桥梁合成床版介绍

王喜亭 遇欣

摘要：合成床版是日本桥梁床版设计中出色的代表，有着耐久性高，寿命长，施工快捷，造价低等特点。这里我们介绍几种日本典型合成床版及它的适用范围，特性等。

关键词：钢·混凝土合成床版；设计；底钢板；防水

引言

20世纪90年代高耐久性的床版被开发出来到现在，作为少数主桁桥梁等新型式桥梁也被准化了。所谓钢·混凝土合成床版，是指钢板或形钢与混凝土形成一体抵抗荷载的构造。其中由钢棒头部附着混凝土和底钢板形成一体化的钢、混凝土合成床版是代表性构造。现在，日本各大桥梁企业开发出了多种多样的合成床版构造。随着我国全面建设基础设施，高速铁路，高速公路的全面建设，城乡间道路桥梁，城市道路桥梁会逐年增多。耐久性高，施工便捷，造价低的合成床版会成为桥梁床版的一种趋势。合成床版作为日本桥梁床版设计的代表，对我国桥梁事业的发展有着一定借鉴作用。

1合成床版的发展

从1995年两主行床版建设以来，以日本国土交通省提倡的所见公共事业成本计划契机，采用人性化，系统化，合理化桥梁设计，开始研究和开发满足长度长，高耐久性，高耐用性并架设便捷等要求的床版。合成床版备受关注，雏形呼之欲出1997年以后的4年内，日本国土交通省联合土木研究所做疲劳度和耐久性评价手法共同开发车载载荷行走实验。实验了不同种类的合成床版，车载荷重40吨以上对桥梁发生破坏，这次实验设定了判定标准，40吨以下车载荷重是安全可靠的，在荷重没有发生破坏的情况下，通过与传统床版对比，合成床版寿命100年以上，并确定了合成床版模块化和耐久性床版的位置。

2主流合成床版介绍

合成床版按型式可分为两大类。一类是钢·混凝土合成床版，二类是其它型式的合成床版。这里我们主要介绍下钢·混凝土合成床版。钢·混凝土合成床版又可分为以一片底钢板为主的构造，和以两片底钢板为主的构造。其中以一片底钢板为主的构造是桥梁建设协会规定的标准化合成床版。有以下几种：

（1）SCデッキ合成床版（辅助肋条型）。钢棒头和辅助肋条间隔地焊接在底钢板上，只有在辅助肋条上面有一层钢筋，与混凝土和底钢板一起形成一体化的钢、混凝土合成床版。灌注混凝土的时候，钢棒头和辅助肋条起到辅强作用。底钢版支间Lc和张出长Ls的关系，Ls/Lc=0.4以下。除了I型桥和箱型桥，细幅箱型·开断面箱桁也能对应。另外，斜张桥、拱桥等也能很好对应。

（2）トラス型ジベル合成床版（类三角型）。低钢板下层钢筋是主要拉伸部件，同时在灌注混凝土时候起到辅强作用。斜材与弦材同时作用形成类三角结构对底钢板起到补强材料作用，增强了抗剪切性能。底钢板的宽度要控制在3m以内，与普通的合成床版相比，承载力，耐久性，得到了明显的提高，同时由于3m以内荷载比较轻，可以减少主桁的数量，从而大幅度的降低了造价。

（3）パワースラブ合成床版（肋条型）。与SCデッキ（辅助肋条型）类似，但没有钢棒，辅助肋条布满底钢板，在辅助肋条上面开孔，在孔内穿入钢筋，与混凝土和底钢板一起形成一体化的钢、混凝土合成床版。灌注混凝土的时候，钢棒头和辅助肋条起到辅强作用。由于使用更高标号的混凝土和高性能钢筋，床版的厚度比较薄，主要用在支间长比较短的桥梁上面，如步道桥，水道桥，小型夸道桥等。

（4）TRC床版（三角型）。上面一条钢筋，下面两条钢筋，用箍筋固定形成三角形固定结构，与混凝土和底钢板一起形成一体化的钢、混凝土合成床版。最上面铺设钢筋，灌注混凝土时三角结构起到辅强作用。结构非常轻，但有较强的抵抗荷载能力。

（5）Uリブ合成床版（U型肋条型）。由于床版本身的底钢板和U型钢构件具有足够的刚性，在灌注混凝土的时候就省略了模板支架等辅助设施。可以预制，缩短了工期。预制床版间才有了钢筋叠加接头，因此从床版上面就可以施工，不需要辅助设施，并且，U型钢构件内灌注混凝土，使床版受力变的连续。

（6）MESLAB（T型鋼型）。T型钢与底床版焊接，由于T型钢本身具有较强的刚性，与混凝土和底钢板一起形成一体化的钢、混凝土合成床版。灌注混凝土时可以省略模板支架，除长大桥意外，一般的桥梁都可以得到广泛的应用。

3合成床版的特性

（1）没有模板支架。模板支架等临时保护设施可以最大化的省略。

（2）工期短。由于前期准备工作较少，可以在施工早期就开始灌注混凝土，缩短了施工工期。

（3）施工工序简单。不像预应力混凝土施工那样施工工序复杂，与一般混凝土施工一样，施工工序简单。

（4）高疲劳耐久性。形成一体抵抗荷载的构造，有着预应力混凝土构造同等的高疲劳耐久性。

（5）床版厚度薄。比普通混凝土床版，预应力混凝土床版薄了很多，极大的减轻了死荷重。

（6）有支护功能。桥梁施工时，先安装地板在主桁上面，增强了整体稳定性，提高施工安全。

（7）其他特征。可以对应之间8m以内的桥梁；曲线桥，斜桥也可以很容易的对应；由于没有模板支架省略了模板与混凝土剥离的工序；钢板重量较轻，容易运输等。

4基本设计

合成床版，在钢横梁上架设后，钢板是现场以架设一体化的钢筋混凝土床版，一般情况下，对合成前负荷在底钢板上，合成后，负荷是底钢板，钢构件与混凝土一体化的合成床版断面决定的。合成床版的设计，所谓与普通混凝土床版，预应力混凝土床版不同的发展方向，保持平面稳定是前提条件，适用的范围在2：1以上。

5合成床版的注意点

（1）与钢桁的合成。正弯矩与负弯矩的照查是重点，在连续合成时，中间支点的有效断面必须明确。确保主桁所需要的钢断面，施工带以钢筋接头的方式链接。钢筋的用量與底钢板的重量尽量大致相同。一般情况下，合成床版钢筋使用筋径φ22mm，间隔125mm以内这样就能保证设计的安全。

（2）混凝土裂缝的照查。合成床版与预应力混凝土床版一样，适用于较长之间，床版厚度较薄，混凝土对钢筋的保护距离很难把控。因此，桥梁建筑协会规定了，一定的混凝土裂缝是可以接受的，所以在设计时，必须照查混凝土裂缝是否满足有关规定。

（3）防水与排水。雨水的侵入会对合成床版的耐久度产生伤害，因为这个缘故，适当的排水系统和防水的施工非常重要。用标准设置辅助导水管和床版排水预留管能很快的达到排水效果。床版混凝土内也有配置导水管。还有，可以对合成床版预先设置能够早期发现雨水侵入的监测孔。监测孔被认为是非常重要的，雨水的侵入容易发生在连续梁中间支点附近和床版混凝土接壤附近。在选定不透水层是，要考虑施工条件，交通条件等因素。桥梁伸缩装置附近的施工需要特别注意。

6非破坏性检验方法

合成床版的非破坏性检验方法有很多。作为检查混凝土内部空隙的有无，有扩声震荡实验和超声波检查，红外线检查法等，还有挠度变化检查方法。

结束语

合成床版作为通用性的结构，跟钢板床版和混凝土床版的历史一样，可以追溯到100年前。合成床版除了有模板化，省略化的有点外，在施工过程中工序更简单，快捷，能缩短工期省时省力。我们看到了建设材料技术的发展；设计，制造，施工技术的发展；防水技术，防锈技术的发展。因为有了这些优越的条件，现在合成床版可以满足多样的功能要求和建设条件，并能完美的解决建设需求。我国现阶段，大多数桥都是混凝土桥，虽然钢结构合成床版桥相对于混凝土桥造价高昂，但是随着我国GDP的逐年增加，基础建设的完善，钢结构合成床版会成为下一个趋势。

参考文献

[1]日本桥梁建设协会 钢·混凝土合成床版的计划2006

[2]日本道路协会，道路桥示方书同解说2012.

[3]日本桥梁建设协会 合成床版设计手引2005

（作者单位：大连日中技研有限公司）