大有作为的大跨度组合结构桥梁

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1、大有作为的大跨度组合结构桥梁13大有作为的大跨度组合结构桥梁13大有作为的大跨度组合结构桥梁13组合结构桥梁在欧美等发达国家的桥梁建设中占有重要地位，这些国家自1950年前后开展了组合梁研究，并陆续制定了设计制定了设计指南或规范。在深入研究的基础上，结合工程实践，建立了系列新的设计方法，开发了新的施工工艺与技术，组合结构桥梁的建设取得了世人瞩目的成就。中国在组合结构桥梁的研究与实践方面存在着一定的差距，面对未来的桥梁建设，有必要大力发展组合结构桥梁技术。发展概况跨度的拓展自上世纪60年代末以来，斜拉桥开启了密索体系

2、新时代，为斜拉桥向大跨度发展奠定了基础，有力推动了斜拉桥在结构形式、施工方法以及跨越能力等多方面的全面发展，跨越能力得到大幅提升。组合梁在现代斜拉桥中得到了广泛应用，在600米以下跨度的斜拉桥中，组合梁占有很高的比例，特别是在欧美国家更是如此。但是组合梁斜拉桥的跨度发展和自身的能力并不相符，在杨浦大桥之后，13组合梁斜拉桥的跨度徘徊在650米以内，至今未获得突破。悬索桥在大跨度桥梁中一直占支配地位，该桥型不断增长的跨度纪录都是由钢箱梁、钢桁梁创造的，采用组合梁的悬索桥数量有限，尤其千米级大跨度悬索桥还是空白。自19

3、54年德国较早建成主跨378米的组合梁悬索桥以来，直到2015年才出现850米的大跨度组合梁悬索桥，并表现出了一定的经济性，不过这是在内陆风速较小、地质条件较好的地区。在千米级以上跨度的悬索桥，近年来则出现了钢桁梁采用组合梁行车道板的工程应用，行车道板支撑在钢桁梁上，而不与钢桁梁结合成整体。鉴于悬索桥的力学特点，随着跨度的增加，或者在沿海强风环境下，组合梁悬索桥的经济性将是最大的挑战。拱桥是人类使用的最古老的桥型之一，二战之后，欧美国家和日本相继建造了许多大跨度的系杆拱桥，采用组合结构作为系梁成为主流，并占据着很高

4、的应用比例；在中承式拱桥中，欧美国家采用组合结构作为系梁或主梁也非常普遍。改革开放以来，中国修建了大量的各类拱桥，并成为大跨度拱桥的领跑者，2013年合江波司登大桥采用主跨530m中承式推力拱桥，采用组合结构行车道板支承在钢梁上，尽管没有直接采用组合梁，但反应出大跨度拱桥采用组合结构的工程需求。应用现状采用组合梁的理念可以从两个方面来看，和早期混凝土行车道板置于钢梁上的结构形式相比，增加了结构的整体性、提高了结构的受力性能，可以减少后期维护工作量、提高结构的耐久性；和采用正交异性钢桥面板的钢梁相比，用混凝土桥面板代

5、替钢梁上缘的正交异性板，提高了桥面刚度、避免钢桥面疲劳损伤问题，可以降低加劲梁的造价。从斜拉桥的应用来看，加拿大的Annacis桥、中国的南浦大桥、希腊的Rion-Antirion桥，加劲梁均为组合钢板梁，其钢梁为纵横梁格体系，与桥面板结合后形成组合梁，这种结构形式是斜拉桥应用最多的组合梁形式。然而，组合钢板梁的抗风能力较弱，随着斜拉桥跨度的增加，需要采用组合钢箱梁来提高桥梁的抗风性能；对于公铁两用桥，双层结构的加劲梁常常是较为合适的选择。从目前的工程实践看，需要承受巨大压力的斜拉桥加劲梁，最能发挥混凝土桥面板的抗

6、压优势，因此组合梁在斜拉桥中应用最为广泛，面对不同的建设条件和功能要求，都有合适的加劲梁形式可以选用。从悬索桥的应用来看，随着正交异性钢桥面板结构的发明，早期混凝土行车道板置于钢梁上的结构形式被取代，采用正交异性钢桥面板的钢梁几乎成了大跨度悬索桥的唯一选择，直到2015年才出现主跨2×850m的大跨度组合钢板梁悬索桥。如前所述，组合钢板梁抗风能力较弱，13随着跨度的增加或者在沿海风环境恶劣地区，难以满足抗风要求，需要采用组合钢箱梁以解决抗风问题。从拱桥的应用来看，采用组合梁（组合桥面结构）的拱桥，尽管在国内应用较少

7、，但在欧洲等发达国家有着大量的应用，桥面结构形式的选择基本不受抗风问题制约，因此构造简洁的组合钢板梁应用最为普遍。除此而外，在一些特殊条件下，组合钢箱梁和组合钢桁梁也时有工程应用实例。不同与竞争技术特点组合梁作为桥梁结构中的一种重要结构形式，在拱桥、斜拉桥和悬索桥中有着大量的应用，即使在同一种桥型中，跨度不同对其性能要求也不同，而且桥梁正常运营状态和抗风抗震对其性能各有要求。总体而言，除了作为桥面传力结构外，斜拉桥的加劲梁是承受压弯为主的构件，悬索桥和拱桥的加劲梁是承受弯曲为主的构件，只是对于系杆拱桥则是承受拉弯为

8、主的构件。不同材料加劲梁以及不同形式的组合梁，需要纳入桥梁体系与工程环境之中，根据跨度大小、建桥条件等，兼顾材料性能、受力特点，考虑施工方法及风险等多种因素，才能做出最能发挥结构技术经济优势的选择。组合梁用于斜拉桥，其最大优势在于发挥桥面板混凝土的抗压优势。和钢梁相比，组合梁重量较大，将导致斜拉索、桥塔及其基础所受轴力的增加，这是其不利的一面。总体来看，组合