空间刚架结构钢-混结合段合理构造模型试验和数值模拟研究

苏小波，肖 林

(1. 招商局重庆交通科研设计院有限公司 重庆 400067； 2. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031)

0 引 言

钢-混组合结构是将钢材和混凝土两种不同特性的材料利用剪力连接件结合在一起的结构形式，充分利用钢材的高抗拉强度和混凝土的高抗压强度，以达到发挥材料最大性能的目的。随着我国桥梁建设事业的飞速发展，组合结构的优势在桥梁工程中得到了广泛的应用和发展，如鄂东长江大桥[1-2]、嘉鱼长江大桥[3]均采用了主跨钢箱梁、边跨混凝土箱梁的混合梁结构形式；青山长江大桥[4]则采用主跨钢箱梁、边跨叠合梁的结构形式；南京长江三桥[5]、长江五桥等均采用了组合式桥塔；菜园坝长江大桥、新光大桥在主拱圈和Y形刚构连接处采用了组合式节点。此外，钢管混凝土也是近年来在大跨度桥梁上常采用的一种组合结构形式。

某空间刚架结构桥，是高速铁路中一座特大双线桥梁，位于半径4 000 m平曲线上，桥梁全长124.65 m，刚架结构分为5片布置，每片跨度32 m。该结构跨越既有5线铁路，采用工字型钢纵横梁和混凝土侧墙组成的组合结构。其中，横梁高3 m、纵梁高1.2 m，纵横梁与混凝土板组成桥面系，采用栓钉连接；侧墙宽2.5 m，沿条形承台通长布置，在外侧包裹钢板，并开门式孔洞以减轻自重和便于采光；线路走向与桥梁轴向呈20°角斜交，桩长均为40 m。全桥布置见图1。

图1 空间刚架结构全桥布置(单位：cm)

横梁与侧墙连接处形成钢-混结合段，侧墙内填充C35混凝土，横梁在结合段内延伸至外侧钢板处并与之焊接，以增强连接的可靠性。……