U形梁與鋼筋混凝土板形成組合梁?？缰胁糠諹形梁內(nèi)可不澆筑混凝土，如圖2A截面。而在中間支承，U形梁內(nèi)澆筑混凝土，以抵抗負(fù)彎矩的壓應(yīng)力，并用粗鋼筋施加預(yù)應(yīng)力，如圖2B截面。由于U形梁本身可用作模板，而且在上翼緣增加了支撐，因此混凝土工程簡(jiǎn)單，并可采用懸臂安裝的方法。

　　三、鋼腹板混凝土箱梁橋

　　這種組合結(jié)構(gòu)的構(gòu)思是，維持箱梁的頂、底版采用混凝土材料，而將占自重20%左右的混凝土腹板，以較輕的鋼板來(lái)代替，較大幅度地減輕上部結(jié)構(gòu)的自重，可以增大跨徑。由于上部結(jié)構(gòu)自重輕，減小對(duì)下部結(jié)構(gòu)的要求，減少工程費(fèi)用。同時(shí)減少了腹板的模板和鋼筋工程，加大節(jié)段長(zhǎng)度，可以縮短工期。

　　這個(gè)構(gòu)思是由法國(guó)首先提出，他們首先采用平面鋼模板，修建了跨徑38m的Ferte-Saint-Aubin橋。在實(shí)踐過(guò)程中，又提出了用波形鋼板作為腹板，因?yàn)椴ㄐ武摪宓募羟星沽Υ?，而且由于波形鋼板不能抵抗軸向力，可以對(duì)混凝土橋面板引入高效率的壓應(yīng)力。法國(guó)已修建了4座這類橋梁，例如跨徑為31+43+31m的Cognec橋，跨徑為40.95+47.25+53.55+47.25+44.10+40.95的Maupre高架橋，均為連續(xù)梁。

　　日本1993年起也修建了這類橋梁，并修建了第一座波形鋼腹板混凝土箱梁連續(xù)剛構(gòu)橋—本谷橋。

　　本谷橋跨徑44+97.2+56m，為三跨不對(duì)稱變截面連續(xù)剛構(gòu)。箱梁頂寬11.04m，底寬6.2m，梁高跨中2.5m，根部6.4m?；炷恋装搴?2~55cm。波形鋼板波長(zhǎng)1.2m，波高20cm，厚8mm。波形鋼板互相連接，可采用高強(qiáng)螺栓單面連接法。混凝土頂板與波形鋼板的連接，在波形鋼板上打孔，穿入鋼筋，再在鋼板上下端部焊上鋼筋（約束鋼筋），埋入混凝土內(nèi)。
 

圖1   本谷橋

 

施工方法，44m跨用支架施工，其他用懸臂澆筑，梁段最長(zhǎng)4.8m（用混凝土腹板時(shí)最長(zhǎng)3.5m），共31個(gè)節(jié)段（用混凝土腹板時(shí)39節(jié)段），每節(jié)段周期8.5天。

　　為了防止水沿波形鋼板滲入底板的可能，采用硅酮橡膠作了防水處理。

　　在本谷橋的設(shè)計(jì)中，曾作了模型試驗(yàn)，也對(duì)實(shí)橋作了荷載試驗(yàn)，證明設(shè)計(jì)方法可行，結(jié)構(gòu)連接有足夠的抗力，可以進(jìn)行懸臂施工。

　　法國(guó)、日本正在繼續(xù)對(duì)這類結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作，已經(jīng)作了最大跨徑達(dá)400m的設(shè)計(jì)初步方案。看來(lái)這種橋型用在200m或稍多一些的跨徑，應(yīng)該是完全沒(méi)有問(wèn)題的。

　　四、鋼管混凝土桁架組合連續(xù)剛構(gòu)橋

　　最近三、四年，我國(guó)修建了兩座大跨徑鋼管混凝土空間桁架組合連續(xù)剛構(gòu)橋。這是一種比傳統(tǒng)箱梁更為輕型的結(jié)構(gòu)。

　?。ㄒ唬┖憋鰵w向家壩大橋

　　跨徑43.3+72.2+43.3m，是等截面空間桁架組合連續(xù)剛構(gòu)。橋?qū)?0m。梁為空間桁架，高3.55m，節(jié)點(diǎn)間距縱橫向均為3.8m，下弦為鋼管混凝土桿件，管徑除緊靠橋墩一節(jié)為Φ70cm（壁厚14~20mm）外，其他均為Φ55.9cm，（壁厚8.7~12.7mm）。上弦采用[27~33]的16Mn槽鋼，槽鋼間用24×24cm鋼筋混凝土橫梁，上有16cm厚無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板與6cm鋼纖維混凝土橋面鋪裝。在橋墩梁側(cè)各24.7m范圍內(nèi)，設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力，以克服負(fù)彎矩拉應(yīng)力。腹桿用Φ24.5cm鋼管，拉桿內(nèi)不澆筑混凝土，壓桿則澆混凝土。管內(nèi)混凝土均用C50。下弦之間用Φ20.3cm橫撐桿鋼管連接。所有鋼桿件都用焊接，為全焊結(jié)構(gòu)，用熱噴鋅和鋁進(jìn)行防腐，可維持30年。

　　施工方法是利用路槽及臺(tái)前，形成總長(zhǎng)35m的組裝平臺(tái)，組裝長(zhǎng)30m的空間桁架，包括鋼表面防腐處理及澆筑混凝土橫梁。然后兩端利用卷?yè)P(yáng)機(jī)及滑車組牽引，用頂推方法將梁推至中跨，按實(shí)際間隙下料，合攏。以后澆筑墩頂實(shí)體段混凝土，實(shí)現(xiàn)墩梁固結(jié)，再澆筑管內(nèi)混凝土以及橋面。

　?。ǘ┤f(wàn)州特大橋

　　跨徑75+3×120+75m，是變截面空間桁架組合連續(xù)剛構(gòu)。梁由兩部分組成，上部為等截面鋼管混凝土空間桁架組合梁，節(jié)間長(zhǎng)度縱向6m，橫向5m，桁高5.252m，混凝土橋面板厚22cm。下部為三角形變高度鋼管混凝土懸臂桁架，共三片，最大高度12m，墩兩側(cè)每側(cè)懸出36m。

圖2   湖北秭歸向家壩大橋

　　上部梁上弦為4Φ45cm鋼管，壁厚10~16mm，下弦為3Φ50cm鋼管，壁厚13~16mm。在墩頂附近橋面板內(nèi)，設(shè)縱向預(yù)應(yīng)力，以抵抗負(fù)彎矩。橫向預(yù)應(yīng)力則在全橋范圍內(nèi)均勻布設(shè)。

　　施工方法，先在墩側(cè)懸臂拼裝梁的下部桁架，安裝滑道，然后將在引橋搭設(shè)的平臺(tái)上組裝的空間桁架，在節(jié)點(diǎn)下加托板，在滑道上頂推前移合攏，將梁上部下部焊成整體，澆筑墩頂實(shí)體段混凝土，形成梁墩固結(jié)，再澆筑管內(nèi)混凝土和橋面板。

　　這種橋型，是我國(guó)首先提出并實(shí)現(xiàn)的，非常成功，主要有以下特點(diǎn)：

　　1．總的來(lái)說(shuō)，施工簡(jiǎn)便。用不大的頂推（牽引）力，即可使空間桁架縱向推頂就位；不需支架，即可完成混凝土澆筑。

　　2．經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。

　　向家壩大橋，每m²橋面的材料用量，混凝土僅為0.31m³，預(yù)應(yīng)力鋼8.8kg，普通鋼145.5kg。其單位造價(jià)與同期完成跨徑類似的45+70+45m連續(xù)剛構(gòu)相比，僅為68%。

萬(wàn)州特大橋，每m²橋面的材料用量，混凝土僅0.42m³/m²，預(yù)應(yīng)力鋼7.5kg，普通鋼188.5kg。其混凝土指標(biāo)僅為同一跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)的59.2%，實(shí)現(xiàn)了橋梁的輕型化。

　　3．焊接工作量大。這是這種結(jié)構(gòu)不太有利的一面，節(jié)點(diǎn)處鋼管的放樣下料一定要精確，焊接要細(xì)致過(guò)硬。

　　從目前已完成的兩座橋來(lái)展望，這種橋型很有發(fā)展前途，可用于再大一些跨徑例如200m以上的橋梁。如果用作斜拉橋的主梁（我國(guó)已在廣東南海修成了主跨140m的鋼管混凝土斜拉橋），則跨徑可以超過(guò)400m。但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)放更大的注意力在節(jié)點(diǎn)的疲勞問(wèn)題上。

參考文獻(xiàn)：

1．《鋼和混凝土組合橋梁的新結(jié)構(gòu)形式》，見(jiàn)《國(guó)外公路》2000年4期。

2．《本谷橋的設(shè)計(jì)與施工》，見(jiàn)《國(guó)外橋梁》1999年3期。

3．《本谷橋的模型試驗(yàn)和實(shí)橋荷載試驗(yàn)》，見(jiàn)北京建達(dá)道橋咨詢公司《2000年度橋梁學(xué)術(shù)論文集》。

4．《金屬波形抗剪橫隔板的屈曲公式》，同上。

5．張聯(lián)燕等：《鋼管混凝土空間桁架組合梁式結(jié)構(gòu)》，人民交通出版社，1999年。