鋼和混凝土組合梁橋在國內(nèi)外都有被更多采用的趨勢一。這種結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點：
1．方便施工。由于鋼桿件強度大，重量輕，便于架設(shè)。
2．減輕自重。與混凝土梁橋相比，自重輕，這一點對于大跨徑梁橋尤其重要，可以減小恒載的比例，減小對下部構(gòu)造和基礎(chǔ)的要求。
3．提高使用性能。由鋼抗拉 ，混凝土抗壓，充分發(fā)揮材料的性能。在采用鋼管混凝土時，可以利用鋼管對混凝土的套箍作用。
4．節(jié)省造價。在大跨徑橋梁中，這個優(yōu)點特別明顯。
常用的組合梁橋，有鋼梁與混凝土板的組合梁橋，預彎預應(yīng)力梁橋，這些在我國已較多采用。以下介紹另外幾種有特色的組合梁橋。
一、雙管梁組合梁橋
日本在鐵路新干線上，修建了一座以鋼管為主梁的組合梁橋，該橋為連續(xù)梁。鋼管用耐侯鋼制作，直徑1.2m，壁厚22mm，每隔6m與鋼工字橫梁相連。雙管上有鋼筋混凝土 板。在靠近中支點處，管內(nèi)填以混凝土，以承受負彎矩的壓應(yīng)力；而在跨中，管內(nèi)填以重量非常輕的空氣砂漿，以減輕自重。鋼管與混凝土板一起作為組合結(jié)構(gòu)承受正彎矩。其建設(shè)費用顯著低于鋼橋。
為此曾作模型試驗，證實即使荷載增加到最大值后，并不減小，顯示了很好的延性。并且梁的噪音和振動，均大大低于一般的工字梁和鋼筋混凝土板的組合梁橋，這一點對于鐵路尤其重要。
這種管梁橋，可用于較大跨徑的橋梁。在中支點處，也可設(shè)內(nèi)外兩個鋼管，把混凝土澆筑成環(huán)行。管梁截面也可用于斜拉橋，日本設(shè)計一座跨徑900m的斜拉橋，寬22m，雙管管徑2.5m。不過這已超出本文梁橋主題范圍，不再贅述。
二、U形梁組合梁橋
日本修建一座U形梁組合梁橋，為三跨連續(xù)梁橋，跨徑60m，寬11m。其U形梁肋高2.5m，比工形梁低0.5m，最厚的鋼板為25mm，鋼板抗拉強度為600MPa。由于U形梁冷作加工，其腹板較厚，僅需少量加勁件，焊接工作量及制作費用急劇減小，比工形梁低20~30%。U形梁每節(jié)段長12m，在工地焊接連接。
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，以抵抗負彎矩的壓應(yīng)力，并用粗鋼筋施加預應(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，減小對下部結(jié)構(gòu)的要求，減少工程費用。同時減少了腹板的模板和鋼筋工程，加大節(jié)段長度，可以縮短工期。
這個構(gòu)思是由法國首先提出，他們首先采用平面鋼模板，修建了跨徑38m的Ferte-Saint-Aubin橋。在實踐過程中，又提出了用波形鋼板作為腹板，因為波形鋼板的剪切屈曲抗力大，而且由于波形鋼板不能抵抗軸向力，可以對混凝土橋面板引入高效率的壓應(yīng)力。法國已修建了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1.2m，波高20cm，厚8mm。波形鋼板互相連接，可采用高強螺栓單面連接法?；炷另敯迮c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4.8m（用混凝土腹板時最長3.5m），共31個節(jié)段（用混凝土腹板時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)計中，曾作了模型試驗，也對實橋作了荷載試驗，證明設(shè)計方法可行，結(jié)構(gòu)連接有足夠的抗力，可以進行懸臂施工。
法國、日本正在繼續(xù)對這類結(jié)構(gòu)進行工作，已經(jīng)作了最大跨徑達400m的設(shè)計初步方案。看來這種橋型用在200m或稍多一些的跨徑，應(yīng)該是完全沒有問題的。
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)。
（一）湖北秭歸向家壩大橋
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厚無粘結(jié)預應(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)縱向預應(yīng)力，以克服負彎矩拉應(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)，用熱噴鋅和鋁進行防腐，可維持30年。
施工方法是利用路槽及臺前，形成總長35m的組裝平臺，組裝長30m的空間桁架，包括鋼表面防腐處理及澆筑混凝土橫梁。然后兩端利用卷揚機及滑車組牽引，用頂推方法將梁推至中跨，按實際間隙下料，合攏。以后澆筑墩頂實體段混凝土，實現(xiàn)墩梁固結(jié)，再澆筑管內(nèi)混凝土以及橋面。
?。ǘ┤f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)縱向預應(yīng)力，以抵抗負彎矩。橫向預應(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)的平臺上組裝的空間桁架，在節(jié)點下加托板，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，是我國首先提出并實現(xiàn)的，非常成功，主要有以下特點：
1．總的來說，施工簡便。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)濟指標良好。
向家壩大橋，每m2橋面的材料用量，混凝土僅為0.31m3，預應(yīng)力鋼8.8kg，普通鋼145.5kg。其單位造價與同期完成跨徑類似的45+70+45m連續(xù)剛構(gòu)相比，僅為68%。
萬州特大橋，每m2橋面的材料用量，混凝土僅0.42m3/m2，預應(yīng)力鋼7.5kg，普通鋼188.5kg。其混凝土指標僅為同一跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)的59.2%，實現(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)點處鋼管的放樣下料一定要精確，焊接要細致過硬。
從目前已完成的兩座橋來展望，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400m。但設(shè)計時應(yīng)當放更大的注意力在節(jié)點的疲勞問題上。
參考文獻：
1．《鋼和混凝土組合橋梁的新結(jié)構(gòu)形式》，見《國外公路》2000年4期。
2．《本谷橋的設(shè)計與施工》，見《國外橋梁》1999年3期。
3．《本谷橋的模型試驗和實橋荷載試驗》，見北京建達道橋咨詢公司《2000年度橋梁學術(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。
