008年华夏建设科学技术二等奖。东莞水道特大桥东莞水道特大桥于2005年建成通车，是当时主跨121东莞水道特大桥立面东莞水道特大桥立面122东莞水道特大桥单幅横断面东莞水道特大桥单幅横断面123东莞大汾北水道桥桥型：主跨L=128m拱墩固结体系的单跨下承式系杆拱桥，主拱肋采用平面钢管砼桁架结构；跨度：L=128m，矢跨比1/5；拱肋系数：主拱肋拱轴线为悬链线，拱轴系数分别为m=1.167；横向布置：分左右完全独立、对称的两幅桥，每幅桥宽24m；截面尺寸：主拱肋桁架结构截面高3.5m，宽1.05m；车道数：桥面全宽按双向八车道加人行道设计；设计荷载：汽车-超20级、挂车-120，人群荷载3.5kN/m2。东莞大汾北水道桥桥型：主跨L=128m拱墩固结体系的单跨下承124东莞大汾北水道桥东莞大汾北水道桥125东莞大汾北水道桥立面东莞大汾北水道桥立面126东莞大汾北水道桥跨中横断面东莞大汾北水道桥跨中横断面127浙江绍兴镜湖新区凤林西路—一号景观桥

主跨51米、83米、51米的下承式钢管混凝土四榀斜靠拱桥

浙江绍兴镜湖新区凤林西路—一号景观桥主跨51米、83米、5128绍兴镜湖新区凤林西路—一号景观桥施工中

绍兴镜湖新区凤林西路—一号景观桥施工中129III)波形钢腹板箱梁桥（2座）波形钢腹板箱梁桥一览表工程名称跨径布置（m）桥面宽度（m）梁高（m）南山大桥80+130+8023.5-27.5/幅3.5-7.5平铁大桥80+130+8027.0/幅3.5-7.5南山大桥、平铁大桥的主跨（130m）是国内迄今为止跨度最大的波形钢腹板连续梁桥。III)波形钢腹板箱梁桥（2座）波形钢腹板箱梁桥一览表工程130南山大桥桥型：3跨连续、变高波形钢腹板PC箱梁桥；跨度：80＋130＋80m；横向布置：分左右完全独立、对称的两幅桥，每幅桥宽23.5～27.5m，每幅按双箱设计；截面尺寸：箱梁梁高在中墩处7.5m，在中跨跨中和边跨端部为3.5m；车道数：每幅桥面全宽按单向七车道设计；设计荷载：公路－I级；城－A做为验算荷载。南山大桥桥型：3跨连续、变高波形钢腹板PC箱梁桥；131南山大桥立面图（m）南山大桥立面图（m）132跨中截面墩顶截面跨中截面墩顶截面133平铁大桥桥型：3跨连续、变高波形钢腹板PC箱梁桥；跨度：80＋130＋80m；横向布置：分左右完全独立、对称的两幅桥，每幅桥宽27.0m，每幅按双箱设计；截面尺寸：箱梁梁高在中墩处7.5m，在中跨跨中和边跨端部为3.5m；车道数：每幅桥面全宽按单向七车道设计；设计荷载：公路－I级；城－A做为验算荷载。平铁大桥桥型：3跨连续、变高波形钢腹板PC箱梁桥；134平铁大桥平铁大桥135平铁大桥平铁大桥136平铁大桥立面平铁大桥立面137平铁大桥墩顶截面平铁大桥跨中截面平铁大桥墩顶截面平铁大桥跨中截面138

鉴于国内波形钢腹板箱梁桥方面可供参考的设计、施工资料及规范短缺的现状，我院与王用中设计大师联合推出了《波形钢腹板预应力混凝土桥设计与施工》一书和《波形钢腹板PC箱梁桥设计·施工指南》。

鉴于国内波形钢腹板箱梁桥方面可供参考的设计、施工资料及139《波形钢腹板PC箱梁桥设计·施工指南》评审会现场《波形钢腹板PC箱梁桥设计·施工指南》评审会现场140《波形钢腹板预应力混凝土桥设计与施工》一书《波形钢腹板预应力混凝土桥设计与施工》一书141对我院设计的各类组合结构桥梁进行统计，得到如下的经济指标，为类似工程提供参考：序号桥名桥型上部造价（元/m2)总造价（元/m2)上部结构造价占全桥比例1南山大桥左幅波形钢腹板PC箱梁桥7486892683.87%2平铁大桥左幅波形钢腹板PC箱梁桥7350872784.22%3东莞水道特大桥钢管混凝土拱桥7059844383.61%4107国道机场立交槽型钢-混凝土组合箱梁桥5566877263.45%5跨广深圳立交主桥普通PC箱梁桥2713452959.90%对我院设计的各类组合结构桥梁进行统计，得到如下的经济指标，为142槽型钢-砼组合梁桥主要材料用量指标每平米预应力钢筋用量（kg）每平米桥面板普通钢筋用量（kg）每平米钢材用量（kg）每平米桥面板混凝土用量（m3）槽型钢-砼组合梁桥主要材料用量指标每平米预应力钢筋用量（kg143对日本的多座波形钢腹板PC组合箱梁桥进行统计，其主要材料用量指标如下：对日本的多座波形钢腹板PC组合箱梁桥进行统计，其主要材料用量1445、组合结构桥梁在我国的发展展望 面对我国未来的交通发展仍然需要修建大量桥梁的现实；面对各种不同建设条件及经验教训的总结；面对日益缺少的沙、石等天然建筑材料的资源；面对我国已成为钢材年产量已达6亿多吨的产钢大国；（tobecontinued）5、组合结构桥梁在我国的发展展望 面对我国未来的交通发展仍然145面对混凝土桥虽然短期养护费用低、但自重大、工期长、盐害与性能退化等问题不可避免的现实；面对钢桥存在疲劳、屈曲、腐蚀、振动及噪音等问题；面对桥梁建设迫切需要提到桥梁耐久性、适用性、环保性、全寿命经济性和景观性的现状；（tobecontinued）面对混凝土桥虽然短期养护费用低、但自重大、工期长、盐害与性能146而组合结构桥梁由于：

1）其整体受力的经济性、

2）充分发挥钢与混凝土各自材料性能优势并弥补各自缺点的合理性、

3）以及其便于施工的突出优点， 而必将成为中国桥梁建设的重要组成部分，一定会得到应有的重视和发展。这是发达国家桥梁建设的经验，亦是桥梁建设科学发展的必然！（tobecontinued）而组合结构桥梁由于：147西方国家在40~100m跨度的桥梁，甚至更大跨度范围的桥梁中，组合结构桥梁已经显示出技术经济上的优势。组合结构桥梁在国内完全可以表现出经济竞争力。国内在组合结构桥梁的发展过程中必须充分重视经济性，失去经济上的竞争力就不可能获得良好的发展前景和发展动力。西方国家在40~100m跨度的桥梁，甚至更大跨度范围的桥梁中148综合来看，面对国内组合结构桥梁的研究与实践均与其国际发展水平有明显差距的现状，必须充分借鉴国际先进经验、以高起点开展理论研究与工程实践，才能更好的促进组合结构桥梁在我国的健康发展。回望我院在组合结构桥梁的发展方面，虽然已经走在了国内同行的前列，取得了一些成绩，但仍将继续为我国组合结构桥梁的发展而努力。综合来看，面对国内组合结构桥梁的研究与实践均与其国际发展水平149Thankyou！Thankyou！150主要内容：

1、组合结构桥梁的发展

2、组合结构桥梁的设计

3、组合结构桥梁的主要类型

4、我院组合结构桥梁的应用情况

5、组合结构桥梁在我国的发展展望 主要内容：

1、组合结构桥梁的发展

2、组合结构桥梁的设计

1511、组合结构桥梁的发展组合结构桥梁的特点组合结构桥梁在国外的发展组合结构桥梁在国内的发展现状（tobecontinued）1、组合结构桥梁的发展组合结构桥梁的特点152钢-混组合结构定义在型钢或钢板焊接（或冷压）钢构件，上面、四周或内部浇筑混凝土，使混凝土与钢构件形成整体，共同受力的结构，统称为钢-混凝土组合结构。由钢梁和混凝土板通过连接件连成整体而共同受力的承重构件是为钢-混组合梁。钢-混组合结构定义在型钢或钢板焊接（或冷压）钢构件，上面、四153组合结构桥梁的特点

钢-混凝土结合结构桥梁的主要特点是：组合结构桥梁可以充分合理地发挥钢与混凝土两种材料的各自优势，可以最大程度地实现工厂化制造，减少现场操作，因而具有整体受力的经济性与工程质量的可靠性。与钢桥相比有：①节省钢材；②降低建筑高度；②减少冲击，耐疲劳；④减少钢梁腐蚀；⑤减少噪音；⑥维修养护工作量较少等。与混凝土桥相比有：①重量较轻；②制造安装较为容易；③施工速度快，工期短等。组合结构桥梁的特点钢-混凝土结合结构桥梁的主要特点是：154组合结构桥梁在国外的发展1950年前后欧美及日本等国开始发展组合桥梁研究；二战后，20世纪60年代，欧美及日本等国的桥梁建设黄金期间，组合结构桥梁以其整体受力的经济性、发挥两种材料各自优势的合理性、便于施工的突出优点而得到广泛应用，大量各种形式的组合结构桥梁建成；（tobecontinued）组合结构桥梁在国外的发展1950年前后欧美及日本等国开始发展15520世纪70年代，欧美及日本等国家又投入大量资金进行基础性理论研究及试验，制定组合结构规范；目前国外几个主要规范都包含组合结构桥梁设计部分，如：EUROCODE、BS5400、DIN、AASHTO等；同时，在深入研究的基础上，结合工程实践，发展了一些新的设计方法和施工工艺；（tobecontinued）20世纪70年代，欧美及日本等国家又投入大量资金进行基础性理15620世纪80年代以来，国际桥梁及结构工程协会（IBASE）多次召开国际学术会议，对组合结构桥梁在研究、设计、施工等方面的发展进行交流和研讨，进一步促进了组合结构桥梁的发展；在法国，组合结构桥梁最具竞争力的跨径范围为30～110m，跨度在40～100m范围内的公路桥梁中85％都是组合结构桥梁；而TGV高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例占45％，之后建设的高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例更高；（tobecontinued）20世纪80年代以来，国际桥梁及结构工程协会（IBASE）多157英国，大多数20～160m及以上跨径的公路桥，组合结构桥梁竞争力很强；德国及美国组合结构桥梁应用更广泛；总之，组合结构桥梁由于其整体受力的经济性、发挥钢与混凝土两种材料各自优势的合理性、以及便于施工的突出优点，在欧美、日本等国的桥梁建设中占有重要地位，德国、美国的应用范围更加广泛，取得了世人瞩目的成就。（tobecontinued）英国，大多数20～160m及以上跨径的公路桥，组合结构桥梁竞158组合结构桥梁在国内的发展现状在国内，三十多年来：一方面，在寻求跨度突破的巨大技术需求推动下，大跨度桥梁得以快速发展并屡创世纪记录；另一方面，在大量中小跨度桥梁中，混凝土及预应力混凝土的桥梁占据绝对数量优势；组合结构桥梁的技术水平落后于国际先进水平。（tobecontinued）组合结构桥梁在国内的发展现状在国内，三十多年来：159形成中国组合结构桥梁的研究与实践都与其国际发展水平有明显差距的原因有：

1）简单的认为：因钢结构或组合结构的养护费用高而组合结构桥梁造价就高；

2）简单的认为：钢材较贵，同时我国劳动力较低；

3）深入研究表明：同等的设计理论、方法以及当前国内施工水平，在40～100m甚至更大的跨度范围内，组合结构完全可以在造价上与预应力混凝土结构竞争。形成中国组合结构桥梁的研究与实践都与其国际发展水平有明显差距1602、组合结构桥梁的设计组合结构关键技术组合结构设计理念钢-混组合梁桥设计总则组合梁内力计算组合梁截面应力计算组合梁桥设计计算框图（tobecontinued）2、组合结构桥梁的设计组合结构关键技术161组合结构关键技术组合结构桥梁的整体受力性能；负弯矩区的力学性能；桥面板的合理构造；钢与混凝土的连接性能；连接件的滑移影响与力学性能；钢结构屈服稳定与构造要求。组合结构关键技术组合结构桥梁的整体受力性能；162组合结构设计理念组合结构设计理念163

长江三峡库区向家坝大桥为43.3m+72.2m+43.3m三跨连续钢桁架组合梁，其材料费用指标与附近基本相同跨径、桥宽、桥高的峡口二号大桥对比如下表：

桥名指标向家坝大桥峡口二号大桥每平米桥面主梁混凝土总用量0.33m30.66m3主梁预应力钢材用量11.2kg46.1kg主梁钢管、型钢、钢筋用量182.5kg96.0kg全桥造价（2000年）2834元4167元长江三峡库区向家坝大桥为43.3m+72.2m164钢-混组合梁桥设计总则采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按分项系数的设计表达式进行设计。设计基准期为100年。主体结构的设计使用年限宜为100年。应进行承载能力极限状态、正常使用极限状态设计。应考虑以下三种设计状况：①持久状况；②短暂状况；③偶然状况。钢-混组合梁桥设计总则采用以概率理论为基础的极限状态设计方法165组合梁内力计算

组合梁的作用（或荷载）效应按弹性理论进行算，截面抗力计算除有更为精确的非线性分析方法外应采用弹性分析方法。按弹性理论计算钢-混凝土组合梁：将钢材和混凝土均视为理想的弹性体，其应力应变关系成正比。钢梁与混凝土板之间具有可靠的连接，相对滑移很小，可忽略不计。组合梁的截面变形符合平截面假设。不考虑受拉区混凝土参与工作。组合梁内力计算组合梁的作用（或荷载）效应按弹性166组合梁截面应力计算组合梁截面应力的计算上有截面合力法与截面分力法两种方法。钢-混凝土组合梁中，我们习惯于把混凝土截面用等效的钢截面代替，并将这种换算后的截面称为换算截面。这样，按换算截面的几何特征值，直接利用材料力学公式即可计算组合梁的截面应力和变形，是为截面分力法。组合梁截面应力计算组合梁截面应力的计算上有截面合力法与截面分167组合梁截面应力计算—截面分力法

将截面上作用的弯矩M分解成分别作用在钢梁与桥面板截面上的弯矩Ms、Mc及其轴力Ns、Nc，即采用截面分力法。

截面分力法(a)组合截面(b)应变分布组合梁截面应力计算—截面分力法将截面上作用的弯矩168组合梁截面应力计算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式为：其截面转角与轴向变形的条件为：由上述组合截面的作用力平衡与位移条件式，可以推导出Ms、Mc、Ns、Nc的计算式为：组合梁截面应力计算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式为：169组合梁截面应力计算—桥面板的有效宽度主梁Ga与Gb之间的桥面板截面内应力s(y)在主梁上成为最大、即达到smax，越到跨中变得越小，通常将这一现象称为剪力滞。精确计算是比较复杂的，一般用桥面板有效宽度考虑。桥面板有效宽度：假设桥面板跨中某宽度的截面是不发挥作用的，仅某宽度λ范围内的截面承担荷载。即有效宽度依据应力分布面积相等，用下式计算：桥面板有效宽度计算示意计算桥面板有效宽度时的等效跨度取值组合梁截面应力计算—桥面板的有效宽度主梁Ga与Gb之间的桥面170主梁截面的设计计算框图主梁截面的设计计算框图171主梁截面的设计计算框图主梁截面的设计计算框图172连续组合梁桥设计计算框图连续组合梁桥设计计算框图1733、组合结构桥梁的主要分类组合钢板梁桥组合钢桁梁桥组合钢箱梁桥波形钢腹板箱梁桥钢桁腹杆组合梁桥除梁桥外，组合结构还广泛应用于斜拉桥、拱桥与悬索桥等桥型中，钢管混凝土拱桥即为很好的例子。几种新型组合梁桥

（tobecontinued）3、组合结构桥梁的主要分类组合钢板梁桥174组合钢板梁桥（钢板梁＋混凝土桥面板）I字型钢板组合梁断面图组合钢板梁桥（钢板梁＋混凝土桥面板）I字型钢板组合梁断面图175早期的组合钢板梁桥在并排钢板梁间设置很多横梁、水平及竖向支撑，在腹板上焊接很多横向加劲肋，纵梁间距很小；20世纪80年代，上述问题得以持续改进，对传统结构体系进行了大幅度简化；目前，组合钢板梁桥多采用双主梁或少主梁形式，在20～150m跨度范围内有很强的竞争力。（tobecontinued）早期的组合钢板梁桥在并排钢板梁间设置很多横梁、水平及竖向支撑176

法国里昂的Mascaret桥（主跨95m的变高组合钢板梁桥，桥宽13.12m） 法国里昂的Mascaret桥（主跨95m的变高组合钢板梁177组合钢桁梁桥（钢桁架梁＋混凝土桥面板）Korntal-MunchingenBridge(Germany)，总长:300m;9跨;最大跨径41m。组合钢桁梁桥（钢桁架梁＋混凝土桥面板）Korntal-Mun178

组合钢桁梁桥以其更能适应大跨与重载的特点获得发展与竞争力；

1）在德国的铁路桥中，有较多的组合钢桁梁桥，如：主跨208m的Nantenbach双线铁路桥，三跨连续梁中间支点的钢桁架下弦设有混凝土板相结合共同受力。

2）丹麦的公铁两用厄勒海峡桥的引桥采用了主跨140m的等高度组合钢桁梁桥，采用全截面预制整孔吊装法施工；

3）日本主跨155m的小白仓公路桥是采用预应力混凝土桥面板的组合钢桁梁桥；

4）西班牙主跨170m的Sil桥钢桁梁采用顶推法施工。（tobecontinued） 组合钢桁梁桥以其更能适应大跨与重载的特点获得发展与竞争力；179

德国Nantenbach桥，主跨208m的双线铁路桥，三跨连续梁中间支点的钢桁架下弦设有混凝土板相结合共同受力。 德国Nantenbach桥，主跨208m的双线铁路桥，三跨180组合钢箱梁桥

（闭合或槽型截面钢箱梁＋混凝土桥面板）槽型截面钢箱梁横截面组合钢箱梁桥

（闭合或槽型截面钢箱梁＋混凝土桥面板）槽型截面181组合钢箱梁桥具有抗扭能力强、整体性好、适合曲线以及更能适应大跨等特点，已经有大量的公路、铁路组合钢箱梁桥建成。目前连续组合箱梁桥最大跨度已超过200m，单箱桥面宽度超过30m。（tobecontinued）组合钢箱梁桥具有抗扭能力强、整体性好、适合曲线以及更能适应大182德国海得明登的维拉河谷桥，主跨96m，施工时钢箱梁先顶推到位，再现浇桥面板，采用中间支点附件桥面板后浇的间断施工方法。德国Neuotting桥，主跨154m,采用了双层组合结构，在中间支点附件钢梁下翼缘附加有混凝土板。德国海得明登的维拉河谷桥，主跨96m，施工时钢箱梁先顶推到位183波形钢腹板箱梁桥

（波形钢腹板＋混凝土顶、底板）波形钢腹板箱梁桥

（波形钢腹板＋混凝土顶、底板）184波形钢腹板箱梁桥用波形钢腹板取代混凝土箱梁的腹板，从而达到改善力学性能和减轻上部结构自重的目的。该类桥梁在减少施工量、缩短工期、降低成本以及提高效益等方面有很大的优势。1986年，法国首次设计建成了Cognac桥，随后分别建成了Maupre桥和Asterix桥等；1993日本开始了该类桥梁的建设，陆续建成新开桥、本谷川桥、兴津川桥等，迄今为止日本在建、已建的该类桥梁已有近200座。（tobecontinued）波形钢腹板箱梁桥用波形钢腹板取代混凝土箱梁的腹板，从而达到改185

波形钢腹板PC组合箱梁桥在20世纪90年代被介绍到国内，此后国内对这种桥型的科研工作也相继开展，现已经成为研究者的热门研究课题之一；中国目前为止已建、在建的波形钢腹板PC箱梁桥有：

青海三道河桥：50m单箱双室简支梁桥（已建）；

江苏淮安长征桥：18.5m+30.5m+18.5m连续梁人行桥（已建）；

河南信阳泼河大桥：4×30m先简支后连续箱梁公路桥（已建）；

重庆永川大堰河桥：25m简支箱梁公路桥（已建）；

山东鄄城黄河大桥主桥：70m＋11×120m＋70m公路连续梁桥（已建）；

深圳南坪快速路二期工程之南山大桥、平铁大桥：80m+130m+80m连续梁桥（完成施工图设计）；（tobecontinued） 波形钢腹板PC组合箱梁桥在20世纪90年代被介绍到国内，此186法国Maupre桥法国Maupre桥法国Cognac桥法国cognac桥法国Maupre桥法国Maupre桥法国Cognac桥法国c187日本栗东桥日本东京都江凉风桥日本栗东桥日本东京都江凉风桥188泼河大桥淮安长征桥泼河大桥淮安长征桥189钢桁腹杆组合梁桥（钢桁架腹杆＋混凝土顶底板）法国对该类桥梁进行了积极探索并取得显著成就，如：首座钢桁腹板组合梁桥Boulonnais高架桥；跨径280m的BrasdelaPlaine桥；日本对该类桥梁也有积极的研究与实践，如:主跨85m的Kinokawa桥是日本的第一座钢桁腹板组合桥。（tobecontinued）钢桁腹板组合梁桥是用钢管空间桁架来代替混凝土腹板。钢桁腹杆组合梁桥（钢桁架腹杆＋混凝土顶底板）法国对该类桥梁进190法国Boulonnais高架桥，首座钢桁腹板组合梁桥。架设从1997年1月开始，至1997年12月底完成。Boulonnais高架桥由三座高架桥组成：

Quehen高架桥跨径布置为（44.5+5×77+44.5）m，梁高5.5m；

Herquelingue高架桥跨径布置为（52.5+2×77+52.5）m，梁高5.5m；

Echinghen高架桥桥跨布置为（44.5+3×77+93.5+5×110+93.5+3×77）m。法国Boulonnais高架桥，首座钢桁腹板组合梁桥。架设从191法国BrasdelaPlaine桥是一座跨越深谷河流的公路桥，1999年开始施工，2001年竣工通车。该桥为单孔刚构，跨径280m，全长305m，桥宽11.9m；变截面，跨中梁高4m，桥台根部梁高17.4m。法国BrasdelaPlaine桥是一座跨越深谷河流的192

法国Arbois桥建于1985年，跨越Cuisance河，等截面三跨连续公路梁桥，跨径布置29.85+40.40+29.85m，桥梁全长100.1m，桥面宽度11.0m。

法国Arbois桥建于1985年，跨越Cuisance河，193

日本的Kinokawa高架桥为4跨连续钢桁腹杆混凝土组合梁桥，全长268m（=51.85+2×85.0+43.85m），桥宽10.5m，主梁采用梁高为6m的等截面，腹杆采用钢管（直径为φ406.4，t=9.5～22mm）。2003年建成。 日本的Kinokawa高架桥为4跨连续钢桁腹杆混凝土组合梁194钢管混凝土拱桥钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。钢管与混凝土相互弥补了彼此的弱点，却充分发挥了各自的长处：钢管保护混凝土在三向受压时的纵向开裂，混凝土保证了薄壁钢管的局部稳定；钢管混凝土结构在国内应用较多，而国外则较少采用。钢管混凝土拱桥钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。195新型组合梁桥少I字梁桥；开口断面箱梁桥；窄幅箱梁桥；优化钢桥面板少I字梁桥；合理化的桁架桥、组合结构。新型组合梁桥少I字梁桥；196新型组合梁桥—少I字梁桥

少I字梁桥因I型梁数量少，组合桥面板或预应力桥面板径增大，主梁减少从而实现横梁、横隔的结构简化。

经济适用跨度新型组合梁桥—少I字梁桥少I字梁桥因I型梁数量197

少I字主梁桥与传统的多主梁桥比较示意如下:新型组合梁桥—少I字梁桥少I字主梁桥与传统的多主梁桥比较示意如下:新型组198新型组合梁桥—少I字梁桥

设定传统多主梁桥各项目指标为100时，相应少I字主梁各项目指标百分比钢重大型板材片数小型板材片数焊接长度涂装面积新型组合梁桥—少I字梁桥设