9.1.2 设计要点
1.工程结构
1）钢梁截面形式选择
在钢梁截面形式的选择上，选定了闭口箱形钢梁与桥面板组成箱形组合梁截面。
一般来说钢-混组合梁桥中钢梁常用的截面形式有钢板梁、闭口箱形钢梁、开口槽形钢梁、桁架梁。以钢板梁作为截面形式的钢-混组合梁桥构造设计简单，因此施工非常方便，并且梁高较低。但其许多构件外露，养护工作量大。由于此次钢梁跨径达65 m，一般只用在小跨径组合梁上的钢板梁显然是不合适的。桁架截面虽然形式美观、实用，但其外露杆件多，节点设计复杂，后期养护的工作量也非常大，因此本次也未选择这种截面形式。
对于跨径较大的钢梁来说，开口槽形钢梁或闭口箱形钢梁与桥面板组成的箱形组合梁截面都是可以选择的，最终选择闭口箱形钢梁主要是考虑到以下三点：首先是施工过程中存在运输吊装的过程，闭口箱形钢梁相对于开口槽形钢梁来说显然稳定性更好；其次闭口箱形钢梁在混凝土桥面板施工时，钢梁部分顶板可直接作为混凝土桥面板的底模使用，而开口槽形钢梁却需要搭设底模，施工较为不便；最后是采用开口槽形钢梁时，其顶板板厚较闭口箱形钢梁更厚，焊接品质难以保证。
2）钢梁的抗倾覆性能
在外部荷载作用下，钢-混组合梁桥一旦超过其固定的临界状态便会出现倾覆的问题。近些年来，我国便发生了多起与桥梁倾覆有关的桥梁安全事故，这些事故大多出现在路线线型为圆曲线的桥梁上，或者存在严重的重车偏载。发生倾覆问题时，整个结构绕轴翻转，在这种情况下，钢-混组合梁桥便成了一个机动体系。其中，最主要的便是计算抗倾覆系数，即稳定力矩和倾覆力矩的比值。在其他因素不变的情况下，支座间距越大，则稳定力矩和倾覆力矩的比值越大，桥梁结构的抗倾覆能力越强。尽管钢-混组合梁桥的抗倾覆能力总体来说较强，但为了避免出现倾覆破坏，在结构设计时还是需要对横向支座的间距进行合理设计，并对整桥进行偏载验算，防止再出现支座脱空等情况。
3）钢梁的结构设计
为了提升箱形截面钢梁的稳定性、刚度和抗扭性能，全桥设置了多道横隔板、腹板、纵向加劲肋以及竖向加劲肋。同时为保证主梁的整体性及合理的受力性能，在主梁之间设置横向联系。设计时由受力和构造等因素确定合适的形式和间距。桥面板采用了C50自密实补偿收缩混凝土，为了保证钢-混组合梁桥结构的耐久性，需要在桥梁整体组装焊接完，并经检查合格后，再进行喷砂、涂装。
桥梁结构具体参数如下。单幅组合梁桥面宽17.75 m，横向设置4个箱室，腹板中心间距4.45 m。组合梁跨中梁高3.12 m，其中，钢梁内轮廓高度2.9 m（不包括板厚），混凝土板厚0.22 m。钢梁为预制钢箱梁，顶板通长布置，厚度16 mm，上设焊钉；单片梁底宽2.58 m，厚度20～40 mm；腹板为直腹板，厚度14～16 mm。腹板上布置有竖向及水平向腹板加劲肋，底板上布置有底板纵向加劲，断面形式见图9.1。其跨中设置7道横隔板，端部各设置1道端横隔板。
图9.1 钢-混凝土组合梁桥典型横断面（单位：mm）
钢-混组合梁桥的钢结构部分采用全焊接，钢梁由主梁、横隔梁及加劲肋组成，钢梁上翼缘顶面设置焊钉与混凝土桥面板连为整体。焊钉的作用是传递桥面板与钢梁之间的剪力，是混凝土板、钢梁联合受力的关键。本设计焊钉采用φ22×180圆柱头焊钉。
新建钢-混组合梁桥采用少支架钢梁吊装，桥面板全部采用现浇方式，待成桥后方可拆除支架。
4）材料的选择
为减少混凝土收缩对结构产生的不利影响，65 m钢-混组合梁桥桥面板采用C50自密实补偿收缩混凝土。主体钢结构板材采用Q345D钢。对于厚度不小于20 mm的钢板要求采用探伤钢板，探伤标准按《厚钢板超声检测方法》（GB/T 2970—2016）执行，探伤等级Ⅱ级。附属结构采用Q235B钢。螺栓等级为10.9级。其中连接件是叠合梁受力的关键部件，需要承受钢梁与桥面板结合面的剪力，并且在一定情况下还要考虑抗拉作用，因此在选用圆柱头焊钉连接件时，焊钉必须具有很好的抗剪、抗拉性能，其抗剪性能还应不受剪力方向影响，并具有结合良好、方便施工、易于焊接的优点。焊钉最终规格为φ22、ML15的铆螺钢，通过高频电磁焊与主梁连接。
同时为保证结构具有良好的耐久性，本桥采用了油漆涂装的防护体系。在上漆前钢板的除锈质量会直接影响到涂装质量的好坏，因此必须严格控制，除锈应达到Sa2.5级。钢结构在制造厂内应完成全部底漆、中间漆及第一道面漆，以保证涂装的质量。对于钢结构安装完成后外表面第二道面漆必须严格到位，各涂层厚度必须达到设计要求。所有防腐涂层材料的质量标准应不低于现行国家标准，冷喷锌的干膜锌含量不低于96%，并与后道涂层具有良好配套性。
5）抗震设计
由于本桥处于高烈度震区，合理的抗震体系设计尤为重要。经查阅已有的震后桥梁破坏资料，简支梁桥的破坏主要是支座与梁体发生了相对滑移，严重的则出现了落梁的情况，而对于下部结构，在梁高较低的情况下，其破坏程度较轻。本桥经过技术、经济等方面的综合比选，最终选择采用了减隔震结构体系。在地震作用下，支座会产生较大的水平力，常规支座很难满足要求，极易发生滑动破坏。因此在经过比选后，上部结构采用了抗震挡块等抗震措施，以防止落梁。支座则采用了LNR固定型矩形水平力分散型橡胶支座。该支座能够满足较大的剪切位移，且大位移剪切变形后没有残余变形，恢复能力强，并可与主梁、墩台有效连接，确保桥梁上部结构有效传力至下部结构，实现了桥梁下部结构水平力分散，各墩协同抵抗水平力。同时下部结构的配筋率也采用了可满足抗震要求的构造配筋。
6）施工方案的选择
通常钢-混组合梁桥有两种施工方法可以采用，分别是有支架法和无支架法。当采用有支架施工时，施工阶段的大部分或全部恒载将由落地支架承担，而此时钢梁和桥面板是不参与承受荷载的，直到混凝土桥面板与钢梁形成联合截面并拆除支架后，恒载及活载才转由联合截面承担；若采用无支架施工，则钢梁需要承担钢梁自身以及桥面板的重量，等到桥面板混凝土凝结并与钢梁形成组合截面以后，铺装、护栏等二期恒载及活载才由联合截面来承担。
因此采用无支架施工会导致用钢量的增加。但是由于本项目的特殊性，施工时需要保证下穿线路的正常交通，若采用满堂支架施工显然是不合适的。本项目最终根据现场实际情况并经方案比选，采用了设置临时墩的少支架施工方法。施工时临时墩之间的空间可供车辆通行，钢梁则利用临时墩进行分段拼接吊装，待浇筑混凝土桥面板并且混凝土凝结后再撤去临时支架。