钢管混凝土组合桁梁结构应用综述
浅析钢管组合结构的特点及在我国的应用
浅析钢管组合结构的特点及在我国的应用摘要：本文以钢管组合结构的特点以及钢管组合结构的发展现状为切入点，从设计、施工等几个方面进行分析，总结出适合钢管组合结构的优势，对我国建筑行业发展的重要性，以及在结构设计中应给与重视的设计要点给与论述，进而提出钢管组合结构的发展前景及可以在今后的研究工作中给予重视的几个要点。
关键词：组合结构；设计；应用Abstract: This article take the steel structure and the characteristics of steel pipe combined structure development present situation as a starting point, analyzes from the design, construction and so on several aspects, summed up for steel tube combined structure of advantage, the development of industry of our country construction importance, as well as in structure design should give emphasis to discuss the design points, and then put forward the development prospect of steel structure and can work in future research in several points of attention.Key words: composite structure; design; application中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：0、前言组合结构，广义上又被称为复合结构。
钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述
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
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。
钢－混凝土组合梁的应用和方法
钢－混凝⼟组合梁是在钢结构和混凝⼟结构基础上发展起来的⼀种新型结构型式。
它主要通过在钢梁和混凝⼟翼缘板之间设置剪⼒连接件（栓钉、槽钢等），抵抗两者在交界⾯处的剪⼒及相对滑移，并使之成为⼀个整体⽽共同⼯作。
钢－混凝⼟组合梁同钢筋混凝⼟梁相⽐，可以减轻结构⾃重，减⼩地震作⽤，减⼩截⾯尺⼨，增加有效使⽤空间，节省⽀模⼯序和模板，缩短施⼯周期，增加梁的延性等。
同钢梁相⽐，可以减⼩⽤钢量，增⼤刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗⽕性和耐久性等。
近年来，钢－混凝⼟组合梁在我国城市⽴交桥梁及建筑结构中已得到了越来越⼴泛的应⽤，并且正朝着⼤跨⽅向发展。
钢－混凝⼟组合梁在我国的应⽤实践表明，它兼有钢结构和混凝⼟结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展⽅向之⼀。
⼯程概况 新疆阿克苏热电⼚在阿克苏西⼤桥⽔库边向阿克苏市区供热，热⼒管线⾸先要跨越胜利渠，胜利渠为阿克苏西⼤桥电站的排⽔渠，也是阿克苏的主要农业灌溉渠，热⼒管线的桥址位置：上游400⽶为阿克苏西⼤桥⽔电站，下游100m为分⽔闸⼝，⽔渠两侧为混凝⼟护坡，坡度⽐1∶1.5，⽔渠坡⼝宽46⽶，⽔渠深5⽶，胜利渠的⽔不允许断流，因此采⽤⼀跨的桥型⽅案，跨径为52⽶，桥⾯净宽2.5⽶。
⽔渠两岸地质情况良好，为卵砾⽯⼟，⼀般粒径为3～5厘⽶，不超过20厘⽶，地层承载⼒为200kPa。
过⽔渠管道⽀架布置简图和管道截⾯简图如图1、图2所⽰。
该⼯程所在地区冻⼟深度为111cm；极端最低⽓温为零下23.2℃，极端⽓温为39.6℃，年平均⽓温为8.9℃；风速26s/m,基本风压0.65kN/m2；年平均降⽔量为60.4 毫⽶，年平均蒸发量为1198.4毫⽶；海拔⾼度1102-1104⽶，积雪深度0.14⽶，基本雪压0.2kN/m2；热⼒管线设计压⼒为1.6MPa，设计温度313℃；地震烈度为8度，所在地公路⾃然区划为VI2区。
在桥梁工程中钢_混凝土组合结构的优势与劣势
在桥梁工程中钢_混凝土组合结构的优势与劣势交通土建2011级摘要：随着我国经济建设的加速发展，在近30年来建造了不少大型桥梁。
由于组合梁能充分发挥钢与混凝土两种材料的力学的性能，在国内外桥梁工程中获得了广泛的应用。
本文将阐述钢_混凝土组合梁结构在桥梁工程中的优势、劣势、应用及发展趋势，关键词：桥梁工程；钢－混凝土组合结构1、钢_混凝土组合结构发展现状自20世纪50年代以来，欧洲各国、美国和日本等国已在多类桥梁中较为广泛的应用了组合结构。
与之配套的各类抗剪连接件、施工架设技术和分析方法也不断发展，并编制了以欧洲规范四等为代表的组合结构桥梁设计规范。
20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，进一步促进组合结构桥梁的发展。
相对于发达国家，尽管在我国很多大中城市的高架立交桥、中小跨径的公路桥和铁路桥以及大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥中都应用了组合结构，我国组合结构桥梁的技术水平仍落后于国际先进水平。
桥梁施工技术发展极不平衡。
一方面，在寻求跨度突破的巨大技术需求推动下，大跨度桥梁快速发展并且屡次打破世界记录；另一方面，在中、小跨度桥梁中，混凝土及预应力混凝土桥梁占据绝对数量优势。
而我国混凝土及预应力混凝土桥梁存在质量问题较多，预应力后张梁工艺存在堵孔、张拉预应力控制不准、压浆不密实等技术瓶颈。
预应力混凝土连续梁桥砼箱梁腹板承受较大的主拉应力，砼材料易开裂，致使结构刚度降低，影响结构的耐久性。
而且混凝土箱梁自重较大，在自重、徐变等因素作用下，跨中挠度会持续增大，严重影响结构的承载力，降低结构的安全度，为桥梁带来很大安全隐患。
因此，工程界很多人正在呼吁采用高性能高强混凝土、采用钢_混凝土组合结构，以改变我国工程结构以混凝土为主的现状，与发达国家工程结构、桥梁结构发展趋势保持一致。
2、钢_混凝土组合结构梁桥的优势钢－混凝土组合梁桥是指将钢筋与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体，并考虑共同受力的桥梁结构形式。
钢管混凝土组合结构在工程中的应用
常用横 隔来减 少 塔架 的主受 力 杆 的计算 长 度和 增 强塔
架 的整体 刚度 的启发 ， 利 用 相似 原理 ， 同 时根据 设 备定
货条件 的制 约采 用 图 ３所 示刚性 环 。
《 彳『 ：
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图 １ 设 备 支 架 安装 现 场
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加 强环
图 ２ 设 备支 架的计算模型
曲失稳 （ 弯 曲屈 曲） 或扭 转 失稳 （ 扭 转 屈 曲） 。直 杆 由稳
２３
建 筑 工 程 第２ ３卷 第 ３ 期 天 津建 设 科 技
定 平 衡 过渡 到不 稳 定平 衡 的分 界标 志 是 临 界状 态 ， 临 界 状态 下 的轴 心压 力称 为临界 应力 Ⅳ ｃ ｒ ，对 称截 面 的两 种 弯 曲失稳 和扭 转 失稳 是不 相关 的，究 竟发 生 哪种 变 形 形态 的失稳 ， 取决 于截 面绕 ｘ 轴 或 ｙ轴 的抗 弯 刚度 、 抗扭刚度、 构 件 长度 、 构件 支 承 约 束 条件 情 况 ， 每 个 失 稳形态 都 可 以求 出相应 的临界 应力 ，其 中较 小 的将 起 控 制作 用 。 实践表 明，一 般钢 结 构 中常用 截 面 的轴心 受压 构 件， 失稳 时主要 发生弯 曲屈 曲。 由上 面理 论推 导 弹性 弯 曲屈 曲时
件顺 直 ， 构件 处于 稳定平 衡状 态 。当 Ⅳ达 到某一 临界 大 小， 稳 定 平 衡 状 态 不再 保 持 ， 不是 发 生 微 弯 曲变 形 ， 就 是发 生 微扭 转变 形 ， 当 Ⅳ再 稍增 加 ， 则 弯 曲变 形或 扭转 变形 迅速 增 大而 使 其丧 失承 载 能力 。这种 现象 称 为弯
、
钢-混凝土组合结构的设计与应用
钢-混凝土组合结构的设计与应用钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。
钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。
钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。
本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。
首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。
常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。
组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。
在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。
剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。
例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。
在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。
钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。
例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。
钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。
混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。
通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。
在实际应用中，钢-混凝土组合结构已经在多个工程项目中取得了显著成效。
例如，上海的东方明珠广播电视塔通过采用钢-混凝土组合柱和组合梁结构，实现了建筑物的高强度和高稳定性，成为现代建筑工程的杰出代表；英国的伦敦塔桥通过采用组合梁和组合楼板结构，提高了桥梁的承载能力和耐久性，确保了桥梁的安全性和使用寿命。
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用发布时间：2023-01-29T08:41:55.448Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷16期作者：姜传杆[导读] 钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
姜传杆南京交通建设管理集团有限公司江苏南京 210000摘要：钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区，极大限度地追求高性能和经济性；由于钢、混凝土两种材料的合理组合，组合结构桥梁的力学性能和经济性均好过钢结构桥梁或者混凝土桥梁。
目前国内钢-混凝土组合连续梁桥多应用在25-60m，更大跨度组合梁桥多采用斜拉桥。
在大跨度连续梁桥中由于负弯矩区桥面板受拉的受力特点，目前还未得到大面积应用。
本文将通过南京市绿都大道跨秦淮新河大桥的工程实例，对钢-混凝土组合梁在大跨度连续梁桥中的应用进行研究和探讨。
关键词：钢-混凝土组合梁、大跨度连续梁、粗骨料活性粉末混凝土1钢-混凝土组合梁结构特点组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区，钢梁和混凝土板通过抗剪连接件组合成一个整体而共同工作的梁，在荷载作用下，混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力，更好地发挥钢和混凝土各自的材质特点，极大限度地追求高性能和经济性。
2钢-混凝土组合梁桥在国内的应用国内桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式，对于等级较高、跨度较大的桥梁则选用钢桁桥，近20年为建设大跨度跨线桥及高架桥，可以降低结构高度的钢混组合结构得到了快速发展。
1991年，上海市南浦大桥建造了首座钢混组合梁斜拉桥；1993年北京市国贸桥是首座采用钢-混凝土组合板组合梁的桥梁；2000年，芜湖长江大桥是国内首座钢桁混凝土组合结构；2000年，深圳北站大桥是国内首座组合梁悬吊桥面系的钢管混凝土拱桥；2004年，云南祥临澜沧江大桥是国内首座钢混组合梁悬索桥；2005年，河南省泼河大桥是国内第一座波形钢腹板连续箱梁桥。
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节点形式
上弦节点: 上弦节点:
钢桁腹杆与混凝土桥面板的连接形成上弦节点。 钢桁腹杆与混凝土桥面板的连接形成上弦节点。由于 混凝土与钢材在受力及变形行为上的差异， 混凝土与钢材在受力及变形行为上的差异，使得上弦节点 的受力比较复杂。 的受力比较复杂。
外接式节点
耳板式节点
钢箱式节点
节点形式
下弦节点
钢桁腹杆与钢管混凝土下弦杆的连接形成下弦节点。 钢桁腹杆与钢管混凝土下弦杆的连接形成下弦节点。 可直接采用相贯焊缝连接。 可直接采用相贯焊缝连接。
概述
钢管组合桁梁结构的优点： 钢管组合桁梁结构的优点：
自重轻； 自重轻； 外形美观； 外形美观； 抗弯与抗扭性能好； 抗弯与抗扭性能好； 通透性强、受风力影响小； 通透性强、受风力影响小；
钢管混凝土组合桁梁桥一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 所在国家 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 中国 桥名 湖北向家坝大桥 重庆万州大桥 重庆万州道河沟大桥 广东南海紫洞大桥 重庆万州万安大桥 福建闽清梅溪溪滨桥 巫山大宁河泰昌大桥 永平铜矿杨村河尾矿流 槽桥 上海云连路人行天桥 四川干海子大桥 桥型 连续刚构桥 连续刚构桥 T型刚构桥 斜拉桥 斜拉桥 斜拉桥 悬索桥 拱桥 连续桁架桥 连续梁桥 最大跨径 （m ） 72.2 120 42 140 140 112 210 70 27 62.5 建成年 份 2000 2000 2002 1997 2001 2001 2007 --2010 在建 施工方法 劲性骨架 劲性骨架 悬臂拼装 悬臂现浇 悬臂现浇 悬臂现浇 预制拼装 转体施工 预制拼装 劲性骨架
桥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ介绍
湖北向家坝大桥
4330 7220 4330 1000
桥型为3跨连续刚构桥，跨径布置为43 m+72 m+43 桥型为3跨连续刚构桥，跨径布置为43.3m+72.2m+43.3m， 43. 72. 43. 桥面净7 主梁采用钢管混凝土组合桁梁， 桥面净 7.5+2×1.5m 。 主梁采用钢管混凝土组合桁梁 ， 55m 主梁高跨比1 20. 高3.55m，主梁高跨比1/20.3。 上弦杆由槽钢与C40钢筋混凝土板组成的钢 上弦杆由槽钢与C40钢筋混凝土板组成的钢-混凝土组合 钢筋混凝土板组成的钢板 ， 腹杆根据受力需要采用钢管杆件或钢管混凝土杆 下弦杆钢管混凝土。 件,下弦杆钢管混凝土。
干海子大桥下弦节点
永平河尾矿流槽桥下弦节点
结语
钢管混凝土组合桁梁与PC 箱梁相比， 钢管混凝土组合桁梁与 PC 箱梁相比 ， 具有结 PC箱梁相比 构自重轻，跨越能力强，施工工艺简单，工期短， 构自重轻 ， 跨越能力强 ， 施工工艺简单 ， 工期短 ， 成本低等特点，是值得推广的新桥型。 成本低等特点 ， 是值得推广的新桥型 。 从已建成 的桥例看，组合桁梁结构还具有良好抗弯、抗扭、 的桥例看 ， 组合桁梁结构还具有良好抗弯 、 抗扭 、 抗风、抗震性能，且外形美观，结构安全可靠。 抗风 、 抗震性能 ， 且外形美观 ， 结构安全可靠 。 然而，这种钢管混凝土组合桁梁从上世纪90 90年代 然而 ， 这种钢管混凝土组合桁梁从上世纪 90 年代 在工程实例中得到应用至今已经接近20年了， 20年了 在工程实例中得到应用至今已经接近 20 年了 ， 相 关的研究报道却很少见， 关的研究报道却很少见 ， 希望该类桥型应用开展 会越来越好。 会越来越好。
谢 谢 ！ 恳请批评指正！ 恳请批评指正！
桥例介绍
广东南海紫洞大桥
主桥采用69m+140m+69 的双塔三跨单索面斜拉桥， 主桥采用69m+140m+69m的双塔三跨单索面斜拉桥，结构 69m+140m+69m 体系采用塔梁墩固结的刚构体系。 体系采用塔梁墩固结的刚构体系。 主梁采用钢管混凝土全焊接空间桁架， 梁高3 主梁采用钢管混凝土全焊接空间桁架 ， 梁高 3.0m ， 宽 25. 下弦杆、 腹杆、 25.5m 。 下弦杆 、 腹杆 、 下弦平联杆件均采用钢管混凝 土杆件。 土杆件。上弦为型钢加横向预应力的现浇钢筋混凝土桥 面板。 面板。
钢管混凝土组合桁梁结构应用概述
主要内容
概述 桥例介绍 节点形式 结语
概述
钢管混凝土组合桁梁截面
钢管混凝土组合桁梁是在钢管组合桁梁的基础上发 展起来的。 主弦内填充混凝土， 展起来的 。 主弦内填充混凝土 ， 既提高了弦杆自身的承 载力和刚度； 载力和刚度 ； 也提高了弦杆与腹杆连接节点的承载力和 刚度，改善节点的受力性能； 刚度 ， 改善节点的受力性能 ； 从而提高桁梁的整体抗弯 刚度与极限承载力。 刚度与极限承载力。