9.1.3 计算分析
1.计算模型的建立
上部结构采用Midas Civil进行了结构计算，其中混凝土板与钢主梁采用组合截面模拟；并利用Midas Civil的抗震分析功能对模型进行了抗震分析，依据结果进行了墩桩配筋设计。计算时根据桥梁施工流程划分结构施工阶段，根据荷载组合要求的内容进行内力、应力计算，验算结构在使用阶段的应力、强度、裂缝和挠度是否满足规范要求。
为简化计算分析过程，模型中只考虑活载作用于一片主梁，利用刚接板梁法计算横向分布系数（见图9.2），并且考虑箱梁在活载偏载下的翘曲正应力，取偏载系数为1.2。
图9.2 计算模型渲染图
2.考虑施工过程的整体计算
在进行整体计算时，需要考虑按照实际的施工过程进行施工阶段模拟分析。结合本项目的情况，在进行施工节段分析时主要建立了以下五个阶段：第1阶段为设临时墩并少支架架设钢梁，截面特性为组合截面中的钢梁特性；第2阶段为架设预制桥面板，并浇筑湿接缝等现浇混凝土；第3阶段为待现浇混凝土达设计强度后，桥面板已与钢梁联合成一体，撤掉临时墩，体系转换为单跨简支梁，截面特性为成桥时的钢-混凝土联合特性；第4阶段为桥面铺装、中央分隔带、护栏、人行道等二期恒载加载期，这些荷载按照实际情况作为外部荷载进行加载；第5阶段为成桥以后的桥面板混凝土收缩徐变期，该阶段的截面特性与上一阶段相同。成桥运营后考虑车辆、人群荷载以及混凝土桥面板的收缩徐变等的影响，钢梁及桥面板的应力结果见图9.3～图9.5。从以上计算结果看，钢梁及混凝土顶板强度都满足设计要求。
图9.5 正常使用状态标准组合作用下混凝土上缘最大压应力（单位：MPa）
3.挠度计算
钢-混组合梁桥的挠度应是施工阶段和使用阶段两者挠度的叠加，施工阶段主要是钢梁和混凝土桥面板自身重量导致的挠度以及二期恒载产生的挠度，而使用阶段的挠度则是在活载、混凝土收缩徐变等作用下产生的挠度。
本项目中经过计算，活载最大竖向挠度发生在主梁跨中，竖向位移最大为29 mm，仅为容许值（由汽车荷载（不计冲击力）引起的竖向挠度不得超过跨径的L/600（其中L为梁的计算跨径，m））的27%，因此本桥的抗弯刚度较大。采用容许应力法计算了剪力钉的抗剪承载力，因此混凝土桥面板和钢梁间的连接刚度较强，即使计算考虑滑移效应引起的刚度折减，挠度仍有较大富余。
4.稳定计算
钢-混组合梁桥的稳定性分析主要在两个阶段：首先是钢梁阶段，在这个阶段钢梁若为开口槽形则稳定性较差，需要对施工过程进行周密考虑，由于本项目中采用了闭口箱形，在该阶段稳定性方面较好；其次是钢梁和混凝土桥面板形成组合截面以后，该阶段稳定性一般都能满足要求。设计时需要使用空间有限元软件进行分析，通过合理设置底板纵向加劲肋、竖向加劲肋、横隔板等措施，防止顶底板及腹板局部屈曲，以使组合梁桥满足施工和运营的稳定性要求。
5.抗剪连接件的验算
剪力连接件在钢-混组合结构中除了传递钢梁与混凝土桥面板之间的纵向剪力，还可以起到防止两者之间竖向分离的作用，因此剪力连接件是使钢梁与混凝土桥面板组合在一起协同工作的关键部件。本项目中采用了规格为φ22× 190的剪力钉作为抗剪连接件。设计时可以先分别采用容许应力法和极限状态法计算需要剪力钉的个数，然后偏安全地取用剪力钉的数量。