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摘 要：装配式钢混组合箱梁桥作为一种新型的桥梁结构，采用全预制现场装配技术进行建设，桥面板等构件在工厂进行预制，不但可以使构件的质量得到保障，还能大幅度提升桥梁工业化水平。在装配式钢混组合箱梁桥进行设计的过程中，应对相关的设计参数进行合理确定，并了解跨径的设计要点，从而确保桥梁结构的整体受力性能。
关键词：装配式;箱梁桥;结构设计
中图分类号：U448.213 文献标识码：A
1 装配式钢混组合箱梁桥结构的相关设计参数
对于桥梁设计而言，一方面要考虑结构的受力性能，另一方面应当满足快速施工的需求。鉴于此，对桥梁的结构体系与构造进行研究，并确定出科学合理的设计参数显得尤为必要。具体包括预制桥面板构造、钢箱梁构造以及剪力连接件构造。
1.1 预制砼桥面板
在装配式钢混组合箱梁桥中，预制砼桥面板构造包含以下内容：厚度、配筋、纵横向板缝以及预应力等。
1.1.1 桥面板厚度
桥面板在装配式钢混组合箱梁桥中的主要作用是，承受车轮的压力与冲击力，从而使得桥面板很容易产生疲劳破坏。同时，过薄的桥面板刚度相对较低，会对桥面铺装造成不利影响。所以应对桥面板的厚度进行合理确定。在具体设计时，桥面板的最小厚度应当不低于178 mm，这个厚度不包含磨耗的厚度，可以通过最小混凝土保护层的要求对桥面板的最小厚度进行控制，当设置纵向预应力筋时，桥面板的最小厚度应当不低于190 mm;依据我国现行GB50017规范中给出的规定要求，装配式钢混组合箱梁桥的桥面板宽度应当不小于180 mm，可按照实际情况设置承托。
1.1.2 配筋
桥面板的纵向钢筋归属于受压钢筋的范畴，可以按照构造要求进行合理配置，需要预留出一定的锚固长度;成桥前，横向钢筋需要承担混凝土的自重（吊装），成桥后则需要承担纵向劈裂效应，可据此对桥面板进行配筋。
1.1.3 纵横向板缝
纵向板缝的设置主要是为了连接桥面板，可设置U型钢筋，确保桥面板的连接质量;横向板缝常见的类型有两种，分别为企口缝和剪力键板缝，其中剪力键板缝不需要设置预应力，通过环氧树脂胶接即可。在应用中发现，剪力键板缝的耐久性一般，所以推荐采用企口缝进行连接。
1.1.4 预应力
通过设置纵向预应力能够进一步提升桥面板的性能，可以有效预防板缝开裂的情况发生。板缝浇筑完毕后，可进行预应力钢束张拉，然后再浇筑剪力件槽孔混凝土。在对纵向预应力进行确定时，以1.5 MPa～2.5 MPa为宜。
1.2 钢箱梁构造
1.2.1 梁高
相关研究结果显示，装配式钢混组合箱梁桥中，钢箱梁的高宽比对箱梁的畸变与翘曲会产生一定程度的影响。因此，对梁高进行合理确定显得尤为重要。钢箱梁的高度为跨径的1/18-1/30，梁高的最小取值为跨径的1/25。
1.2.2 间距
装配式钢混组合箱梁桥的主梁中心间距可以取2.5 m～4.0 m。而從前期制造与后期管维的角度，梁底板的宽度应当不低于1.2 m，以便人员进行检查和焊接作业。
1.3 剪力连接件
为提高剪力连接件的连接效果，可以采用簇钉群，其最大间距应当控制在1 200 mm以内，连接度应当≥0.7;栓钉可以选用大直径的栓钉，以此来减少焊接作业量;槽孔后浇材料可以选用高强砂浆。
2 装配式钢混组合箱梁结构跨径设计要点
2.1 跨径设计参数
对于装配式钢混组合箱梁桥而言，在进行跨径设计时，可以选用的标准跨径有四种，分别为20 m、25 m、30 m和35 m，以上跨径中，桥面板厚度相同，为0.22 m;桥面板宽度相同，为3.0 m;箱梁的高度不同，依次为0.8 m、1.0 m、1.2 m和1.4 m;双车道和三车道的主梁个数相同，前者为4个，后者为5个;主梁的间距相同，均为3.2 m;剪力槽的孔间距相同，均为1.0 m;预应力相同，均为1.5 MPa。钢箱梁的高跨比按照1/25进行设计。
2.2 材料选择
在装配式钢混组合箱梁桥设计中，材料的选择是一个较为重要的环节，具体包括以下材料：
2.2.1 钢材
所需的钢材有钢板、角钢、栓钉以及高强度螺栓等。其中钢板主要用于桥梁主体结构及横向连接，可以选用低合金钢Q345D，并确保选用的钢板符合现行GB/T1591的规定要求;角钢用于焊接耳板，采用等边角钢，型号为∠80×10和∠100×10;栓钉采用圆柱头焊钉，规格为Φ22×180;高强度螺栓与螺母的性能和质量应当与现行GB/T1231的规定要求相符。
2.2.2 混凝土
装配式钢混组合箱梁桥对混凝土的强度等级要求较高，可采用强度等级为C50的混凝土，桥面铺装层则可选用沥青砼。
2.2.3 预应力钢绞线
预应力筋可以选用抗拉强度为1 860 MPa、公称直径为15.2 mm的高强度、低松弛的钢绞线，并确保其力学性能与现行GB/T5224的规定要求相符。
2.2.4 锚具与支座
锚具采用扁形锚具，预应力管道采用金属波纹管;支座采用板式橡胶支座，其力学性能应当与国家现行规范标准的规定要求相符。
2.3 受力计算
2.3.1 钢箱梁受力
装配式钢混组合箱梁桥中的钢箱梁下部不需要设置临时支撑，可将钢箱梁本身作为支撑，对混凝土板进行现场浇筑，此时的钢箱梁单独承受各类施工荷载。故此，应对其受力变形情况进行计算。
2.3.2 组合梁受力
当后浇剪力槽孔的混凝土强度达到设计要求后，钢箱梁与混凝土板之间便会形成一个组合式截面，此时二者会共同对后续施加的桥面铺装荷载及活荷载等进行承担。以最大跨径35 m为例，经计算，其抗弯承载力为27 571 kN·m，该数值与规范中的承载力要求相符;组合梁的挠度为43.5 mm，符合要求。
2.4 制作要点
2.4.1 桥面板的预制要点
在桥面板进行预制的过程中，应当先对预应力管道的位置进行确定，要保证管道位置的准确性，可使用钢模板，以此来确保横坡与设计要求相符;对预制板吊装扣进行准确定位，吊装扣的主要作用是满足吊装需要，故此应当具备足够的抗拉强度;当桥面板预制完毕后，要对预应力管道中的杂物进行及时清理，以免造成堵塞。
2.4.2 钢箱梁的制造
在对钢箱梁进行制造的过程中，应当确保所选的材料和构造与现行GB50917的规定要求相符;可在指定的工厂内完成钢箱梁的焊接作业，必须保证焊接质量达到规范要求;钢箱梁应按照如下顺序进行组合拼装：底板、纵肋、顶板、加劲肋、横隔板，其中底板与腹板均应当预留出一定的长度，以便配切;按照设计要求对钢箱梁的预拱度进行设置，可采用围焊的方法，对角焊缝端部进行施焊;在对剪力钉进行焊接的过程中，应当确保螺柱表面应当洁净，无影响焊接质量的物质，并使焊钉与钢板之间相垂直，保证焊接质量。
2.4.3 存放与架设
制造好的钢箱梁应当进行妥善存放，在存放及运输的过程中，除了要避免变形之外，还要确保平衡、稳定，不得出现偏载的情况;钢箱梁运至的工程现场后，应当借助起重设备将其吊送到相应的位置处，通过人工辅助调整后，安放于支座上。在对钢箱梁进行架设时，应当使用相应的仪器对位置进行确认，误差不得超出允许范围。
3 结语
综上所述，装配式钢混组合箱梁桥结构设计是一项较为复杂且系统的工作，除了要了解相关的设计参数之外，还应掌握跨径设计要点，从而确保设计出来的箱梁桥结构合理。
参考文献：
[1]莫东山.多跨连续钢—混凝土组合箱梁力学性能研究[D].湘潭大学，2018.
[2]王强.钢-混组合梁桥设计与施工技术研究[J].中华建设，2018，25（04）：102-103.
[3]张璇.大跨径装配式钢-混组合箱梁制作工艺研究[J].钢结构，2019，34（04）：87-90.
关键词：装配式;箱梁桥;结构设计
中图分类号：U448.213 文献标识码：A
1 装配式钢混组合箱梁桥结构的相关设计参数
对于桥梁设计而言，一方面要考虑结构的受力性能，另一方面应当满足快速施工的需求。鉴于此，对桥梁的结构体系与构造进行研究，并确定出科学合理的设计参数显得尤为必要。具体包括预制桥面板构造、钢箱梁构造以及剪力连接件构造。
1.1 预制砼桥面板
在装配式钢混组合箱梁桥中，预制砼桥面板构造包含以下内容：厚度、配筋、纵横向板缝以及预应力等。
1.1.1 桥面板厚度
桥面板在装配式钢混组合箱梁桥中的主要作用是，承受车轮的压力与冲击力，从而使得桥面板很容易产生疲劳破坏。同时，过薄的桥面板刚度相对较低，会对桥面铺装造成不利影响。所以应对桥面板的厚度进行合理确定。在具体设计时，桥面板的最小厚度应当不低于178 mm，这个厚度不包含磨耗的厚度，可以通过最小混凝土保护层的要求对桥面板的最小厚度进行控制，当设置纵向预应力筋时，桥面板的最小厚度应当不低于190 mm;依据我国现行GB50017规范中给出的规定要求，装配式钢混组合箱梁桥的桥面板宽度应当不小于180 mm，可按照实际情况设置承托。
1.1.2 配筋
桥面板的纵向钢筋归属于受压钢筋的范畴，可以按照构造要求进行合理配置，需要预留出一定的锚固长度;成桥前，横向钢筋需要承担混凝土的自重（吊装），成桥后则需要承担纵向劈裂效应，可据此对桥面板进行配筋。
1.1.3 纵横向板缝
纵向板缝的设置主要是为了连接桥面板，可设置U型钢筋，确保桥面板的连接质量;横向板缝常见的类型有两种，分别为企口缝和剪力键板缝，其中剪力键板缝不需要设置预应力，通过环氧树脂胶接即可。在应用中发现，剪力键板缝的耐久性一般，所以推荐采用企口缝进行连接。
1.1.4 预应力
通过设置纵向预应力能够进一步提升桥面板的性能，可以有效预防板缝开裂的情况发生。板缝浇筑完毕后，可进行预应力钢束张拉，然后再浇筑剪力件槽孔混凝土。在对纵向预应力进行确定时，以1.5 MPa～2.5 MPa为宜。
1.2 钢箱梁构造
1.2.1 梁高
相关研究结果显示，装配式钢混组合箱梁桥中，钢箱梁的高宽比对箱梁的畸变与翘曲会产生一定程度的影响。因此，对梁高进行合理确定显得尤为重要。钢箱梁的高度为跨径的1/18-1/30，梁高的最小取值为跨径的1/25。
1.2.2 间距
装配式钢混组合箱梁桥的主梁中心间距可以取2.5 m～4.0 m。而從前期制造与后期管维的角度，梁底板的宽度应当不低于1.2 m，以便人员进行检查和焊接作业。
1.3 剪力连接件
为提高剪力连接件的连接效果，可以采用簇钉群，其最大间距应当控制在1 200 mm以内，连接度应当≥0.7;栓钉可以选用大直径的栓钉，以此来减少焊接作业量;槽孔后浇材料可以选用高强砂浆。
2 装配式钢混组合箱梁结构跨径设计要点
2.1 跨径设计参数
对于装配式钢混组合箱梁桥而言，在进行跨径设计时，可以选用的标准跨径有四种，分别为20 m、25 m、30 m和35 m，以上跨径中，桥面板厚度相同，为0.22 m;桥面板宽度相同，为3.0 m;箱梁的高度不同，依次为0.8 m、1.0 m、1.2 m和1.4 m;双车道和三车道的主梁个数相同，前者为4个，后者为5个;主梁的间距相同，均为3.2 m;剪力槽的孔间距相同，均为1.0 m;预应力相同，均为1.5 MPa。钢箱梁的高跨比按照1/25进行设计。
2.2 材料选择
在装配式钢混组合箱梁桥设计中，材料的选择是一个较为重要的环节，具体包括以下材料：
2.2.1 钢材
所需的钢材有钢板、角钢、栓钉以及高强度螺栓等。其中钢板主要用于桥梁主体结构及横向连接，可以选用低合金钢Q345D，并确保选用的钢板符合现行GB/T1591的规定要求;角钢用于焊接耳板，采用等边角钢，型号为∠80×10和∠100×10;栓钉采用圆柱头焊钉，规格为Φ22×180;高强度螺栓与螺母的性能和质量应当与现行GB/T1231的规定要求相符。
2.2.2 混凝土
装配式钢混组合箱梁桥对混凝土的强度等级要求较高，可采用强度等级为C50的混凝土，桥面铺装层则可选用沥青砼。
2.2.3 预应力钢绞线
预应力筋可以选用抗拉强度为1 860 MPa、公称直径为15.2 mm的高强度、低松弛的钢绞线，并确保其力学性能与现行GB/T5224的规定要求相符。
2.2.4 锚具与支座
锚具采用扁形锚具，预应力管道采用金属波纹管;支座采用板式橡胶支座，其力学性能应当与国家现行规范标准的规定要求相符。
2.3 受力计算
2.3.1 钢箱梁受力
装配式钢混组合箱梁桥中的钢箱梁下部不需要设置临时支撑，可将钢箱梁本身作为支撑，对混凝土板进行现场浇筑，此时的钢箱梁单独承受各类施工荷载。故此，应对其受力变形情况进行计算。
2.3.2 组合梁受力
当后浇剪力槽孔的混凝土强度达到设计要求后，钢箱梁与混凝土板之间便会形成一个组合式截面，此时二者会共同对后续施加的桥面铺装荷载及活荷载等进行承担。以最大跨径35 m为例，经计算，其抗弯承载力为27 571 kN·m，该数值与规范中的承载力要求相符;组合梁的挠度为43.5 mm，符合要求。
2.4 制作要点
2.4.1 桥面板的预制要点
在桥面板进行预制的过程中，应当先对预应力管道的位置进行确定，要保证管道位置的准确性，可使用钢模板，以此来确保横坡与设计要求相符;对预制板吊装扣进行准确定位，吊装扣的主要作用是满足吊装需要，故此应当具备足够的抗拉强度;当桥面板预制完毕后，要对预应力管道中的杂物进行及时清理，以免造成堵塞。
2.4.2 钢箱梁的制造
在对钢箱梁进行制造的过程中，应当确保所选的材料和构造与现行GB50917的规定要求相符;可在指定的工厂内完成钢箱梁的焊接作业，必须保证焊接质量达到规范要求;钢箱梁应按照如下顺序进行组合拼装：底板、纵肋、顶板、加劲肋、横隔板，其中底板与腹板均应当预留出一定的长度，以便配切;按照设计要求对钢箱梁的预拱度进行设置，可采用围焊的方法，对角焊缝端部进行施焊;在对剪力钉进行焊接的过程中，应当确保螺柱表面应当洁净，无影响焊接质量的物质，并使焊钉与钢板之间相垂直，保证焊接质量。
2.4.3 存放与架设
制造好的钢箱梁应当进行妥善存放，在存放及运输的过程中，除了要避免变形之外，还要确保平衡、稳定，不得出现偏载的情况;钢箱梁运至的工程现场后，应当借助起重设备将其吊送到相应的位置处，通过人工辅助调整后，安放于支座上。在对钢箱梁进行架设时，应当使用相应的仪器对位置进行确认，误差不得超出允许范围。
3 结语
综上所述，装配式钢混组合箱梁桥结构设计是一项较为复杂且系统的工作，除了要了解相关的设计参数之外，还应掌握跨径设计要点，从而确保设计出来的箱梁桥结构合理。
参考文献：
[1]莫东山.多跨连续钢—混凝土组合箱梁力学性能研究[D].湘潭大学，2018.
[2]王强.钢-混组合梁桥设计与施工技术研究[J].中华建设，2018，25（04）：102-103.
[3]张璇.大跨径装配式钢-混组合箱梁制作工艺研究[J].钢结构，2019，34（04）：87-90.