基于欧洲标准的钢—混凝土组合桥梁设计

《基于欧洲标准的钢—混凝土组合桥梁设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、桥梁工程桥梁工程基于欧洲标准的钢一混凝土组合桥梁设计葛胜锦，刘士林，孙蕊鑫(中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710075)摘要：钢一混凝土组合结构由于其独特的性能与优点，在欧美等西方发达国家得到了广泛应用，形成了较为系统且成熟的设计理论。目前，国内关于组合结构桥梁的设计应用较少，缺乏系统的理论研究，亦缺乏成熟的实践经验。参考欧洲标准《桥梁工程手册》和《钢一混凝土组合桥梁》，从基本原理出发介绍钢一混凝土组合结构，使其简单易行，并介绍了各种桥型的钢一混凝土组合桥梁的总体设计、构造处理和计算方法等，以供工程人员参考。关键词：组合梁；剪力键；非线性有限元；连续梁桥；预

2、应力1概述组合结构桥梁是指由两种及以上的建筑材料通过各种形式结合而成，以期充分利用各材料特性的一种合理结构体系。在目前的工程应用中，组合结构通常采用钢材和混凝土这两种主要建筑材料，通过黏结、机械咬合或连接件进行相互接合，以充分利用钢材抗拉与混凝土抗压性能好的特点。因此，相比传统的混凝土结构或钢结构，组合结构往往具有更好的经济性。1．1国内外研究现状钢一混凝土组合结构的研究起始于上世纪20年代，由Macking和Caughen首次对组合梁进行试验研究，经过几十年的理论研究及工程实践，目前已发展成为既有别于传统的钢结构和混凝土结构，又与之密切相关或交叉的一门结构学科，其结

3、构类型和适用范围涵盖了结构工程应用的各个领域，在桥梁工程中也已得到应用。早在上世纪50年代，我国便首次将钢一混凝土组合梁应用于桥梁结构领域。自上世纪80年代以来，随着我国经济建设快速发展，钢一混凝土组合结构得到了较为迅速的发展和越来越广泛的应用，且诸多桥梁都使用了组合梁作为桥面系或主梁。但总体而言，我国对组合桥梁的研究相比欧美等西方发达国家起步较晚，研究成果不够系统，实践应用亦较少。由于钢一混凝土组合梁结合了钢梁和混凝土梁的优点，通过传统的施工方法和简单的施工工艺便可获得优良的结构性能，技术经济效益和社会效益显著，非常适合我国基础建设的国情，是具有广阔应用前景的新型结

4、构形式之一。因此，有必要在借鉴西方发达国家的设计理论和方法的同时，对钢一混凝土组合结构进行深入研究，以促进我国桥梁工程的建设与发展。1．2结构形式及特点组合梁按截面形式可分为外包混凝土组合梁和钢梁与混凝土翼板组合梁，如图1所示。外包混凝土组合梁又称钢骨混凝土梁，主要依靠钢材与混凝土之间的黏结力协同工作；钢梁与混凝土翼板组合梁简称钢板组合梁，依靠抗剪连接件将钢梁与混凝土翼板组合在一起，更能充分发挥不同材料的优势，是组合梁应用和发展的主要形式。钢一混凝土组合结构通常在介于混凝土结构和钢结构之间的中等跨径的桥梁中使用，在跨径20～30m的梁板结构中，组合结构桥梁相较混凝土结

5、构桥梁很有竞争力；对于跨径为25～50m的箱梁结构，相较混凝土箱梁有较强的优势；而当跨径在50---500m时，组合形式的拱和斜拉桥同样很具竞争力；对于更大跨径的桥梁，通常采用更轻的全钢结构。1．3设计规范遵循规范标准是设计一座实用、经济、美观、环保的桥梁结构的必要条件。国内外关于组合结构的设计2010#Ⅸ％拄}2流e论文集俑翮隅熟莎(clⅢ☆*(mm§*目I}月tigt∞■一*■±m口$规范及相关条文均值得借鉴”o。1944年-美国首次在AASHTO规范巾科^了有关组台粱的设计条文。接着，美国的AISC、加拿大建筑设计规范和德国的DINl078t分别在1992年，1

6、953年和1954年首趺列^了有戈组合粱的设计条文。1981年，由欧洲国际混凝土委员会(CEB)、欧洲钢结构协会(ECCS)、国际预应力联合会(FIP)和国际桥梁与结}目工程委员会(IABSE)共同组成的组合结构委员会联合颁布rt组合结构》规范[3]。1985年，欧洲共同体委员会(CECI又以《组合结构8规范为基础进行了恪订和补充，首擞正式顷布了j皂于钢一混凝土组合肇构的设计规越——<欧洲规范4}“5，这是目前国际上最完整的一部组合结构设计规范，为组合结构的研究和应用懒r相对全面的总结．并指出丫今后的发展方向。我国在1974年颁布的{公路桥涵设计规范}中酋擞提到了组合

7、粱的设计概念，但设计条文的内容相当简单·工程师撵作比较困难。1985年，新颁布的《公路桥萄钢结构及术结构最计规范》(J1"／028-89)对组合粱的内容进行丁修订。1988年．我国的《钢结构设计规范I(GBJ17—88)首攻列^了“钢与混凝土组合梁”的内窖．标志着钢一混凝土组合桀结椅在我同的应用受到了广泛的重税，但是规范中的有美条文只涉及了锕一混凝土简支组台梁t并且以参考和借鉴冈外相关规范条文为主．另外．其他部委在上世纪90年代也相继颁布了相关规范、规程“．这对促进组合粱结构在我国的发展起到了重要作用。2003年，霰国颁布实施了新的‘铜结构设计规范，