钢—混凝土组合桥梁 - 行业交流-热门路桥、学术研究、企业交流-中国桥梁网 -

访谈时间：2011-03-17 16:00:00

访谈实录

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中国桥梁网主持人：各位网友大家好！欢迎您来到中国桥梁网《行业交流》栏目现场，我是主持人王景云。今天我们有幸邀请到的嘉宾是钢－混凝土组合结构专家、清华大学博士生导师聂建国教授。欢迎聂老师来到我们的直播间，请聂老师与我们的广大网友打个招呼。

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聂建国：各位网友下午好，谢谢主持人。

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中国桥梁网主持人：钢－混凝土组合结构具有良好的力学性能和施工性能，采用结合技术建造桥梁能够产生很高的综合经济效益，近年来国内外的相关研究和工程应用越来越多。今天，聂老师将就“钢－混凝土组合桥梁”这一话题与大家进行交流。聂老师，我们知道您在钢－混凝土组合结构这一领域是专家，很有发言权，那么首先请您跟我们的广大网友分享一下您近期所做的研究工作。

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聂建国：谢谢主持人！今天很荣幸有机会来到这里和大家一起学习和交流。首先感谢中国桥梁网和广大网友对我的支持，感谢大家对我们团队在钢－混凝土组合结构领域所做的工作的关注，你们的问题也是我需要进一步学习和研究的，今天我将和大家分享一些实践中的体会。我目前的研究方向包括钢－混凝土组合构件。组合结构体系和组合结构新技术等是我们最近几年的主要研究方向和课题，这包括大跨度组合结构桥梁体系的研究，另一个是改进型波形钢腹板组合桥梁研究，第三个是钢－混凝土组合技术在既有桥梁加固改造中的应用。另外我们还对钢混凝土组合锚固、组合桥面系包括长期效应等进行了研究。其实我们在组合结构桥梁方面也是边学习，边研究，边实践，要说做了一点工作也只能算是在老一辈工作的基础上做了一些发展。另外，我幸运地赶上了我国经济飞速发展而带动桥梁结构快速发展的大好机遇。作为桥梁结构科技工作者之一，我有幸带领我们团队开展组合结构桥梁的研究和工程应用工作并坚持了近20年。近年来组合结构桥梁在我国得到了迅速发展，应该归功于国内组合结构领域同行的共同努力，包括科研、设计、施工等方面的工作。

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中国桥梁网主持人：感谢聂老师的精彩发言，接下来就把时间交给聂老师和在线网友进行交流。首先看这位网友的问题，他说请问聂老师，剪力键承受力比较实用的计算公式是什么？看来这是一位桥梁设计师的问题，问的也比较实在。

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聂建国：交通运输部正在组织专家修订《公路钢结构桥梁设计规范》和《公路钢－混凝土组合桥梁设计与施工细则》，目前两本规范基本定稿，很快就要面世。我也有幸被邀请参加这两本规范的修订工作，在上述两本规范中对栓钉（又称焊钉或剪力钉）和PBL剪力连接件都有具体的承载力计算规定。目前我国《钢结构设计规范》GB50013中已经给出了栓钉连接件等承载力计算公式。

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中国桥梁网主持人：组合结构计算是否应考虑钢－混凝土结合面粘接力的有利作用？

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聂建国：在钢－混凝土组合结构中，钢与混凝土之间存在自然粘结，这种粘结作用于结合面，是否考虑结合面的粘结力，应按具体情况而定。在很低荷载的情况下，粘接作用是存在的，但是在工程设计中，偏于安全，我们通常不考虑粘结力的作用，钢与混凝土结合面的剪力应由剪力连接件完全承担。在设计的时候不应该考虑自然粘接的作用，在荷载比较小的情况下可以考虑，但是设计的时候不能应用。

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中国桥梁网主持人：请问钢－混凝土叠合梁受弯时，截面应力分布能否采用平截面假定？计算与普通钢筋混凝土梁有何区别？

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聂建国：钢－混凝土组合梁在结合面配置连接件充分的情况下，在受弯作用下，截面分析是可以采用平截面假定的。自然粘接破坏以后，一定要考虑钢和混凝土之间的相对滑移效应。如果大家有兴趣可以看一些已经发表的论文和专著，两个平截面假定可以适用，在粘接开始破坏以后，要考虑滑移效应，这个可以看一些专著。

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中国桥梁网主持人：聂教授，您好！最近开始接触钢－混组合结构的收缩徐变分析，现在的收缩徐变分析采用的都是梁单元，但对于宽桥，存在一定的误差。请问是否可以采用板单元分析，如何采用？谢谢！

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聂建国：如你所述，目前应用比较广泛的桥梁设计软件如midas等，一般都只有梁单元具有收缩徐变的计算功能。若采用板单元分析时，考虑收缩徐变还是比较困难的，这样在做空间效应明显的宽桥面系受力性能分析时，误差较大。我们研究团队目前已经针对这个问题自行开发了具有三维收缩徐变分析功能的程序，并经过试验的验证具有较高的精度。目前该程序已经应用到大跨度斜拉桥、悬索桥组合桥面系的分析中，取得了良好的效果，能较为精细地考虑宽桥面系的空间效应和时变行为。这个问题用传统的梁单元考虑比较困难，这也是我多年来一直在考虑和探索的问题，对于大跨度斜拉桥桥面系依据传统的单元是不能比较精确地考虑徐变的。我的一个博士生马上要毕业了，如果这位网友有兴趣将来可以和他继续交流，我学生的论文已经完成了，必要时你们可以参考并予以指正。

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中国桥梁网主持人：请问用有限元建模分析时，钢－混组合结构的本构关系和钢筋混凝土区别大吗？如何处理混凝土底面与型钢的接触关系，以及结构发生较大变形后的接触关系，我还是个大学生，可能提出的问题有点简单，但希望您能帮我简单解答一下，不胜感激！

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聂建国：大学生能够提出这么好的问题很了不起！由于本构上关系是材料层面的问题，因此无论具体用在哪种结构，材料本身的行为应该不会有太大的区别，但在某些情况下，如钢管混凝土中的混凝土，应采用考虑约束效应的本构关系，这与传统钢筋混凝土结构中的混凝土材料本构有所区别。在钢－混凝土组合结构中，钢与混凝土的连接通常采用栓钉连接件，这种连接件具有良好的抗掀起作用，沿桥纵向具有变形能力，抵抗钢与混凝土界面的滑移。因此在有限元分析时，只需将混凝土底面和钢梁对应的节点之间设置纵向滑移弹簧，节点的其余自由度耦合，这样就能较合理地模拟钢与混凝土的共同工作，若采用非线性弹簧本构和非线性材料本构，则可模拟组合结构的大变形行为。

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中国桥梁网主持人：请问钢－混结合处在用有限元软件进行力学行为分析时，怎样能保证它的仿真程度？谢谢聂老师！

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聂建国：对于钢－混结合处进行有限元分析，关键是要准确模拟结合部连接件的受力行为，连接件的受力性能一直是组合结构研究的一大热点，目前已经有比较成熟的连接件数值模型，只要选择合理的连接件模型，就能取得较好的模拟精度。谢谢！

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中国桥梁网主持人：非常感谢聂教授，下面一位网友的提问是，钢和混凝土连接应如何考虑？RPC抗剪如何模拟？

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聂建国：钢和混凝土之间的连接主要采用剪力连接件，目前栓钉连接件由于施工简单，且有良好的变形能力和受力性能，应用最为广泛，也是比较先进的。连接件的抗剪模拟可采用弹簧单元，并赋予弹簧单元合理的本构关系。目前应该来说栓钉连接件应用最广泛。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂老师！网友的提问非常踊跃，聂老师对这些问题进行了归类，并将进行分类解答。接下来我们回答组合桥梁结构设计方面的问题。一位网友的问题是这样的：请问聂教授，对于斜拉桥的钢－混结合段有什么要注意的地方？有无设计理论和系统研究？

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聂建国：斜拉桥中的钢－混结合段是一种比较复杂的结构构造形式，根据结合段所处位置和受力情况，有如下几种构造形式：完全承压式、承压传剪式、部分截面承压式、部分截面承压传剪式等。不同的结构构造形式对应不同的受力模式。钢－混结合段的设计与施工有很多值得注意的地方，例如在设计中，钢－混结合段设置位置的选取，结合段的长度、结合段的构造形式、结合段的施工工艺等，限于时间详细问题不展开。网友如果有兴趣具体可参考即将出版的交通运输部主持修订的《公路钢－混凝土组合桥梁设计与施工细则》，在我们即将出版的《钢－混凝土组合结构桥梁》中也有介绍。这个问题比较复杂，需要具体情况具体分析，不同的情况要根据最佳结构段，从构造、施工等方面来进行考虑。这本书主要面对广大工程设计和施工人员，是我们近20多年来对组合结构桥梁学习、研究和实践的一个总结。届时欢迎网友们多多批评指正。

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中国桥梁网主持人：对于诺曼底大桥，我想请聂老师分析一下它采用塔梁固结体系的原因，以及这种布置的优缺点，能和别的体系做一下对比更好。另外，越详细越好。

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聂建国：诺曼底大桥建成时是当时世界上第一跨径斜拉桥，且桥位于勒阿佛尔和洪夫勒尔间塞纳河靠上游侧河湾口，抗风稳定性问题首当其冲。诺曼底大桥采用塔梁固结体系，在施工期间塔梁固结形成很好的稳定体系，对施工期间结构体系抗风稳定性有着很大的帮助。其次，诺曼底大桥边跨主梁采用预应力混凝土梁形式，塔梁连接相对容易，且省去了大吨位支座。当然，解决斜拉桥抗风问题不一定要靠这种方式，日本的多多罗大桥和我国的苏通大桥，都没有采用墩梁固结的形式。根据我国桥梁建设经验，在大跨桥梁结构中一般不采用塔梁固结形式，因为一旦固结之后，主梁的温度变形将导致桥梁产生较大的侧向变形，对主桥受力不是很有利。

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中国桥梁网主持人：下面一位网友问无支架施工的钢－混组合梁，增强刚度有哪些好办法？

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聂建国：对梁式组合桥来说，在有条件的时候可以设计临时支架，这样可以节省用钢量。如果没有条件，则可以采用体外预应力等方法以增加组合梁无支架施工期间钢梁的刚度。比如我们在重庆的一座桥梁加宽设计中，现场没有条件打支架，我们采取了直接一跨跨过去，如果刚度强度不够的话可以加大截面或加一些体外预应力。

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中国桥梁网主持人：我想问一下，钢管混凝土构件中，混凝土浇筑后因收缩徐变等因素导致无法和钢管紧密连结，影响协同受力的问题有什么好的解决办法？

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聂建国：这个问题已经有过研究，研究表明，钢管混凝土中混凝土的收缩很小，徐变系数仅为普通钢筋混凝土柱的1/3－1/2，收缩徐变对钢管混凝土承载力影响很小，几乎不会影响钢管和混凝土之间的协同受力。为什么呢？因为如果是混凝土收缩徐变增加一点，它们又会达到一个新的平衡。曾经有一组对比实验，一种是混凝土和钢管平齐，一种是混凝土高出钢管一点，一种是混凝土低于钢管一点，最后三者的承载力一样。钢管混凝土由于在使用当中，徐变引起的变形差不会影响钢管混凝土的承载力，会达到一种新的平衡。

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中国桥梁网主持人：聂老师的解答非常精彩。下面一位网友说，请问聂教授，钢－混凝土组合结构是不是对材料有特殊要求？例如钢材和混凝土的结合问题有哪些设计和施工要求？

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聂建国：我的观点是如何来应用钢－混凝土组合结构，如何应用传统的产业，如何应用我们国家目前施工队伍的水平做出高性能的结构，组合结构是一个比较好的选择。钢－混凝土组合结构对材料没有特殊的要求，钢材和混凝土的结合主要通过剪力连接件，目前已经有非常成熟的设计方法和施工工艺，应用也十分广泛。钢材按照钢结构工艺要求进行防腐处理，混凝土按照混凝土结构的耐久性设计方法进行设计，就能满足长期使用的要求，应该说可以满足耐久性的要求。我们没有特殊要求，如果我们需要截面更小一点，钢材强度可以高一些，Q390都没有问题，混凝土也可以用C60甚至C80都没有问题。

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中国桥梁网主持人：在钢－混结合部位，剪力键一般都常用哪几种形式？哪一种相对来讲最常用？

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聂建国：常用的剪力连接件有栓钉、槽钢、弯筋、PBL等，栓钉连接件由于施工简单，且有良好的变形能力和受力性能，目前在结合部位应用最为广泛。应该说每一种连接件都有其适用范围，比如在结合段就可以采用其他类别的连接件，但是最常用的还是栓钉连接件，国际上也是这样的。

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中国桥梁网主持人：聂教授您好，钢结构和混凝土结构之间的连接目前最流行的方法是什么？

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聂建国：钢结构与混凝土结构之间的连接主要采用剪力连接件，目前栓钉连接件由于施工简单，且有良好的变形能力和受力性能，应用最为广泛。栓钉连接件最大的好处是各向抗剪能力相同并且能够重分布剪力，因此没有必要按照实际剪力图去布设连接件。如果按照剪力图设计连接件对设计师来说太麻烦了，目前栓钉连接件设计可以分段均匀布置，这样就给桥梁设计和施工带来了很大的方便。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂教授！钢－混结构中两种不同材料之间的收缩徐变不一致，如何处理连接问题？同时如何解决温度应力？

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聂建国：收缩徐变和温度效应会给组合结构带来不利效应，主要会引起混凝土的开裂。除了在计算上做精细的分析外，可以采取以下措施减小收缩徐变和温度应力的不利影响：比如采用合理的施工工序减小混凝土板的拉应力，如连续组合桥梁，可以先浇跨中的混凝土，然后再浇中间支座段的混凝土，这样桥梁负弯矩区的混凝土在使用之前不受拉或拉应力很小，相当于提供了免费的预应力。另外采用预制板或叠合板减小收缩徐变效应，在局部拉应力较大的部位，如连续组合梁负弯矩区，可以采用纵向可自由变形的连接件来释放混凝土板中的拉应力。我们发展了一种新型连接件，可以抗分离，但不抗剪，最近我们的成果在实际桥梁工程中得到应用，到时候会在一些会议论文中予以介绍。谢谢！

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中国桥梁网主持人：接下来请聂教授回答一些组合桥梁耐久性方面的问题。钢－混组合梁桥钢砼梁桥作为公路、铁路的重要组成部分，其结构构造完整性和耐久性是关键，采取什么预防措施，如何来提高和保证？

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聂建国：目前，工程界一直担心钢－混凝土组合结构的耐久性不好，是基于如下两个方面：一是混凝土开裂；二是钢结构腐蚀。其实每一种结构都有耐久性问题，这包括混凝土结构，但从工程实践来看，组合结构的耐久性问题没有想象的那么严重，我们只要通过合理的设计和构造措施，确保施工质量和科学的维护以及科学的管理，耐久性是有保证的，比如刚刚说到负弯矩区如何减少拉应力控制裂缝可以采取的措施等。现在已有很多学者在致力于组合结构耐久性问题的研究，这非常好，研究成果会陆续与大家见面。工程实践证明，很多组合结构桥梁服役了几十年之后，还没有出现明显的耐久性不足的问题，现在的防腐技术也提高了，北京第一座组合结构桥梁是1993年建的，现在已经十八年了，目前还没有发现出现耐久性问题。我们只要定期维护，耐久性应该是有保证的，做好桥面防水很重要，混凝土结构桥梁也是这样，桥面开裂以后腐蚀钢筋也比较麻烦。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂老师，钢－混组合梁桥钢砼梁桥的病害有哪些？如何降低病害？在设计和施工过程中怎样提前预防，以避免以后出现病害？

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聂建国：这个问题和前面的问题有关联性，主要病害：一是混凝土开裂，二是钢结构腐蚀。但组合结构耐久性问题没有想象的那么严重。我个人觉得，组合结构桥梁中应尽量避免混凝土直接受拉，如果受拉不可避免，就应该合理控制裂缝宽度，让混凝土尽量处于受压状态。刚刚我说的一些施工措施和构造措施就可以避免病害的发生。只要对组合结构桥梁进行合理设计、施工、维护，组合结构的耐久性就能得到保证。

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中国桥梁网主持人：钢筋砼梁式桥包括简支梁、悬臂梁及连续梁桥。这些桥梁在运营过程中由于各种原因出现裂缝，导致承载能力下降，不满足运营要求，采取什么有效的措施对这些桥梁进行处治、加固？

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聂建国：这个问题好像不是针对组合结构，但是我也想对此回答一二。目前我国还处在大规模建设时期，旧桥改造加固问题还不是非常明显，但是已经刻不容缓，等再过一二十年，旧桥改造工作必然是桥梁工程界的一件大事，就和现在欧美一些国家相似。旧桥改造加固是一个非常复杂的工作，我们认为旧桥改造方法不能一成不变，应根据具体情况选择合适的改造加固技术。因为每一座桥都有不同的特点，不同的旧桥应该选择不同的加固方法。目前加固方法很多，粘钢加固、体外应力加固等，包括近年来我们发展的钢－混凝土组合加固等，每一种加固技术都有其自身特点和适用范围，我们在这方面要好好研究。现在一些加固方法用得不太恰当，当然这方面随着经验的积累，在旧桥改造加固方面仍然会有更多好的成果、也会有好的效果，另外我的观点是对于旧桥要采取救死扶伤的态度，不能动辄就拆，能加固改造的尽可能加固，因为拆除桥梁对环境的影响非常不利，近年来我们对一些旧桥通过组合加固技术进行加固改造，取得了很好的效果。

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中国桥梁网主持人：“救死扶伤”这四个字真好，体现了聂教授非常强的责任心。下面的问题集中在组合结构桥梁工程应用前景上。请问钢－混凝土组合结构在桥梁中的应用有哪些典型工程？钢－混凝土组合结构在桥梁工程中应用的技术难点有哪些？

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聂建国：近年来，随着工程师、科研人员对钢－混凝土组合结构的认识逐渐深入，组合结构的优势也在工程应用当中逐渐显露出来。组合结构桥梁比传统结构桥梁自重轻得多、施工速度快得多，不影响交通，对抗震也是有利的，用钢量大大减少，刚度提高、行车舒适度提高，取得了比较好的综合效益。由于其综合效益好，钢－混凝土组合结构在桥梁领域的应用也越来越广泛，一般有梁式桥，特别是在城市立交、匝道、跨高速公路、跨铁路的桥梁。据统计，北京市目前大约有300座以上的钢－混凝土梁式桥。另外还有钢管混凝土拱桥包括拱肋和组合桥面系、组合梁斜拉桥（又称叠合梁斜拉桥和组合梁斜拉桥），现在在国内也是越来越多，比如重庆的观音岩大桥。还有混合梁斜拉桥、大跨悬索桥也已经开始采用钢－混组合桥面系。几年前建的悬索桥用组合桥梁还有一些担心，现在正在修建的武汉鹦鹉洲长江大桥就采用组合结构桥面系，这对提高行车舒适度、保证桥面的铺装非常有利。应用的技术难点有如下几个方面：第一，针对钢－混凝土组合结构桥梁，组合结构桥梁设计方法相对滞后，设计规范还不够完善，给设计人员的工作造成了一定的困难；第二，现在的一些计算软件对组合结构桥梁还处于无所适从阶段，比如刚才我提到的徐变收缩效应，精确考虑还有一定困难，使实际受力状态与我们假设的计算模型有差异，这样导致我们不能准确掌握桥梁结构的某一点真实受力状态；第三，工程技术人员对钢－混凝土组合结构桥梁或多或少存在一些疑虑问题，因为经验不太多，所以困惑相对多一些，如负弯矩区混凝土板开裂、界面腐蚀性问题等。钢－混凝土组合结构桥梁相对新一点，大家做得多了，就会发现它是非常灵活的结构形式。我前面也提到一些例子，我相信在我们的共同努力下，很多问题将会逐渐得以解答。因为随着工程实践的积累和科研工作的不断深入，我们现在困惑的这些问题在将来都会越来越清楚。我们科研团队包括国内的同行，在今后的研究中会尽可能逐步满足工程界对组合结构桥梁设计的要求。谢谢！

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中国桥梁网主持人：谢谢聂老师。下面一位网友说，能否请聂教授谈谈浙江立交桥坍塌事故的原因？

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聂建国：谢谢这位网友，看来他很有社会责任感，我没有参加相关的桥梁事故调查和鉴定会，具体情况不是非常清楚，我也是通过网络了解的，我把那几张照片都下载下来了，所以你知道的会比我多。不过我想说一点，对于结构工程包括桥梁工程，全过程控制包括设计、构造、施工和管理等环节对结构安全都是至关重要的。我想强调一下全过程控制，只要各个环节做好了，只要每个参与人员尽职尽责，任何桥梁事故应该都是可以避免或大幅减少的。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂老师。我们也希望这种事故越来越少。有网友问钢－混组合桥梁是否适用于小型桥梁？当今大型桥梁中的钢－混组合桥梁技术发展到什么阶段？

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聂建国：组合结构桥梁真正发展比较快是在20世纪50年代以后，从20－25米跨径的中小跨径梁桥到跨径近千米的斜拉桥，目前都有组合结构桥梁的应用。组合结构技术目前已经应用于大跨度斜拉桥和悬索桥，我们国家已建成的最大跨径组合梁斜拉桥主跨为605米，正在修建的最大跨径组合梁斜拉桥主跨已达616米，目前我国正在修建中的最大跨径的组合梁悬索桥主跨达850米。组合桥梁从中小跨径桥梁到大跨度悬索桥，说明组合桥梁还是有其优点的，正是因为它的优点才对它提出了要求，有了需求就促进了我们的进一步研究。小跨径从经济性来讲，不一定适用组合结构桥梁，不能因为我研究组合结构就强调一味都用组合结构，组合结构一定要用在非常适合的地方，在30米跨度以上可以凸显出它的优点，它的特点是跨度越大越能显示出优点。在建筑结构领域里这样，跨度超过10米到12米的梁可以考虑，跨度较小的时候还是用混凝土梁比较合适。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂老师。下面一位网友说，请问聂教授，矩形钢管混凝土结构多数都是用于建筑结构上，不知道在桥梁工程方面的发展前景如何？目前，对矩形钢管混凝土结构的研究还是参照国外的研究方法，规范也是如此，在桥梁上的应用更是少之又少，是不是发展空间很小了？

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聂建国：矩形钢管混凝土由于施工方便、承载力高、抗震性能好，同时相比圆形钢管混凝土，与其他构件的连接构造相对比较简单；相比传统混凝土结构，可避免裂缝外露；相比传统钢结构，可显著改善其受压稳定性能。因此，如果能用在合适的部位便可充分发挥其优势，在桥梁结构中仍然有广阔的应用前景。譬如大跨斜拉桥和悬索桥中的桥塔，尤其对于那些形状复杂的桥塔，采用预应力混凝土结构裂缝控制往往比较困难，施工也很复杂，这时采用钢管混凝土组合桥塔就能很好地解决这一问题。此外，桥墩也可采用矩形钢管混凝土，现在我们正在发展一种改进的连续组合桁梁桥，为了提高负弯矩区的刚度和承载力，我们在负弯矩区下弦采用矩形钢管混凝土形式，取得了良好的效果。我们还发展了一种桁式的波形钢腹板桥，负弯矩区的下弦受压杆也采用了矩形钢管混凝土结构形式，对连续组合桥正弯矩区的上弦钢管和在负弯矩区的下弦钢管都灌了混凝土，这样可以提高抗压承载力。谢谢！

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中国桥梁网主持人：谢谢您！钢－混组合结构与钢－混混合梁结构相比在设计上和施工上有什么优点，这两种结构各适用于什么情况？

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聂建国：钢－混组合结构是一个大概念，钢－混混合梁结构是其中一种结构形式，采用钢－混混合梁结构是为了充分发挥钢与混凝土材料各自的优点，这也是组合结构的基本思想。钢－混混合梁结构主要适用于大跨径斜拉桥、悬索桥和连续梁桥。在这些桥梁结构形式中，边跨主要起到平衡主跨重量的作用，随着桥梁跨度的不断增加，采用单一材料时往往很难在结构的力学性能与经济性之间寻求一个更好的平衡点。采用预应力混凝土主梁的斜拉桥，当跨径超过500米后主梁重量将很大，其跨越能力将受到限制，而采用钢箱梁斜拉桥造价又偏高。为解决这一问题，并充分发挥混凝土梁的压重作用和钢梁跨越能力大的特点，采用主跨为钢梁、边跨为混凝土梁的钢－混混合梁结构是一种不错的选择。另外，组合结构桥梁的优点是受力性能好、抗震性能优良、自重轻、施工快速方便（如可以省脚手架和模板）、保护环境、不影响下部交通等，综合效益显著，因此组合结构桥梁具有广阔的发展前景。当然任何一种结构形式都有它的适用范围，组合结构桥梁也是如此。我们一定要强调，不是什么时候都要采用组合桥梁。

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中国桥梁网主持人：下面有位网友想请问聂教授，钢－混凝土桥梁在市政上用得多不多，在减轻自重上有多大优势？

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聂建国：目前钢－混凝土组合桥梁由于自重轻、施工方便、不影响交通，在市政施工上有非常明显的优势。目前在北京已经有300多座，深圳、广州等其他城市应用也非常多。自重可以相对减轻40%，曾经有一个组合桥梁工程实例，其自重减轻70%，所以在市政施工当中优势非常明显，因为工期短，又不影响交通。

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中国桥梁网主持人：请聂教授就波形钢腹板的情况简单介绍一下。

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聂建国：波形钢腹板在我们国家也就10年左右的历史，目前国内建成的还比较少，它是一种新型的组合桥梁，由于腹板纵向刚度小所以可以不承担纵向应力，但腹板抗剪非常有利。另外这种波形钢腹板可以有效降低结构自重，但是传统的波形钢腹板组合梁施工还是比较复杂，尤其是下翼缘混凝土的浇筑，我们有两个发明专利，对传统波形钢腹板组合梁做了改进。

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中国桥梁网主持人：谢谢聂教授和大家进行交流，最后请聂教授再和大家强调几点。

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聂建国：谢谢主持人，在结束交流和汇报之前我想和各位强调几点：（1）任何结构设计都要做到结构体系合理先进、传力直接、符合基本的抗震设计原则、构造简单、施工方便，要通过合理先进的结构实现桥梁美，而不是为了追求美而产生不合理的结构和过多地增加投资。其实结构本身是很美的，结构方案是否合理在很大程度上决定了结构的安全。（2）结构的整体牢固性非常重要，一些结构的破坏并不是因为强度、刚度不足，而是因为牢固性不够、构造措施不到位，包括施工阶段和使用阶段，从汶川地震结构的破坏和倒塌包括一些工程事故可以清楚地看出这一点。（3）结构的实际受力状态与假设的模型存在差异，导致我们不能准确掌握结构的真实性能，比如房屋结构中的强柱弱梁虽然验算满足了，但是梁的实际承载力和刚度比计算的要高。为什么我们看到很多震害尽管在设计验算时满足强柱弱梁要求，但是最后还是发生柱端破坏？原因就是实际上梁的极限承载力和刚度要高于我们估算的。（4）结构设计和施工的结合以及与使用阶段的管理都是密不可分的，不同阶段要紧密地结合，如设计一定要考虑施工的可行性和可操作性，投入使用以后还要好好地管理起来，包括精心养护等。桥梁工程是一个系统工程，所以希望年轻的学子在今后走向工作岗位之后一定要注意这个问题，从设计到施工，包括从材料开始。这是我的一些个人观点，供大家参考和批评指正。因为时间关系要结束和大家学习与交流了。各位网友，再次感谢你们对组合结构桥梁的兴趣和关注。组合结构桥梁以其显著的特点和优越性，已成为桥梁结构体系的重要发展方向之一，并且组合结构桥梁还会向更广义的方向发展，包括与其他新材料如FRP等的组合。组合结构桥梁将在实现我国桥梁强国的进程中发挥越来越重要的作用，现在我们是桥梁大国，老一辈一直在强调我们要向桥梁强国迈进，我将带领我们团队继续努力工作，与国内同仁们一起共同促进组合结构桥梁的进一步发展。本人带领的团队能够在钢－混凝土组合结构领域开展一些工作应该感谢前辈的引领，我的硕士研究生导师孙国良先生在1982年年初把我引进了钢－混凝土组合结构领域，为我日后开展组合结构的研究和应用打下了良好的基础。1992年我的博士后合作导师沈聚敏先生把我引到了一个新的科研平台——清华大学结构工程研究所，为我进一步开展组合结构的科研工作创造了良好的环境和条件。还要感谢前辈们长期以来的指导、关怀和鼓励，感谢国内同仁的支持和帮助。为什么一定要强调这些？因为包括我的一些专著，很多实例都是靠国内的同行提供的，我们紧密合作，他们给我提供了一个个很好的学习和实践的机会。感谢本团队全体成员的辛勤工作，今天我带了我的两个博士生来到现场，我们的工作是团队成员共同完成的。感谢清华大学实验室全体工作人员的支持和帮助。我之所以能够在组合结构领域里有些收获，是因为有他们的支持。同时感谢国家自然科学基金委员会、科技部、北京市自然科学基金委员会、北京市科学技术委员会，以及相关企业的资助。因为没有经费我们做不了研究，没有与企业的结合就没有实践的机会。同时，向广大网友表示感谢，今天下午你们用这么宝贵的时间和我交流，对我来说也是一个学习的过程，再次感谢中国桥梁网提供这样一个学习的机会。谢谢大家！

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中国桥梁网主持人：因为时间关系，我们这一期的在线交流就进行到这里，再次感谢聂老师做客我们栏目，谢谢聂老师的精彩解答，也非常感谢广大网友的热情参与。下一期做客中国桥梁网的嘉宾是中国工程设计大师、港珠澳大桥主体工程主要设计负责人之一、中交公路规划设计院有限公司副总经理孟凡超先生，还请广大网友及时关注我们的网站，谢谢大家！

网友问答

lxhr11：钢混结构中两种不同材料之间的收缩徐变不一致，如何处理连接问题？同时如何解决温度应力？

聂建国：收缩徐变和温度效应会给组合结构带来不利效应，主要会引起混凝土的开裂，除了在计算上做精细的分析外，可以采取以下措施减小收缩徐变和温度应力的不利影响：比如说采用合理的施工工序减小混凝土板的拉应力、比如说连续组合桥梁，可以先做跨中的混凝土，然后再浇之后的混凝土，这样桥梁在使用之前不受拉，有免费的拉力。外采用预制板或叠合板减小收缩徐变效应、在局部拉应力较大的部位，如连续组合梁负弯矩区，可以采用纵向可自由变形的连接件来释放混凝土板中的拉应力。最近我带领一个团队我们想出一个连接件，可以抗滑，但是不抗剪，不承受拉应，最近我们的成果在天津的项目上应用，到时候会在一些会议和文章上做一些介绍。谢谢！

一磅缘：请问聂老师，对于诺曼底大桥，我想请聂建国老师分析下它采用塔梁固结体系的原因，以及这种布置的优缺点，能和别的体系做下对比更好。另外，越详细越好。。。

聂建国：诺曼底大桥当时建成时是世界第一跨径斜拉桥，且桥位位于在勒阿佛尔和洪夫勒尔间塞纳河靠上游侧河湾口，抗风稳定性问题首当其冲。诺曼底大桥采用塔梁固结体系，在施工期间塔梁固结形成很好的稳定体系，对施工期间结构体系抗风稳定性有着很大的帮助。其次，诺曼底大桥边跨主梁采用预应力混凝土梁形式，塔梁连接相对容易，且省去了大吨位支座。当然，解决斜拉桥抗风问题不一定要靠这种方式，随着日本多多罗桥和我国苏通大桥的建成，都没有采用墩梁固结的形式。根据我国桥梁建设经验，在大跨桥梁结构中一般不采用塔梁固结形式，因为一旦固结之后，主梁的温度变形将导致桥梁产生较大的侧向变形，对主桥受力不是很有利。