金屬結(jié)構(gòu)橋梁的關鍵是橋面系。1900年開始采用鋼筋混凝土橋面板，1926年johnson在鋼梁上外包混凝土時嵌入剪力連接件，從而標志著鋼－混組合橋梁的誕生。二次世界大戰(zhàn)以后，歐洲急需恢復戰(zhàn)爭破壞的房屋和橋梁，由于鋼材短缺大量采用鋼－混組合結(jié)構(gòu)。鋼－混組合結(jié)構(gòu)橋梁由于結(jié)構(gòu)高度小、自重輕、承載力高、剛度大、施工便捷、綜合效益好等顯著優(yōu)點，自２０世紀５０年代之后得到了迅速發(fā)展，逐漸成為與鋼橋、混凝土橋并列的３大橋梁類型之一。近年來除常用的組合板梁橋和組合箱梁橋之外，相繼研發(fā)了波形鋼腹板組合梁橋、組合桁梁橋、組合剛構(gòu)橋等一系列新的結(jié)構(gòu)形式，拓寬了組合橋的應用領域。
德國國土面積35.69萬ｋｍ２，1931-1942年建成世界上條高速公路（波恩至科隆）。到1998年底已建成11427ｋｍ高速公路、41387ｋｍ聯(lián)邦公路；這些遠程公路（高速公路＋聯(lián)邦公路）上共有35272座橋梁、總長1329ｋｍ。這些橋梁中，鋼筋混凝土橋梁占53.8％，預應力混凝土橋占37.8％；鋼橋占6.1％、鋼－混組合結(jié)構(gòu)橋梁占2.3％（811座）。這些鋼－混組合結(jié)構(gòu)橋梁主要是梁式橋，以及一些跨河、跨路的拱橋（采用組合梁橋面系）。至2012年底，德國高速公路總長12845ｋｍ（其中六車道及以上高速公路長3109ｋｍ），聯(lián)邦公路長39700ｋｍ；高速公路總里程居世界前列。1998-2012年德國遠程公路上的橋梁工程見表１。
鋼－混組合結(jié)構(gòu)按受力體系可分為梁式、拱式、斜拉橋和懸索橋４大類。除梁橋外，組合結(jié)構(gòu)還廣泛應用于斜拉橋、拱橋與懸索橋等橋型中，如鋼管混凝土拱橋。
鋼－混組合梁是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)基礎上發(fā)展起來的一種新型組合梁結(jié)構(gòu)，通常由上部鋼筋混凝土板（或預應力混凝土板）和下部的鋼梁組成，混凝土板和鋼梁之間通過剪力連接件進行連接。梁式體系橋按照主梁橫截面構(gòu)造形式的不同，又可分為：鋼板梁橋（圖１）、鋼箱梁橋、鋼桁梁橋、鋼桁腹桿組合梁橋、波形鋼腹板箱梁橋等。
目前世界上已建成的采用組合結(jié)構(gòu)的橋梁有：上海楊浦大橋、蕪湖長江大橋、南京大勝關長江大橋、廣東佛山東平橋、四川波司登鋼管混凝土拱橋、德國德米茨（Doemitz）易北河橋（圖２）等，主要是用于橋面系結(jié)構(gòu)。
組合結(jié)構(gòu)橋梁主要包括以下施工步驟：分段制造、運輸（車運或船運）鋼結(jié)構(gòu)；橋頭組拼成大節(jié)段；架設鋼梁；澆筑梁板混凝土；施工橋面系。
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這是等截面梁橋常采用的施工方案，包含上承式拱橋上的行車道系。如德國A14 高速公路上的Schrote跨谷橋（圖４）主跨６８ｍ，每延米鋼箱梁自重僅３．４ｔ。
圖４ Schrote跨谷橋
?。ǎ常┐\＋同步提升
當橋跨徑較大、河面較寬時，通常采用變截面鋼箱梁，當河流中不能設輔助墩時，可采用船運＋提升方案。如位于德國北威州明登附近的Ｂ６１號聯(lián)邦公路上坡塔－威斯特法利卡（Porta Westflica ）威悉河橋（圖５），主跨120ｍ。
圖５ Porte Westflica威悉河橋
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如德米茨（Doemitz）易北河橋，前端用駁船托住、后端頂推就位。
２．２．２ 澆筑混凝土
?。ǎ保┰阡摿荷戏胖没炷令A制板作底模，澆筑橋面混凝土。
德國柏林－德累斯頓的Ａ１３高速公路Ｌ５５跨線橋：鋼梁體采用６根等高度工字鋼梁，在梁格上鋪設８ｃｍ厚預制板，在板上澆筑２０ｃｍ厚的Ｂ４５混凝土（即Ｃ４５）形成行車道板。
?。ǎ玻┰阡摿荷嫌靡苿幽＜軡仓炷?。如底樸曼（Diepmann）河谷橋。
?。ǎ常┮凿摿簽橹渭埽瑧覓斓啄?，然后綁扎鋼筋、澆筑混凝土等。
?。场〗M合結(jié)構(gòu)橋梁在德國的應用實例
３．１ 等截面組合梁橋———瓦瑟堡（Wasserburg）因河橋
該橋位于慕尼黑東邊約４０ｋｍ的瓦瑟堡，在慕尼黑～奧地利薩爾茨堡的B304聯(lián)邦公路上，跨越多瑙河的支流因河（Ｉｎｎ）。由于２０世紀８０年代的日交通量已達到18000輛／ｄ，為保護瓦瑟堡舊城、減輕老城區(qū)交通壓力而改建。地勘表明橋址河底有幾米厚的淤泥，下臥軟弱砂層，因此要求橋梁上部采用輕盈的鋼－混組合梁。該橋跨徑布置為８３＋２×１０４．５＋８３＝３７５ｍ，橋面寬14.25ｍ，兩車道，加上2.25ｍ寬的非機動車道，橋面橫坡3.5％。
箱梁等高度4.2ｍ（含橋面板混凝土層），為雙向（頂面、底面）組合梁。鋼梁為開口箱斷面，梁底面水平，底寬4.5ｍ、上口寬5.5ｍ。鋼梁每隔3.73ｍ設置一道剪刀撐。由于中墩承受負彎矩而下緣受壓，因此在中墩兩邊共40.76ｍ 范圍內(nèi)的箱梁內(nèi)底面上澆筑了鋼筋混凝土，并與鋼梁底板結(jié)合。下緣受壓區(qū)混凝土在中墩附近等厚度為６５ｃｍ，在兩端16.65ｍ 范圍內(nèi)從６５ｃｍ漸變到２０ｃｍ厚。在３個中墩上的底板
混凝土加厚到２ｍ，形成橫隔梁。車道板混凝土材料為Ｂ４５（即Ｃ４５），并施加橫向預應力。
橋墩高２９．５ｍ，八角形斷面，墩身材料為Ｂ３５混凝土。墩身縱向等厚度、橫向變寬，與箱梁的斜腹板相一致，顯得橋梁整個上下部更加協(xié)調(diào)、輕盈。
箱梁在工廠組拼成１５ｍ 長的節(jié)段，用重型運梁車運至橋位，在橋臺后拼裝成７５ｍ長的大節(jié)段。在４跨橋內(nèi)設置了４個輔助墩，用頂推工藝將鋼梁頂推就位后，澆筑中墩附近的底板混凝土；用整體模架按１５或２５ｍ長分段澆筑橋面板混凝土。在施工過程中采用了支座頂升工藝，以克服中墩支點處的拉應力。
鋼－混組合梁的鋼箱梁材料采用Ｓｔ５２－３（相當于中國的Ｑ３４５），共用型鋼８００ｔ，混凝土２?。叮常埃恚?，鋼筋、鋼絞線２１３ｔ。該橋于１９８４年開工，１９８７年建成。
?。常病∽兘孛娼M合梁橋———底樸曼（Ｄｉｅｐｍａｎｎ）河谷橋
該橋位于德國北威州雷姆沙伊德（Ｒｅｍｓｃｈｅｉｄ）附近，在科隆～多特蒙德的Ａ１高速公路上。原橋型為１２孔２５ｍ跨徑的拱橋，橋高３２ｍ，橋面寬２１．８ｍ，四車道；始建于１９３８年，由于二次世界大戰(zhàn)中斷，１９５４年續(xù)建。到２０世紀８０年代，由于日交通量（汽車）達到７０?。埃埃拜v／ｄ，原橋需要由四車道擴寬到六車道。設計公司更終選用如下的加寬方案：
?。ǎ保┎捎帽容^輕薄的鋼－混組合梁。
?。ǎ玻部着f橋，設１孔新橋。
?。ǎ常┬聵虮扰f橋抬高２ｍ、平面距離４ｍ，以遮蔽舊橋。
?。ǎ矗蚨沼锰烊皇蔫偯?，使其外觀與舊橋協(xié)調(diào)。
新建加寬橋的橋跨布置為６×４８．７７ｍ，總長２９２．６ｍ，１８．７５ｍ 寬，三車道。新橋的鋼箱梁材料采用Ｓｔ５２－３，以及Ｒｓｔ３７－２（相當于中國的Ｑ２３５）。鋼梁體采用變截面槽形梁形成雙縱肋，肋寬２．２５ｍ、變高度，分段制造、汽車運輸、吊車吊裝。車道板用Ｂ４５混凝土，板厚４５ｃｍ；組合梁總高１．７５～３．５ｍ。
該橋組合梁共用型鋼１?。保保埃?、混凝土２?。埃福担恚?、鋼筋５３２ｔ。新橋于１９９２年開工，１９９５年建成。
３．３ 下承式組合拱橋———德米茨（Ｄｏｅｍｉｔｚ）易北河橋
德米茨易北河橋位于德國梅克倫堡州，在漢堡港上游約８５ｋｍ處，與下薩克森州隔河相望，是兩岸城鄉(xiāng)居民的重要聯(lián)系通道。原橋建于１９３６年，毀于二次世界大戰(zhàn)。新橋處于Ｂ１９１聯(lián)邦公路（Ｕｅｌｚｅｎ—Ｌｕｄ-ｗｉｇｓｌｕｓｔ）上，在原址重建，原引橋橋墩裝飾后來被利用。兩岸引橋采用鋼－混組合梁，跨河主橋采用鋼拱橋＋混凝土橋面板的組合結(jié)構(gòu)。由于河道中的舊橋墩清除費用較高，經(jīng)比較后將河中主墩向?qū)Π兑苿樱玻担?，錯開舊橋基礎，這樣主跨就加大到１７８ｍ。
主橋更終采用下承式雙肋拱橋方案：拱橋計算跨徑１７８ｍ，橋面寬１５．３５ｍ；矢高約２７ｍ，矢跨比為１／６．６，拱肋內(nèi)傾１１°。拱肋和橫系梁都是箱形截面，端橫梁約２０ｍ長；型鋼材質(zhì)均為Ｓｔ５２－３。鋼吊桿為圓形，直徑１２０ｍｍ。為使吊桿與拱肋結(jié)合處更好傳力，在結(jié)合處焊接上加勁肋。
組合梁橋面板厚３２ｃｍ，材料為Ｂ４５混凝土，全橋長１８０ｍ不設斷縫。
鋼拱橋的部件在工廠制造后，車運至東岸橋頭鋼梁拼裝場，焊接成整體。為了便于組拼，并確保頂推和浮運過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，臨時增加了一些風撐、拉桿等輔助構(gòu)件。頂推時在鋼拱橋前端的主河道上布置４個平板浮船，用來支撐剛拱橋的前支點。鋼拱橋就位后，全跨１７８ｍ的橋面板混凝土分成６段，采用從跨中向兩端對稱澆筑的方式澆完。
主橋（跨河橋）共用Ｓｔ５２－３型鋼１ ８１０ｔ，混凝土９５０ｍ３，鋼筋１８１．７ｔ。該橋１９９１年開工，１９９２年建成。
?。常础∩铣惺浇M合拱橋———維爾德格拉（Ｗｉｌｄｅ?。牵澹颍幔{谷橋
該橋位于德國圖林根州西南部森林地區(qū)，在新建的Ａ７１高速公路（愛爾福特－施韋因富特）上，跨越Ｗｉｌｄｅ?。牵澹颍釐{谷，橋面比地面高約１１０ｍ。該橋平面位于Ｒ＝７ ８００ｍ圓曲線、縱面位于ｉ＝２．５６％的單向坡上，全長５５２ｍ、橋面梁寬２６．５ｍ（不含欄桿座寬），橋面面積１４?。叮玻福恚病Ｖ鳂驗榭鐝剑玻担玻淼匿摻罨炷料湫喂皹?、組合梁橋面系，矢跨比１／３．７５。
主拱圈為箱形斷面，寬１０．３ｍ、高度從拱頂３．３ｍ漸變到拱腳處５．５ｍ；單箱雙室截面，壁厚０．３～０．４ｍ。橋墩為矩形空心墩：拱座上３＃、９＃墩身截面尺寸３．５ｍ×９ｍ、其余引橋墩身為２．５ｍ×９ｍ，壁厚均為０．４ｍ。為減輕拱上結(jié)構(gòu)的恒載，橋面行車道采用鋼－混組合梁。橋軸線處梁高３．７４ｍ（其中鋼梁高３．２９ｍ、混凝土橋面厚０．４５ｍ）。由于橋面板橫向懸臂達８．１ｍ，組合梁每隔７ｍ設置了一道斜撐桿。正是由于采用了輕型的拱上構(gòu)造，拱上的行車道梁跨徑才能做到４２ｍ。全橋橋面系共用型鋼２?。担埃埃簟⒒炷粒担埃埃埃恚?、鋼筋８５０ｔ；折算每平方米橋面系用型鋼１７０．９ｋｇ、混凝土０．３４ｍ３、鋼筋５８ｋｇ，自重１?。保玻埃耄纾恚?。
該橋的混凝土主拱圈采用斜拉扣掛、懸臂分段澆筑法施工，半跨拱圈共分為２４個澆筑段、每段長６～７ｍ。在１４＃橋臺后分段組拼拱上行車道系的鋼梁，用
頂推施工工藝架設就位。
該橋于２００１年建成，橋梁與周邊森林環(huán)境協(xié)調(diào)一致。２００６年維爾德格拉峽谷橋以其大跨徑、技術創(chuàng)新、造型優(yōu)美而獲得德國第１６屆橋梁工程大獎。
?。础〗Y(jié)語
目前歐美等國跨徑在１５ｍ以下的小跨度橋梁多采用鋼筋混凝土梁橋，１５～２５ｍ跨徑則用預應力混凝土梁橋，２５～６０ｍ 跨徑往往采用鋼－混組合梁橋，更大跨徑橋梁則多采用鋼梁。中國既是橋梁大國，又是鋼鐵大國，應適時發(fā)展中國的鋼結(jié)構(gòu)橋梁（含組合結(jié)構(gòu)），改變中國混凝土橋梁占多數(shù)的現(xiàn)狀，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
