重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：随着我国公路交通行业的迅猛发展，国内高速公路的建设逐步向山区延伸。然而，山区公路桥梁复杂的地形地质条件和建设环境等都极大地制约了山区桥梁建设的发展。面对山区桥梁建设预制场地狭小、大型机具受限、灾害突出、环保难题等技术难题，装配式钢—混凝土组合结构桥型方案成为推荐方案。
关键词：山区；装配式；钢—混凝土组合结构
一、引言
装配式钢—混凝土组合桥梁是在传统钢—混凝土组合桥梁的基础上，采用预制混凝土桥面板，具有传统组合桥梁的优点并能基本克服混凝土收缩、徐变的影响，简化施工，便于工厂化生产。装配式钢—混组合桥梁采用全装配式施工，具有容易保证质量、施工安全性高及对环境和交通影响小的特点，并且可以减少了混凝土用量，有利于环境保护；可以有效实现桥梁工程的产业化、信息化和绿色化，已发展为现代组合结构桥梁的主要趋势。
二、山区公路桥梁设计特点
(一)地形复杂
山区地形复杂，大面积土地高低不平，纵横起伏，海拔高差异常悬殊，甚至有些地区还具有波状起伏、高山峡谷相间、地势阶梯梯降、断陷盆地错落等特点。随着公路建设的不断推进，人口相对集聚的坝区建设已相趋完善；“山、边、高”地区的公路建设正如火如荼，山区高墩大跨桥梁往往难以避免，山高坡陡的地形条件，对施工进场、现场调度更带来了不小麻烦。
(二)地质复杂、抗震要求高
一般而言，山区地质各时代地层都有分布，出露齐全，层序清晰，发育良好。从地质构造角度来看，是一个个多种构造带交织复合的地区，呈现出一幅复杂的地壳演变图像，根据各时期洋、陆壳的变迁，几处深大断裂的多期活动，形成了沉积建造、岩浆活动及各构造单元迥然不同的几个部分。
三、钢—混凝土组合梁桥结构设计
山区常规梁桥选型时，中小跨径桥梁基本以板梁、预制T梁、小箱梁为主；但当桥梁需跨越铁路、较大河流、天然气（石油）管线等敏感构造物时，跨越能力大、结构轻盈、抗震性能好、施工方法灵活、施工周期相对较短的钢—混凝土组合结构往往具有很强的适应性[1]。
(一)适用跨径与桥面板形式选择
钢—混凝土组合主梁具有经济、整体性好、受力可靠、设计与施工简单等优点，因而在常规桥梁中得到了广泛应用。钢—混凝土组合梁与钢梁本质差别在于桥面板的选型不同。业界一般认为，跨径小于60m时，采用钢筋混凝土板经济；跨径大于80m时，采用钢桥面板较为合理；跨径为60~80m时，两者可根据技术经济比较后确定桥面板形式。结合桥梁全寿命周期、区域标准化综合考虑，对于跨径为60~80m的桥梁，现阶段一般宜按钢—混凝土组合梁结构考虑进行设计[2]。
对于组合结构桥面板，可分为混凝土桥面板和钢—混凝土组合板两种主要类型。钢—混凝土组合板以下层钢板作上层混凝土的浇筑模板，可以极大方便施工；与混凝土桥面板相比，组合桥面板还存在结构用钢量增加、与山区变宽/曲线桥梁的施工适应性差等缺点。目前混凝土桥面板可采用预制或现浇两种方式进行设计，现浇桥面板通过调整桥面板宽度和悬臂长度，可以较好地适应山区桥梁宽度变化和平面线形变化，且无需预制场地，对地形和施工场地的要求相对较低。因此，现阶段我国按现浇桥面板方式考虑。
(二)截面设计
1.板梁和箱梁
钢板梁可采用主梁有工字钢、H形钢、焊接工形梁等结构形式。其中工字钢和H形钢跨越能力小（通常在20m以下），现阶段在山区推广价值不大。钢板梁具有结构灵活、构造简单、受力明确、工地连接方便、单个构件重量轻等优点，在一定跨径范围内成为相对经济且采用最多的结构形式之一。钢箱梁具有整体性能好、抗扭刚度高、横向稳定好、构件数量少、施工速度快、建筑高度小等特点，在跨高比大的桥梁、曲线弯桥设计中有其独特的优势；但其构造稍复杂、制作费用较钢板梁高，且当跨径较小时，钢箱梁作为一个相对封闭低矮构件，其制作、维护难度会加大[3]。
2.钢梁横向间距
钢梁横桥向间距是影响组合梁造价的重要因素，钢梁间距的增加，可减少钢梁数量、使钢结构费用降低；钢梁数量减少同时意味着支座减少，钢梁运输、吊装和养护费用也相应减少。随着高强混凝土和桥面横向预应力技术的发展，更大的钢梁横向间距也在不断实践当中。过大的钢梁横向间距，往往需在桥面板内设置横桥向预应力；与钢筋混凝土桥面板相比，横向预应力张拉多一道施工工序，工艺稍显麻烦、施工容错度较差，后期运营加固、拼宽均显复杂化。综上所述，山区常规桥梁设计特点，钢—混凝土组合结构桥面板横桥向按钢筋混凝土受力板进行控制设计，并以此为基础，钢梁的数量宜尽可能少，钢筋混凝土面板最大跨径也宜控制在4.2m左右（基本与常规立交区现浇箱梁相同）。
四、施工方法选择
钢—混凝土组合结构桥梁施工可采用的方法有：支架安装、大节段吊装、顶推施工等，方法灵活，适应性强。在地势相对平缓的坝区，桥下高度一般较低，钢结构可采用支架安装、节段吊装均可，施工单位可根据自身既有的设备和机械灵活选择。在山区，对于高墩桥梁、下穿道路有保通需要的桥梁、“两隧夹一桥”的桥梁、桥下水流湍急或水质敏感区桥梁施工，均可采用顶推施工法。总体来看，钢—混凝土组合结构由于钢结构的介入，对复杂地形、高墩、预制场地缺少、大型吊装设备无实施条件的山区总体适应良好，从既有设计桥梁来看，目前主梁架设以顶推施工为主[4]。
五、结论
本文针对山区钢—混凝土组合结构在常规桥梁的应用，分别对使用跨径、桥面板形式、截面设计、施工方法等方面进行了相关介绍，主要结论如下：
（1）山区地形复杂、走廊带狭小、多种构造物相互交织，钢—混凝土组合结构具有跨越能力大、对山区线形适应性好、施工方法灵活等优点，在山区桥梁中可应用度较广；
（2）山区组合桥梁桥面板宜采用现浇钢筋混凝土桥面板结构，增加与山区曲线桥梁的协调性；
（3）钢主梁现场连接以焊接为主；钢一混凝土组合结构上部结构架设以顶推施工为主。
参考文献
[1]武彦池.中小跨径组合桥梁全寿命评价与疲劳研究[D].长安大学,2018.
[2]聂建国.钢—混凝土组合结构桥梁[M].人民交通出版社，2011.
[3]刘文会.预应力钢—混凝土组合梁桥结构行为研究[D].吉林大学,2005.
[4]韩普各.小跨径混合连接装配式组合梁体系受力性能研究[D].江苏科技大学,2019.
作者简介
唐伟（1996-），男，汉族，甘肃天水人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁设计理论。