1.1课题的来源和研究的意义

近些年来，随着道路等级的不断提高和建设规模的不断扩大，我国的桥梁事业取得明显成就，新的桥梁结构形式不断涌现，桥型结构和施工工艺也在不断的更新。在1950年前后在欧美及日本等国最早开始了刚-混组合梁桥的研究，二战后，20世纪60年代，欧美及日本等国的桥梁建设黄金时期，组合结构梁桥以其整体受力的经济性、发挥两种材料各自优势的合理性、便于施工的突出优点而得到广泛运用，大量各种形式的组合梁桥建成。20世纪70年代，欧美及日本等国家又投入大量资金进行基础性理论研究及试验，制定组合结构规范；目前国外几个主要规范都包含组合结构桥梁设计部分，如：EURO、CODE、BS5400、DIN、AASHTO等；同时，在深入研究的基础上，结合工程实践，发展了一些新的设计方法和施工工艺；20世纪80年代以来，国际桥梁及结构工程协会（IBASE）多次召开国际学术学会，对组合结构梁桥的研究、设计、施工等多方面的发展进行了交流和研讨，进一步促进了组合结构桥梁的发展；在法国，组合结构梁桥最具竞争力的跨径范围为30~110m，跨度在40~100m范围内的公路桥梁中85%都是组合结构桥梁；而TGV高速铁路桥梁中组合结构桥梁的比例占45%，之后建设的高速铁路桥梁中组合结构的比例更高；英国，大多数20~160m及以上的跨径的公路桥，组合结构桥梁的竞争力很强；德国及美国组合结构桥梁应用更广泛；总之，组合结构桥梁由于其整体受力的经济性、发挥刚与混凝土两种材料各自的优势的合理性、以及便于施工的突出优点，在欧美、日本等国的桥梁建设中占有重要地位，德国、美国的应用范围更加广泛，取得了世人瞩目的成就。

西方国家在40~100m跨度的桥梁，甚至更大跨度范围的桥梁中，组合结构桥梁已经显示出技术经济上的优势，组合结构桥梁中在国内完全可以表现出经济竞争力。国内的组合结构桥梁在发展过程中必须充分重视经济性，失去经济上的竞争力就不可能获得良好的发展前景和发展动力。

但是组合结构桥梁的发展也并非一帆风顺，20世纪60年代以前建设的组合结构桥梁，许多因混凝土产生严重裂纹和剪力键的疲劳破坏，大大降低了其承载能力和耐久性，因此在20世纪60年代末至80年代初，组合结构桥梁的建设受到较大的影响，以法国为例，当时组合结构桥梁建设仅占2.5%。

在国内，三十多年来，一方面，在寻求跨度突破的巨大技术需要推动下，大跨度桥梁得以快速发展屡创世纪记录；另一方面，在大量中小跨度桥梁中，混凝土及预应力混凝土的桥梁占据绝对优势；组合结构桥梁的技术水平落后于国际先进水平，形成中国组合结构桥梁的研究与实践都与其国际发展水平有明显差距的认识原因有：（1）钢结构或组合结构的造价高、养护费用高；（2）钢材价贵，同时我国劳动力费用较低;而深入研究表明：同等的设计理论，方法以及当前我国内地施工水平，在40~100m甚至更大的跨度范围内，组合结构完全可以在造价上与预应力混凝土竞争。

不得不承认，我国的组合结构桥梁技术，还是以引进为主。20世纪90年代我国组合结构桥梁才开始发展，工程实例也只是大多零散出现在城市高架中，大规模应用尚未出现。大跨度桥梁以南浦大桥、杨浦大桥率先开始在国内使用钢混组合结构桥面系。铁路桥以芜湖长江大桥为代表率先采用组合钢桁梁，在秦沈铁路客运专线上，试验性的采用了组合结构简支梁与连续梁。由于国内组合结构桥梁应用较少，我国在组合结构桥梁的研究及应用方面相对滞后，组合结构桥梁设计指南或者规范也尚不完善，设计人员设计组合结构桥梁基本只能参考国外规范或者是其他行业规范，所以设计和推广这种结构存在很大困难。而且由于基础理论和研究的滞后和缺乏相应的指南或者规范，即使采用组合结构桥梁，往往经济指标偏高，不能充分体现组合结构的技术经济优势。总之，我国在组合结构桥梁的应用方面远不及欧美日等发达国家普遍。

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1钢-混组合桥梁建造材料的特点

我们都知道，任何一种建筑材料都有它的优点和不足。钢材和混凝土作为桥梁建设工作的重要材料，在力学性能上有很大差别，我们需要对之有清醒的认识。混凝土作为一种建筑材料，具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而其使用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，容易产生裂缝，塑性变形较差的特点，以C40混凝土为例，其轴心抗压强度达18.4MPa，而其抗拉强度非常下，只有1.65MPa。就钢材而言，其强度高、塑性及韧性好、抗冲击，但钢材受压时一般由屈服强度决定使用承载能力，导致其抗压性能得不到完全利用，结构较轻，而却价格高昂，维护费用高，易腐蚀，易生锈。因此，如果采用纯钢材或混凝土的桥梁往往会由于材料的限制而无法充分发挥两种材料的优点。

由于钢材和混凝土两者各有各的优势与缺点，因此，要综合利弊，取长补短，发挥两种材料各自的优势，合理利用，刚-混组合梁桥正是在这样的思路下发展起来的一种桥梁结构模式。