鋼－混凝土組合梁是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)型式。它主要通過在鋼梁和混凝土翼緣板之間設(shè)置剪力連接件（栓釘、槽鋼等），抵抗兩者在交界面處的剪力及相對(duì)滑移，并使之成為一個(gè)整體而共同工作。鋼－混凝土組合梁同鋼筋混凝土梁相比，可以減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用，減小截面尺寸，增加有效使用空間，節(jié)省支模工序和模板，縮短施工周期，增加梁的延性等。同鋼梁相比，可以減小用鋼量，增大剛度，增加穩(wěn)定性和整體性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗火性和耐久性等。
近年來，鋼－混凝土組合梁在我國城市立交橋梁及建筑結(jié)構(gòu)中已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且正朝著大跨方向發(fā)展。鋼－混凝土組合梁在我國的應(yīng)用實(shí)踐表明，它兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合我國基本建設(shè)的國情，是未來結(jié)構(gòu)體系的主要發(fā)展方向之一。
工程概況
新疆阿克蘇熱電廠在阿克蘇西大橋水庫邊向阿克蘇市區(qū)供熱，熱力管線首先要跨越勝利渠，勝利渠為阿克蘇西大橋電站的排水渠，也是阿克蘇的主要農(nóng)業(yè)灌溉渠，熱力管線的橋址位置：上游400米為阿克蘇西大橋水電站，下游100m為分水閘口，水渠兩側(cè)為混凝土護(hù)坡，坡度比1∶1.5，水渠坡口寬46米，水渠深5米，勝利渠的水不允許斷流，因此采用一跨的橋型方案，跨徑為52米，橋面凈寬2.5米。水渠兩岸地質(zhì)情況良好，為卵礫石土，一般粒徑為3～5厘米，不超過20厘米，地層承載力為200kPa。過水渠管道支架布置簡圖和管道截面簡圖如圖1、圖2所示。
該工程所在地區(qū)凍土深度為111cm；極端最低氣溫為零下23.2℃，極端氣溫為39.6℃，年平均氣溫為8.9℃；風(fēng)速26s/m,基本風(fēng)壓0.65kN/m2；年平均降水量為60.4 毫米，年平均蒸發(fā)量為1198.4毫米；海拔高度1102-1104米，積雪深度0.14米，基本雪壓0.2kN/m2；熱力管線設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度313℃；地震烈度為8度，所在地公路自然區(qū)劃為VI2區(qū)。
方案選取
簡支橋梁凈跨52米，跨度比較大。如果采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁，梁的截面很大，從而橋梁本身的自重大，不利于抗震，梁截面的承載力主要用來承受自重，且施工周期長、需支模等現(xiàn)場施工作業(yè)量大，影響水渠的正常供水。如果采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，雖然可以減小截面高度及自重，但施工復(fù)雜，費(fèi)用高。如果采用鋼梁，由于本身剛度較小，為了滿足剛度要求，截面高度就比較大，而且還有防腐的問題。而采用鋼－混凝土組合梁，由于其截面承載力高、剛度大，則可以大大減小截面高度，減輕自重，節(jié)省材料，加快施工進(jìn)度，且由于組合梁中鋼梁暴露在空氣中的表面積比鋼梁小，防腐等相對(duì)于純鋼梁容易解決。因此，綜合比較考慮各方面因素后，決定采用鋼－混凝土簡支組合梁。
鋼－混凝土組合梁計(jì)算原理
在鋼－混凝土組合梁彈性分析中，采用以下假定：1、鋼材與混凝土均為理想的彈性體。2、鋼筋混凝土翼緣板與鋼梁之間有可靠的連接交互作用，相對(duì)滑移很小，可以忽略不計(jì)。 3、平截面假定依然成立。4、不考慮混凝土翼緣板中的鋼筋。 鋼－混凝土組合梁彈性分析采用換算截面法。如圖3所示，(a)表示換算前截面，(b)表示換算后截面。換算截面法的基本原理是：混凝土翼緣板按照總力不變及應(yīng)變相同條件，換算成彈性模量為Es、應(yīng)力為бs的與鋼等價(jià)的換算截面面積。具體計(jì)算時(shí)，為了混凝土截面重心高度換算前后保持不變，換算時(shí)混凝土翼緣板厚度不變而僅將翼緣板有效翼緣寬度be除以α E（鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值），得到圖3(b)。
求得等價(jià)的鋼梁截面后，可以按照材料力學(xué)的方法來計(jì)算截面的抗彎承載力。設(shè)換算后截面的慣性矩為 I換算，換算截面形心軸距離鋼梁底部為y 換算，組合梁總高為y換算作用在截面上的彎矩為M，剪力為，則鋼梁底部纖維和混凝土翼緣板處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：
而組合梁撓度的計(jì)算，則按照換算截面慣性矩計(jì)算組合梁截面剛度后，再由結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算梁的撓度。
近年來，鋼－混凝土組合梁在我國城市立交橋梁及建筑結(jié)構(gòu)中已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且正朝著大跨方向發(fā)展。鋼－混凝土組合梁在我國的應(yīng)用實(shí)踐表明，它兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合我國基本建設(shè)的國情，是未來結(jié)構(gòu)體系的主要發(fā)展方向之一。
工程概況
新疆阿克蘇熱電廠在阿克蘇西大橋水庫邊向阿克蘇市區(qū)供熱，熱力管線首先要跨越勝利渠，勝利渠為阿克蘇西大橋電站的排水渠，也是阿克蘇的主要農(nóng)業(yè)灌溉渠，熱力管線的橋址位置：上游400米為阿克蘇西大橋水電站，下游100m為分水閘口，水渠兩側(cè)為混凝土護(hù)坡，坡度比1∶1.5，水渠坡口寬46米，水渠深5米，勝利渠的水不允許斷流，因此采用一跨的橋型方案，跨徑為52米，橋面凈寬2.5米。水渠兩岸地質(zhì)情況良好，為卵礫石土，一般粒徑為3～5厘米，不超過20厘米，地層承載力為200kPa。過水渠管道支架布置簡圖和管道截面簡圖如圖1、圖2所示。
該工程所在地區(qū)凍土深度為111cm；極端最低氣溫為零下23.2℃，極端氣溫為39.6℃，年平均氣溫為8.9℃；風(fēng)速26s/m,基本風(fēng)壓0.65kN/m2；年平均降水量為60.4 毫米，年平均蒸發(fā)量為1198.4毫米；海拔高度1102-1104米，積雪深度0.14米，基本雪壓0.2kN/m2；熱力管線設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度313℃；地震烈度為8度，所在地公路自然區(qū)劃為VI2區(qū)。
方案選取
簡支橋梁凈跨52米，跨度比較大。如果采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁，梁的截面很大，從而橋梁本身的自重大，不利于抗震，梁截面的承載力主要用來承受自重，且施工周期長、需支模等現(xiàn)場施工作業(yè)量大，影響水渠的正常供水。如果采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，雖然可以減小截面高度及自重，但施工復(fù)雜，費(fèi)用高。如果采用鋼梁，由于本身剛度較小，為了滿足剛度要求，截面高度就比較大，而且還有防腐的問題。而采用鋼－混凝土組合梁，由于其截面承載力高、剛度大，則可以大大減小截面高度，減輕自重，節(jié)省材料，加快施工進(jìn)度，且由于組合梁中鋼梁暴露在空氣中的表面積比鋼梁小，防腐等相對(duì)于純鋼梁容易解決。因此，綜合比較考慮各方面因素后，決定采用鋼－混凝土簡支組合梁。
鋼－混凝土組合梁計(jì)算原理
在鋼－混凝土組合梁彈性分析中，采用以下假定：1、鋼材與混凝土均為理想的彈性體。2、鋼筋混凝土翼緣板與鋼梁之間有可靠的連接交互作用，相對(duì)滑移很小，可以忽略不計(jì)。 3、平截面假定依然成立。4、不考慮混凝土翼緣板中的鋼筋。 鋼－混凝土組合梁彈性分析采用換算截面法。如圖3所示，(a)表示換算前截面，(b)表示換算后截面。換算截面法的基本原理是：混凝土翼緣板按照總力不變及應(yīng)變相同條件，換算成彈性模量為Es、應(yīng)力為бs的與鋼等價(jià)的換算截面面積。具體計(jì)算時(shí)，為了混凝土截面重心高度換算前后保持不變，換算時(shí)混凝土翼緣板厚度不變而僅將翼緣板有效翼緣寬度be除以α E（鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值），得到圖3(b)。
求得等價(jià)的鋼梁截面后，可以按照材料力學(xué)的方法來計(jì)算截面的抗彎承載力。設(shè)換算后截面的慣性矩為 I換算，換算截面形心軸距離鋼梁底部為y 換算，組合梁總高為y換算作用在截面上的彎矩為M，剪力為，則鋼梁底部纖維和混凝土翼緣板處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：
而組合梁撓度的計(jì)算，則按照換算截面慣性矩計(jì)算組合梁截面剛度后，再由結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算梁的撓度。