对于最常见的钢-混凝土组合梁，其基本受力特点可用图7.1 来简单说明。混凝土材料具有较高的刚度和抗压强度，但存在抗拉强度低的缺点。对于普通的钢筋混凝土梁，在正常使用状态其受拉部位的混凝土容易开裂，如图7.1（a）。此时，受拉区的混凝土不仅不能发挥抵抗外力的作用，其自重还作为恒载的一部分增加了结构的负担。钢材则具有强度高、韧性好的优点。但是为减轻自重并节省材料，钢结构通常设计为薄壁构件。薄壁构件稳定性较差，在缺少侧向约束的条件下易发生失稳破坏而非所希望的强度破坏［图7.1（b）］，导致材料利用率降低。钢-混凝土组合梁通过较为简单的处理方式综合了混凝土梁和钢梁的优势。组合梁保留受压区的混凝土翼板，受拉区则只配置钢梁，二者之间通过剪力连接件组合成整体［图7.1（c）］。这样，既不会产生混凝土受拉开裂的问题，也不会因钢梁受压侧刚度较弱而发生失稳，同时还具备较高的刚度和较轻的自重。
图7.1 混凝土梁、钢梁、组合梁受力及破坏模式示意图
对比传统混凝土结构或纯钢结构，钢-混凝土组合结构具有如下特点与优势。
1．力学性能优越，节省材料
相对于全截面均为混凝土的结构，钢-混凝土组合结构具有较高的强度、承载力和良好的延性，结构更轻盈、自重更小，也为下部结构优化提供了更大的空间。在同等跨径下，钢-混凝土组合梁的建造成本与预应力混凝土结构相近甚至更低。
由于使用成本更低的混凝土承担荷载，在同等耗费下钢-混凝土组合梁刚度大于纯钢梁，活载应力幅小；桥面板混凝土的阻尼大，可以缓解车辆的冲击作用，同时结构振动和噪声也可以得到有效控制。
法国对钢-混组合梁桥进行的研究表明：跨径 20～30 m 时，钢-混凝土组合梁桥与预应力混凝土梁桥的经济性相差不大；当跨径位于 30～110 m 时，钢-混凝土组合梁桥比混凝土梁桥具有经济优势。若考虑建造时间成本，钢-混凝土组合梁桥的优势则更加突出。
2．施工快速便捷，环境影响小(www.xing528.com)
钢-混凝土组合梁可以很方便地开展预制装配化施工。钢梁可以作为混凝土桥面板施工的模板，大大减少了混凝土浇筑时的模板工程和成桥后的拆卸工程，缩短了施工周期。在复杂情况下，下部钢梁可采用多种施工方式，例如顶推、吊装、支座顶升、悬拼等。在建造跨线桥梁时，较容易避免对底部交通造成封堵，符合文明施工、绿色施工的标准。因此，从建造便利性上看，钢-混凝土组合结构大大优于钢筋混凝土或预应力混凝土梁。两者施工对比如图 7.2 所示。
图7.2 钢-混凝土组合梁与混凝土梁施工对比
3．长期性能良好，降低维护成本
相比于混凝土结构，钢-混凝土组合结构的混凝土材料一般应用在受压区，因此不存在受拉开裂的问题，且混凝土材料用量较少，极大程度地降低了混凝土收缩和徐变带来的长期下挠和开裂等问题。
相比于钢结构，钢材用量、应力幅降低后，养护、检修的成本都相应地降低。此外由于混凝土板的遮蔽，钢结构的腐蚀也可以得到一定程度控制，进一步减少了养护维修工作量。
钢-混凝土组合结构相比于传统的混凝土或纯钢结构的性能对比如表 7.1 所示。可以看到，钢-混凝土组合结构在安全、经济、耐久、美观等方面，均具有一定的优势。
表7.1 钢-混凝土组合梁与传统结构形式对比
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