组合结构-国际发展动态与典型案例分析.pdf

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.组合结构桥梁组合结构桥梁 —国际发展动态与经典案例分析邵长宇上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.桥梁按材料可分为：钢桥、混凝土桥和组合结构桥前言二十世纪改革开放之初，我国经济落后，钢材缺乏，由于混凝土取材方便、劳动力价格低廉，混凝土桥梁得以发展随着经济发展，特别是上世纪末以来，交通事业快速发展，大跨度桥梁建设需求日增，钢桥得到快速发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言混凝土桥虽然短期养护费用低，但自重大、工期长、盐害与性能退化以及环境问题不可回避上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言混凝土桥梁由于各种各样的原因，在施工及运营阶段出现开裂等各类损伤十分常见。

国际上有学者认为，预应力混凝土桥梁的使用寿命约为70-80年上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言钢桥存在疲劳、压屈、腐蚀、振动、噪音等问题，特别是正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言钢桥虽然有实践证明超过100年的寿命，但对于目前我国广泛使用的正交异性钢桥面板结构，钢梁桥面系以及桥面铺装，由于各种原因已经成为国内桥梁的常见问题正交异性钢桥面板疲劳开裂问题并非我国专有，但我们要解决存在的问题还有待时日！上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言当前的国内桥梁，数量巨大的中小跨径桥梁以混凝土结构为主，大跨径桥梁以钢结构为主，而组合结构的应用则较少这与西方发达国家的情况形式了鲜明的对比。

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.二十世纪30年代是欧美各国桥梁技术和设计理论的一个重要发展时期其中焊接技术的发明为组合结构的发展创造了更为有利的条件，即在钢筋混凝土板与钢梁之间的连接可以采用焊接代替最初的铆接方式二十世纪60年代是欧美各国和日本桥梁建设的黄金时期，组合结构以其整体受力的经济性，发挥两种材料各自优势的合理性以及便于施工的突出优点而得到广泛应用，建造了大量的各种形式的组合结构桥梁前言上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.前言组合结构桥梁的概念由来已久，最早可以追溯到1900年现代的组合结构桥梁和当时相比，已经发生了巨大的变化上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.用混凝土作桥面板与钢梁结合的组合结构桥梁，早在1935－1936年出现在瑞典的道路桥梁中。

前言上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.欧美及日本等国自1950年前后开展组合梁研究，并陆续制定设计指南或规范，到1970年代，这些国家又投入大量资金，进行基础理论研究和试验，制定了新的组合结构规范目前国外几个主要规范都包含组合结构设计部分EURO CODE 欧洲BS 5400 英国DIN 德国AASHTO 美国道路示方书日本前言上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.在欧美日各国的桥梁建设中，组合结构桥梁占有重要地位，这些国家取得了世人瞩目的成就以法国的桥梁市场为例，组合结构桥梁最有竞争力的跨径范围甚至可达30～110m，在40～100m的跨径范围的公路桥中，85%是组合结构桥梁，近年的TGV高速铁路线中组合结构桥梁占到45%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，德国及美国的组合结构桥梁应用更广。

前言上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.钢箱梁钢结构 组合结构中的钢桁梁开截面箱梁∙∙∙∙∙∙∙钢板 梁组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.应用 范围连续刚构桥连续刚构桥斜拉桥悬索桥∙∙∙∙∙∙∙连续梁桥连续梁桥简 支 梁 桥铁路桥公路桥公铁两用桥人行桥拱桥拱桥组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.早期的组合钢板梁桥在钢板梁间设置许多横梁、水平及竖向横撑，腹板上焊接许多横向加劲肋，纵梁间距也很小从1980年前后开始集中力量进行组合结构桥梁的开发研究，在组合钢板梁桥方面，对传统的结构体系进行了大幅度简化，并以双主梁或少主梁为主组合钢板梁桥适用跨度范围不断双向拓展，20m ~150m 跨度范围都有很强的竞争力。

组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.【以法国为例】组合钢板梁桥的桥面板一般设计为横向承重或纵向承重，对应主梁间的横梁分成大横梁与小横梁◆主梁间距较大时，在纵向布置较密（一般4m）的大横梁，大横梁与桥面板采用连接件结合◆主梁间距不很大时，两主梁间用小横梁连接，桥面板仅与主梁纵向结合，小横梁间距较大，一般约为8m，其设置对施工具有重要的作用组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.法国Mascaret桥由两幅组成，主跨95m，梁高5.0m/2.65m两 片主梁间距6.5m，横梁间距8m桥面板宽13.12m，厚度22cm变化 到40cm钢梁分段浮运吊装法国1990年建成的Hopital桥，采用小横梁结构体系，主跨64m， 两片主梁间距12.6m，桥梁宽22.6m组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.日本组合钢板梁桥的发展也和欧洲大体相同，从1980年末开始对组合钢板梁桥进行研究改进，在对钢梁进行简化的同时，积极采用预应力桥面板，2000年前后完成一些跨度50m左右的组合钢板梁桥，都采用预应力混凝土桥面板、移动模板浇注。

组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.意大利罗马的 Tiber 桥跨度达到 166m，通常认为跨度超过 140m应该采用钢箱梁方案桥面分为两幅，全宽38.15m，梁高 7m，横隔系间距7.7m，钢梁顶推施工组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.Tiber桥钢梁制造时分成12m节段，并且7m高钢板梁上下分成2 块，工厂制造后运到现场组拼，再与横隔系组拼成完整梁段在岸 上拼装一定长度后，开始顶推施工组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.中小跨度组合钢板梁桥钢梁吊装与顶推施工示例组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.英国A34公路高架桥，组合钢板梁桥采用耐候钢，钢梁分段吊装施工，钢横梁与纵梁采用栓接，方便运输与吊装作业。

组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.法国TGV高速铁路，桥梁有45％为组合结构桥梁，其中有大量的组合钢板梁桥组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.组合钢箱梁因抗扭能力强、整体性好、适合曲线线路以及更能适应大跨与特殊要求等特点，也获得了较大的发展，在世界各地的应用也非常普遍，尤其在曲线桥和大跨度连续梁桥上，与组合钢板梁相比，更为常见目前，组合箱梁最大跨度已经达到 213.75 m根据具体的环境与建设条件，在结构形式上也展示了许多特点组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.组合钢箱梁的截面形式示例组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.【以德国为例】在大跨度组合箱梁桥方面，自1980年代以来，先后修建了多座大跨度公路、铁路连续组合箱梁桥，集中体现了新的研究成果、结构形式、设计方法、施工工艺等。

出现了设计与施工相互依存、密切配合的技术动态其他西方国家也建造了许多极具技术特色的组合箱梁桥在中小跨度组合箱梁方面，窄幅箱梁结构简洁、方便运输与安装，可适应城市与野外多种施工条件，得到开发并发展了多种结构形式组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE (GROUP) CO.,LTD.德国Neuötting桥，主跨154m，梁高6.8m/3.3m，桥面板宽 15m钢结构采用槽型钢梁截面，中间支承位置设双层组合段，桥 面板按照皮尔格法现浇施工， 钢梁吊装 组合结构桥梁的发展上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DES。