钢混组合梁桥的滑移、曲率及挠度分析

朱万勇

（河北省交通规划设计院，河北 石家庄 050011）

钢混组合梁将混凝土板和钢梁组合成整体，充分发挥了混凝土的抗压性能和钢梁的抗拉性能，实现了受力合理和节约材料的目标，在工程中的应用日趋广泛。根据剪力连接程度的不同，将钢混组合梁分为完全剪力连接和部分剪力连接。由于混凝土的干缩、徐变等种种原因，在结合面上往往会出现影响整体受力的混凝土开裂、错位现象。在满足承载能力和变形要求条件下采用部分剪力连接设计，可以简化建造工艺方便施工，节省造价，是经济合理的一种构造形式。但是用部分剪力连接设计的组合梁桥不可避免地会造成钢梁与混凝土交界面处变形的不一致，产生相对滑移，加大了梁内各点的曲率，增加了桥梁的挠度。

一、计算图式及基本假定

本文以受均布荷载的部分剪力连接组合简支梁为研究对象，计算图式如图1所示。为了简化计算，特作如下假设：钢及混凝土均为理想线弹性材料，计算中弹性模量为常量；钢梁与混凝土板具有相同的曲率；钢梁与混凝土板之间剪力的传递仅通过剪力连接件来实现，忽略两者之间的摩擦作用；混凝土板与钢梁之间不发生掀起现象，混凝土板下缘与钢梁上缘的竖向距离无穷小。

图中S为钢与混凝土结合面处的相对滑移量，ds/dz为钢与混凝土结合面处的滑移应变，θ为截面转角，φ为截面曲率。

二、弹性控制微分方程的建立及求解

（一）弹性控制微分方程的建立

钢梁的应变能为：