鋼管桁架在橋梁結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用，比較 著名的有法國Boulonnais橋、德國aihingenViadukt橋 瑞士Lully高架橋、日本Kinokawa橋。近年來，國 內(nèi)為也出現(xiàn)了矩形鋼管架橋梁，如東莞東江大橋。其 行架弦桿均采用了矩形鋼管結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土桁架在 大跨徑拱橋中的應(yīng)用也十分成功，我國已建成30座 行式肋拱。鋼管混凝土桁架也出現(xiàn)在其他橋型中，其 經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。鋼管一鋼管混凝土組合桁架是一 種新型結(jié)構(gòu)，有利于橋梁在施工和使用階段的內(nèi)力控 制和優(yōu)化，有著廣泛地應(yīng)用前景。 目前，國內(nèi)外對鋼管桁架的研究已較為成熟，許 多成果已直接應(yīng)用于工程實(shí)踐中，并行程較完善的技 術(shù)規(guī)范。鋼管混凝土桁架的研究在我國相對較多，國 內(nèi)為學(xué)者進(jìn)行了圓形鋼管混凝土桁架整體模型、桁拱節(jié) 段模型、節(jié)點(diǎn)疲勞等試驗(yàn)研究，取得了豐富的研究成 果；劉永健等對矩形鋼管混凝土架節(jié)點(diǎn)的承載力進(jìn) 行了理論和試驗(yàn)研究，其研究成果被《矩形鋼管混 凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CESC159）所采用。對于鋼管 鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)也有學(xué)者進(jìn)行少量理論 和實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一定的成果，但由于受到實(shí)驗(yàn) 數(shù)量的限制，對該類結(jié)構(gòu)受力性能的研究還需進(jìn)一步 深入

本構(gòu)關(guān)系是非線性分析的關(guān)鍵，對于鋼管混凝土 結(jié)構(gòu)來說，鋼管和混凝土的相互作用使得鋼管和混凝 土都處于復(fù)雜受力狀態(tài)。本文分析時，鋼材的本構(gòu)關(guān) 系采用常見的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，鋼管混凝士構(gòu)件的本

構(gòu)關(guān)系采用按統(tǒng)一理論得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線。

鋼材的本構(gòu)關(guān)系選用常見的低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線 模型，可分為彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和二次 流塑階段四階段，其達(dá)式為：

其中：E,=2.06×10°家電標(biāo)準(zhǔn)，f.=1.6f,，8=f,/E。，82

2.2鋼管混凝土受壓的本構(gòu)關(guān)系

鋼管混凝土受壓時，鋼管協(xié)助混凝土受力的情況 較為明顯，混凝土的強(qiáng)度加強(qiáng)，鋼管的屈曲改善。受 壓矩形鋼管混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線分為彈性、彈塑 性、強(qiáng)化段或下降段： 彈性階段：Q=E& 彈塑性階段：+ao+be+co+d=0 強(qiáng)化或下降段：

2.3鋼管混凝土受拉的本構(gòu)關(guān)系

受拉矩形鋼管混凝土?xí)r的應(yīng)力應(yīng)變曲線與鋼材的 曲線類似，也分為彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和 二次流塑階段四個階段，主要區(qū)別在參數(shù)取值上，如 屈服強(qiáng)度和彈性模量。本文對受拉鋼管混凝土材料參 數(shù)的取值是根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)在反復(fù)試算的基礎(chǔ)上確定 的，主要考慮了混凝土對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)。

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本文選用在工程中廣泛使用的Parrt型桁架進(jìn)行 分析。模型長4.8m，高0.8m，共6個節(jié)間；弦桿為 鋼管混凝土構(gòu)件，當(dāng)為矩形截面時，寬200mm，高 200mm，厚6mm，當(dāng)為圓形截面時，按用鋼量相等取 直徑250mm；腹桿為空鋼管構(gòu)件，當(dāng)為矩形截面 寬160mm，高160mm，厚5mm，當(dāng)為圓形截面時 按用鋼量相等取直徑200mm；混凝土為C50，鋼材為 Q345。為了簡化分析，將模型設(shè)計成簡支結(jié)構(gòu)。分 別對空鋼管桁架、上弦填混凝土桁架、上下弦均填混 凝土桁架的極限承載力進(jìn)行分析，分別成為BO、B1、 B2，模型單元劃分如圖1所示，模型加載如圖2 所示。

空鋼管桁架中，1~25號單元全部為鋼管單元； 上弦填混凝土桁架中，1~25號為鋼管單元，26~31 為受壓混凝土單元；上下弦均填混凝土桁架中，1 25號為鋼管單元，26～31為受壓混凝土單元，32~ 37號單元為受拉混凝士單元。

結(jié)果表明：3桁架的極限荷載分別為B0= 302.6kN，B1=340.5kN，B2=380.5kN。B1桁架的 極限荷載比BO提高了12.5%，B2比B1提高了 1.7%。B1比B0承載力高了約12%，這說明在受 壓弦桿中內(nèi)填混凝土能夠提高架的承載能力。B2 比B1承載力提高了約12%，這說明受拉弦桿內(nèi)填充 昆凝土同樣可以提高桁架的承載力。但由于混凝土對 節(jié)點(diǎn)剛度的貢獻(xiàn)，可能改變了節(jié)點(diǎn)的失效模式。 由圖3中各桁架的荷載－跨中度曲線可知： 1）內(nèi)填混凝士后，桁架的整體承載能力均有一定

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圖3跨中荷載撓度關(guān)系

對于桁架結(jié)構(gòu)，桿件以軸向受力為主，弦桿受力 與桁架承受彎矩方向有關(guān)，而腹桿受力與桁架節(jié)點(diǎn)形 式有關(guān)。本文模型為Parrt型桁架，圖4、圖5給出了 3棉桁架中上弦、下弦軸向受力的對比情況；圖6、 圖7給出了3榻桁架中豎腹桿、斜腹桿軸向受力的對 比情況

圖4上弦桿軸力分布圖

由圖4、圖5可以看出：（1）上弦受壓桿件中 BO~B2桁架各桿件受力呈增大趨勢，且各桿件的受 玉較為均勻，說明受壓弦桿內(nèi)填混凝土增強(qiáng)了桿件承 載能力。（2）下弦受拉桿件中，BO~B2桁架各桿件 受力也呈增大趨勢，且各桿件的受壓較為均勻，僅七 號單元內(nèi)力較小，且桿件內(nèi)力變化不大，說明B2桁 架中下弦填充的混凝土對提高桿件內(nèi)力有一定作用。 由圖6、圖7可以看出：（1）3榻桁架中豎腹桿 的內(nèi)力相差不大，僅在桁架中段受拉桿件中內(nèi)力有所 提高，說明弦桿內(nèi)填混凝土對受拉豎腹桿內(nèi)力影響較 大，桿件內(nèi)力分布不均勻。（2）3榻桁架中斜腹桿的

圖5下弦桿軸力分布圖

圖6堅腹桿軸力分布圖

圖7斜腹桿軸力分布圖

內(nèi)力也相差不大，僅在桁架邊段受壓桿件中內(nèi)力有所 提高，說明弦桿內(nèi)填混凝土對受壓斜腹桿內(nèi)力影響 較大。

圖8~圖11分別給出了桁架節(jié)點(diǎn)沿梁跨方向的 撓度變化情況。當(dāng)3榻架的荷載分別大于90.8kN、 102.2kN和113.5kN時，結(jié)構(gòu)非線性特性明顯；桁架 的跨中最大撓度分別為17.66mm、17.55mm和 14.98mm。分析結(jié)果表明：（1）3桁架跨中最大變 杉量相差不大，跨中節(jié)點(diǎn)最大撓度值相對較小，整體 變形不是桁架承載力的控制因素。（2）3榻桁架節(jié)點(diǎn)

相對變形是影響節(jié)點(diǎn)破壞的關(guān)鍵因素。由圖4~圖6 可以看出，BO桁架節(jié)點(diǎn)相對變形較為均勻，但邊段 相對較大些；B2桁架由于內(nèi)填了混凝土，節(jié)點(diǎn)相對 變形在桁架中段較小、，邊段較大。因此，無論是BO 行架還是B2桁架，桁架破壞一般發(fā)生在邊段節(jié)點(diǎn) 上，這與試驗(yàn)資料相符。（3）從線性變形階段來 看，B0臨界點(diǎn)最小為90.8kN，B2臨界點(diǎn)最大為 113.5kN，這說明弦桿內(nèi)填充混凝土后，結(jié)構(gòu)在彈 性階段的承載力大大提高，這對該結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用 是有利的

圖8BO析架節(jié)點(diǎn)挑度分布圖

圖9B1析架節(jié)點(diǎn)提度分布圖

10B2桁架節(jié)點(diǎn)挑度分布圖

（1）鋼管桁架弦桿內(nèi)填混凝土，可以提高桁架 的極限承載力。僅上弦填混凝土，桁架的承載能力提 高約12%；上下弦均填混凝土，桁架的承載力又可 提高約10%

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（3）若是一聯(lián)2孔結(jié)構(gòu)，澆注1#墩上小箱梁連 續(xù)段，負(fù)彎矩張拉和壓漿完成以后，從邊跨開始向中 跨逐步進(jìn)行的體系轉(zhuǎn)換。

目前預(yù)制小箱梁先簡后連結(jié)構(gòu)體系在公路和市政 工程得到廣泛應(yīng)用，其關(guān)鍵施工技術(shù)為先簡后連。本 文通過總結(jié)對施工關(guān)鍵控制點(diǎn)提出施工技術(shù)控制措施 實(shí)踐檢驗(yàn)效果較好，望可供同類型橋梁施工參考

由各種方法的結(jié)果來看體檢標(biāo)準(zhǔn)，小箱梁橫隔板設(shè)置的數(shù) 量對其橫向受力有較大影響而彎矩按各種方法就算的 橫向分布系數(shù)均小于梁格模型計算的系數(shù)。同樣，按 橫向分布法計算邊梁、中梁的剪力均比梁格模型計算 結(jié)果小。

文中通過采用梁格模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間梁格分 析，計算出荷載橫向分布系數(shù)，并與傳統(tǒng)方法的計算 結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明 （1）以上幾種中小跨徑中常見的結(jié)構(gòu)，彎矩按 “橫向分布系數(shù)法”計算的結(jié)果與按“梁格法”計算 的結(jié)果大體一致，但剪力按“橫向分布系數(shù)法”計

（2）桁架跨中節(jié)點(diǎn)最大撓度值相對較小，且最 大撓度值相差不大，這說明架承載能力不受整體 變形的控制，桁架破壞一般發(fā)生在桁架邊段節(jié)點(diǎn) 位置。 （3）桁架弦桿內(nèi)填混凝土能夠顯著提高上下弦 桿桿件內(nèi)力，無論是B1還是B2桁架，其受壓、受 拉桿件的內(nèi)力均有一定的提高。 （4）桁架弦桿內(nèi)填混凝土對受拉豎腹桿、受壓 腹桿內(nèi)力影響較大，這在一定程度上和桁架腹桿的 布置形式有關(guān)，

（2）桁架跨中節(jié)點(diǎn)最大撓度值相對較小，且最 大撓度值相差不大，這說明桁架承載能力不受整體 變形的控制，桁架破壞一般發(fā)生在桁架邊段節(jié)點(diǎn) 位置。 （3）桁架弦桿內(nèi)填混凝土能夠顯著提高上下弦 桿桿件內(nèi)力，無論是B1還是B2桁架，其受壓、受 拉桿件的內(nèi)力均有一定的提高。 （4）桁架弦桿內(nèi)填混凝土對受拉豎腹桿、受壓 腹桿內(nèi)力影響較大，這在一定程度上和桁架腹桿的 布置形式有關(guān)

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[1]陸春昌.淺談預(yù)應(yīng)力混凝士T梁先簡支后張拉結(jié)構(gòu)連續(xù)施工技 術(shù).科技信息2011(12) [2］于燕.淺談提高預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝.職業(yè)技術(shù)200912(10， [3］田小強(qiáng).先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)受力淺析.鐵道建筑技術(shù)20097 (20) [4］陳衡治.大跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)計算分析研究.浙江大學(xué) 2005 5( 1) [5］胡義松.先簡支后連續(xù)T梁的施工.安徽建筑20028(28)

算的結(jié)果比按“梁格法”計算的結(jié)果小，且相差 較大 （2）采用梁格模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間梁格分析的 方法，能更準(zhǔn)確的反映整體結(jié)構(gòu)的受力情況，且精度 滿足設(shè)計分析要求，計算簡便，條理清晰，為設(shè)計者 提供了一個更實(shí)用的方法給水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范范本，

[1］李國豪石洞.公路橋梁荷載橫向分布計算.北京：人民交通出版 社1977. [2］范立礎(chǔ).橋梁工程.北京：人民交通出版社2001 3 Hambly. Bridge Deck Behaviour, London: 1976 [4] 戴公連李德建.橋梁結(jié)構(gòu)空間分析設(shè)計方法與應(yīng)用.北京：人民 交通出版社2001