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钢―混凝土组合连续梁负弯矩区性能改善措施剖析 　　【摘要】钢-混凝土组合桥梁设计中的难点之一是，如何降低混凝土处于混合结构或组合构件的受拉区时的拉应力作用。本文从组合连续梁桥的分析方法中，提炼出支点负弯矩区改善措施等关键问题，论述了组合结构的基本力学特点及设计施工中的“施”与“放”的理念。 　　【关键词】组合梁；混凝土受拉；受力分析；施工措施 　　钢-混凝土组合连续梁桥是具有良好的结构性能的超静定体系，但混凝土桥面板在桥墩支点部位处于负弯矩作用的受拉区。通常采取将桥面混凝土板断开的措施来避免其在负弯矩区受拉，但该方法不利于桥面车辆行驶。较为理想的结构形式是通过提高负弯矩区抗弯性能，使混凝土桥面板能够与钢梁一样沿桥通长连续。组合梁桥负弯矩区混凝土受拉性能改善的控制方法，按照对结构的作用可分为施加作用措施、释放作用措施和加强抗力措施。施加作用措施是指通过对结构施加作用，产生纵向预应力控制负弯矩区混凝土板的裂缝，包括墩上钢梁起顶、分段浇筑、预加荷载、张拉预应力筋等。释放作用措施是通过减弱混凝土板和钢梁的连续作用，来控制负弯矩区混凝土板受力状态，包括减弱连续连接刚度和采用预制混凝土板等。加强抗力措施是指通过增加钢梁和混凝土板的连接刚度来改善负弯矩区混凝土的受力，包括加强连接件刚度、墩梁固结和设置墩顶横梁等。 　　1 施加作用措施 　　1.1 墩上钢梁起顶 　　墩上钢梁起顶通常是在钢梁架设后，将中间支点位置钢梁顶升，然后浇筑桥面板混凝土，待混凝土达到强度后，将抬升的支点降下，在支点附近混凝土中产生预应力。支座升降法是改善结合梁内力，加强混凝土板和钢梁结合的最为基本和有效的方法。墩上钢梁起顶优点是沿全桥施加了预应力，缺点是由徐变产生的预应力损失较大，解决的方法可以使支点下降复位分数次施工，而不要一次完成；或者尽可能晚一些复位，使混凝土有充分的硬化时间。值得强调的是，升降边支点往往比升降中间支点更为方便。 　　1.2 预加静载法 　　首先架设钢梁并浇筑受压区的混凝土，待其硬化后，在受压区预加静荷载，可以采用混凝土砌块、钢锭、砂、碎石、水袋等。在静荷载状态下，浇筑受拉区的混凝土，待其硬化后去除预加荷载，从而在受拉区混凝土中施加预应力。预加静荷载法施加预应力施工时必须将压重加在结构上，同时必须采取措施控制压重数值，需要间断地铺设桥面，给施工带来不便，工作量相当大。 　　1.3 配置预应力筋 　　通过预应力筋对混凝土桥面板施加预应力，可以在桥面板与钢梁组合前施加，也可以在桥面板与钢梁组合后施加。一是混凝土板与钢梁分离，施加预应力后，待收缩徐变发展一段时间后再与钢梁组合，预应力施加效果很高。二是混凝土板与钢梁组合后施加预应力，施工方法是先架设钢梁，然后铺设混凝土板，再将混凝土板与钢梁结合在一起，在超静定体系中张拉预应力筋，但预应力施加效率较低。 　　2 释放作用措施 　　2.1 预制混凝土桥面板 　　预制混凝土板的做法为：在架好钢梁后，在钢梁上方拼装预应力预制混凝土板，将各预制板中伸出的钢筋搭接或焊接，再在这些纵、横向的拼接缝条带中工地现浇微膨胀混凝土，为了保证结构的整体性，预制板通常通过张拉纵向预应力筋连接在一起，在正常使用阶段防止拉应力的产生，亦可有效控制横向接缝的开裂。一般来说，预应力在浇筑连接件预留孔后再施加；如果不施加预应力，也可以在连续预制板施工横缝之前先将钢梁用千斤顶顶起，待横向接缝连接完成后回落，使预制混凝土板和横向接缝均处于受压状态。但该结构在接缝部位仍十分薄弱，很容易产生裂缝。 　　2.2 减弱连接刚度 　　负弯矩区内若布置抗剪刚度较大的连接件，则中间支点附近的钢筋拉应力也较大，而负弯矩区采用柔性连接件可以有效地减小钢筋拉应力，有利于缓和混凝土板开裂。不过再跨中刚度较大连接件与柔性连接件的结合位置，钢筋应力会有一定程度的增大。负弯矩区采用柔性连接件对桥梁整体刚度有一定影响，使桥梁截面刚度减小，结构的挠度增大。 　　3 加强抗力方法 　　3.1 墩梁固结 　　墩梁固结是指在连续梁桥中，桥墩和梁固结为一体。这样，荷载产生的中支座处负弯矩将会减小，有利于改善负弯矩处混凝土板受力。而墩梁固结中，结合部的技术特点是关键，合理的结合方式，使主梁的力能顺利传递到桥墩上，提高墩梁固结的有效性。 　　3.2 设置支点横梁 　　对于中小跨径桥梁，在欧洲较为常见的一种做法是在支点处钢梁断开，钢梁直接插入支点混凝土横梁。主梁采用焊接或者轧制钢截面，全部在工厂中制作加工。钢筋混凝土桥面板可以在工厂预制也可以现浇。横梁只设置在支点处，并且采用普通钢筋混凝土横梁。施工时先浇筑跨中段混凝土桥面板，后浇筑支承横梁和支点处混凝土桥面板。这种简易的施工方法避免了现场施焊。并且由于这是简支后连续的结构形式，能够减小支座处的负弯