箱梁截面有效宽度的理解和应用
鲁金玉
摘要本文从分析截面产生的剪力滞效应开始，阐述了考虑截面有效宽度的原因、介绍了“新桥规”对有效宽度的计算的妥善方法，以及使用中的使用场合、计算过
程以及介绍了现行桥梁设计通用程序《桥梁博士》对截面有效宽度的考虑。
关键词剪力滞有效宽度桥规桥梁博士
1、剪力滞与箱梁有效宽度
T梁、箱梁、Π行等带肋梁结构在外力作用下产生弯曲内力和变形，通过梁肋的剪切变形传递给翼板。剪应变在向翼板内横向传递的过程中是不均匀的，在梁肋与翼缘板的交接处最大，随着与梁肋距离的增加而逐渐减小，使翼板远离肋板处的纵向位移滞后于肋板边缘处，使弯曲应力的横向分布呈曲线形状(如图1)。
图1 翼缘的剪力分布
这就与初等梁的弯曲理论所得到的均匀分布的弯曲应力的平截面假定不一致。由翼板的剪切变形而造成的弯曲正应力沿着梁宽度方向不均匀分布。这种现像称为“剪力滞(后)效应（shear-lag effect）”。而这个应力峰值通常大于我们按初等梁理论计算出来的值。早在二十
世纪初就有人进行这方面的研究，认为剪力滞后效应可能导致钢箱梁截面的严重破坏。因此工程设计人员提出了“有效宽度”的概念，即将翼缘实际宽度按某个系数或者某种规律折减为计算宽度，使折减后的宽度按初等梁理论算得的应力值和实际的峰值接近，以确保结构的安全。
2、有效宽度的几何计算方法
有效分布宽度问题, 实质上是以剪力滞理论为基础。用精确的理论来分析翼缘应力的不均匀分布规律是比较复杂的, 尤其不便于工程中的应用。为了既能利用简单的初等梁理论公式, 又能得到接近于翼缘实际应力的最大值, 便提出“翼缘有效宽度”的概念,并且由T.V.卡曼首先解决, 一直沿用至今。翼缘有效宽度的简单定义是按初等梁理论的公式也能算得与真实应力峰值接近相等的那个翼缘折算宽度。它的几何解释是：如图二中的真实应力峰值σmax为高度的阴影矩形面积等于真实的应力曲线所包围的面积，即阴影线矩形面积的边长，便是翼缘的有效宽度，数学表达式为：
式中：be为每侧翼缘的有效宽度，b为每侧翼缘的净宽度，t为翼缘的厚度，σmax为腹板与翼板连接处的应力峰值，x为沿跨长方向的坐标，y为沿横截面宽度方向的坐标。
图二截面有效宽度计算示意图
从式中可知, 翼缘有效宽度是根据翼缘内的应力体积与折算截面的翼缘内应力体积相等的原理换算得来的。有效宽度与实际宽度之比称为有效宽度比, 即φ＝be/b, 它反映翼板
应力分布的不均匀程度。因此, 工程设计应该采用这一折减后的截面抗弯模量, 按初等梁的弯曲理论去计算其纵向弯曲应力与挠度。
从上所述, 要确定箱梁翼缘的有效宽度, 必须事先准确获得沿翼缘分布的应力函数
σ(x,y)。目前, 关于这个问题的分析方法主要有①以有限条法为基础的数值解法；②以折板理论为基础的经典解析法；③以简化结构图式为基础的比拟杆法；④以能量原理为基础的变分法。用这些方法计算等截面箱梁的翼缘应力, 具有方便、适应性好的特点, 许多学者都以这些方法为理论依据来确定有效宽度。
根据上述原理, 学着们发现了翼缘宽度和梁跨之比、支撑条件、截面形状和尺寸、截面材料、截面在跨内所处位置等对有效宽度的影响规律, 并编制了有效宽度的实用计算方法。其中《德国规范(DIN1075)》就是比较通用的一种方法，我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中对有效宽度计算的条文就是借鉴其而来的。
3、我国桥梁设计规范对有效宽度计算方法的规定
我国桥梁设计规范JTG023－85，以下称“旧桥规”，第3.2.2条对形梁的计算宽度有若干规定，考虑到影响结构剪力滞后效应的原因当然很多，如翼缘宽度和梁跨之比、支撑条件、截面形状和尺寸、截面材料、截面在跨内所处位置等。不难发现“旧桥规”存在以下几点的不足之处：
1)认为翼板计算宽度只在一定的范围内与跨径有关, 但无直接的函数关系强调
2)当计算超静定力时, 取全宽作为计算宽度，不合理
3)对于箱形梁, 没有列出相应的算法, 只规定如无更精确算法, 箱形梁也可参照形梁
的规定处理，分析表明次条对箱梁截面，特别是大悬臂的薄壁箱梁截面，是不适合
的。
介于“旧规范”诸多的不妥之处，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)，以下称“新桥规”，对截面有效宽度的计算有了全新的算法，基本就是借鉴《德国规范(DIN1075)》改编而来，不过加了一些修正，这不仅填补了我国规范在计算箱梁翼缘有效宽度方面的不足之处，而且对有效宽度的使用场合进行了规定，对实际设计起到指导性的作用。“新规范”条文的汲取了国外先进规范的精髓，并加以了补充：
1)将箱梁、T梁计算有效宽度的方法有所区分，使箱梁有效分布宽度的计算更合理、
准确。
2）考虑了翼缘宽度与梁跨之比对有效宽度的影响。
图二是“新规范”中查求ρs 、ρf 的表格，横坐标为i mi b b ，纵坐标为i i
l b ，通过观察曲线，我们不难发现i i
l b 越小，截面有效宽度系数ρs 、ρf 就越大，这说明截面应力分布的不
均匀性就越小。这与我们分析剪力滞时的结果是一致的。
图三：ρs 、ρf 曲线图
3)“新规范”中考虑了截面在跨处的位置的影响。 4）修正了《德国规范(DIN1075)》中对不等跨径桥梁理论计算跨径的取法。
5) 在计算弯曲应力和纵向力产生的应力时, 采用不同的共同作用宽度。
总的来说，“新桥规”的规定的方法比以往计算截面有效宽度的方法更严密、周全、合理。
4、“新桥规”有效宽度使用场合简述。
根据个人对规范的理解，规范此条考虑的有效宽度，主要运用于以下以下情况： 梁处于受弯状态。规范明确规定：预应力混凝土梁在计算预加力引起的混凝土应力时，预加力作为轴向力产生的应力可用实际翼缘全宽计算；由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按翼缘有效宽度计算。在工程实际中构件,绝大多数情况应该是两种或两种以上受力方式组合,比如拉弯、压弯或弯扭等,此时，我们应该将“受弯”的部分单独提出来考虑，而轴力部分还是按全截面考虑，如下列公式中，An 应该取全截面宽度，而计算In 时，必须考虑有效宽度的影响。
值得一提的是，根据规定“新桥规”公路桥涵结构应按承载能力极限状态和正常
使用极限状态进行设计。在条文说明中着意强调我国规范规定有效宽度可用于两种极限状态。这一点上同别国规范是有所区别的。对于“受弯”引起的承载能力极限状态下的材料破坏、正常使用阶段由弯矩、或者预应力偏心引起的弯矩等“受弯”现象，我们均应该考虑有效宽度，这个我们可以从根本上来理解，受弯必引起剪力，有剪力就会有“剪力滞”效应的产生，存在“剪力滞”效应时，我们可以通过用考虑“有效分布宽度的方法”来对实际截面宽度进行折减。
5、桥梁博士对截面有效宽度的考虑的验证
《桥梁博士》程序是目前在国内桥梁设计领域中运用广泛，下面通过一个简单模型用验证一下《桥梁博士》软件对有效宽度的考虑方法是否与规范的一致。
拟建如下模型两个模型，
模型一：10个1米的单元，单元截面为1×1M2，结构自重系数设为0.04，模型张拉一根钢束，张拉后产生的永存轴力为137KN，考虑全截面宽度为有效宽度。
模型二：10个1米的单元，单元截面为1×1M2，结构自重系数设为0.04，模型张拉一根钢束，张拉后产生的永存轴力为137KN，考虑截面顶底宽度有效宽度为0.5米。
图四桥博模型简图
然后我们查看程序组合三作用下，6单元左截面的即6号节点的应力情况。
模型一结果：
模型二结果：
下面我们取两个点来手算一下：
模型一6号截面顶缘应力：σ＝A
N y I M 0=0.125*1*10*10*0.5/(1/12)+137/1=212KPa 根据规范的理解，此时取A 考虑的全截面特性A=1M 2，
Io 取有效截面特性Io ＝1/12bh 3，b=1m 。
模型二6号截面顶缘应力：σ＝A
N y I M 0=0.125*1*10*10*0.5/(1/24)+137/1=287KPa 根据规范的理解，此时取A 考虑的全截面特性A=1M 2，
Io 取有效截面特性Io ＝1/12bh 3，b=0.5m 。
通过以上简单模型可以看出《桥梁博士》软件在计算应力时，可以考虑规范对“弯曲应力按截面有效宽度计算”的要求。
6、总结
本文从带肋的梁结构的剪力滞效应对梁的结构响应进行了归结，并进结合规范，探讨了有效分布宽度的取值方法，并简述了“新桥规”有效宽度使用场合，并对规范的部分条文在通用软件《桥梁博士》中得到了验证。通过学习可以总结对梁的有效宽度的计算形成如下认识:
1) 有效宽度的概念是针对受弯构件的受“压”冀缘提出的。
2) 承载能力极限状态对构件进行承载能力计算时，弯效应考虑有效宽度，压效应不考虑有效宽
3) 正 常 使用极限状态对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算时不考虑有效宽度。
使用阶段正截面混凝土法向压应力计算时，弯效应考虑有效宽度，压效应不考虑有效宽度。
4) 横 梁 范围内的有效宽度系数全部取ps 过于偏保守。
由于水平有限，文中难免有纰漏之处，忘多指教。
参考文献：
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[10]方志、张志田，钢筋混凝土变截面箱梁横向受力有效分布宽度分析湖南大学学报Dec.2003
关于城市宽箱梁横向分布系数的取值分析 摘要：变截面连续箱梁桥、连续刚架桥的设计,一般均将桥跨结构视作弹性梁元,采用平面杆系程序计算。荷载偏心用增大系数法考虑,增大系数的取值对于宽跨比很大的城市桥梁具有很大的任意性。本文以某实桥为背景,采用ANSYS 结构分析通用程序计算了多个特征断面各腹板的横向分布系数。据此,对照了按荷载横向分布简化算法的计算结果,所得出的结论,可为同类工程设计提供参考。 关键词：宽箱梁;横向分布;空间分析;简化算法 Abstract: The variable cross section continuous box girder bridges, continuous rigid frame bridge design, generally will bridge structure as an elastic beam element, the plane pole-system program calculation. Eccentric load by increasing the coefficient method to consider, increase coefficient for width span ratio of big city bridges with large arbitrariness. Taking a bridge as the background, using the ANSYS general structural analysis program calculates the multiple features of the web section of transverse distribution coefficient. Accordingly, controlled by lateral load distribution algorithm of calculation results, the conclusion, for similar engineering design to provide a reference. Key words: wide box beam; transverse distribution; spatial analysis; simplified algorithm 1概述 实桥位于某高速公路交点,为三跨(42m+80m+42m)预应力混凝土上承式 拱梁组合体系桥。主梁两侧边墩处各有一片端横梁,宽1.3m,主墩中心及中跨跨中两侧各有两片横梁,宽0.4m,边跨及中跨在主拱与主梁的结合处均设置横梁,宽0.6m。主梁采用单箱三室断面,箱梁顶宽25.5m、底宽17.3m,腹板中距为5.75m 及5.8m,两边悬臂4.1m,跨中梁高2.0m。主拱腿采用钢筋混凝土单箱三室断面,宽17.3m,高1.4m,腹板中距与主梁相同。副拱采用实心矩形断面,宽17.3m,高0.6m。为保持沪杭高速公路车流畅通,主桥采用中心转体施工。主桥总体及主梁断面见图1。 图1主桥总体及主梁断面示意图单位:cm 2ANSYS板壳元空间分析 由于主桥为对称结构,计算模型取1/2模型,模型单元为SHELL63弹性壳单元,
30m预应力混凝土简支小箱梁计算书 一、主要设计标准 1、公路等级：城市支路，双向四车道 2、桥面宽度：3m人行道+0.25m路缘带+2x3.5m车行道+0.5m双黄线+2x3.5m车行道+0.25m路缘带+3m人行道=21m 3、荷载等级：汽车-80级 4、设计时速：30Km/h 5、地震动峰值加速度0.2g 6、设计基准期：100年 二、计算依据、标准和规范 1、《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87） 2、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 三、计算理论、荷载及方法 1、计算理论 桥梁纵向计算按照空间杆系理论，采用Midas Civil2012软件计算。 2、计算荷载 （1）自重：26KN/ m3 （2）桥面铺装：10cm沥青铺装层+8cm钢筋混凝土铺装 （3）人行道恒载：20KN/ m （4）预应力荷载： 采用4束5φs15.2和6束4φs15.2 fpk=1860MPa钢绞线，张控应力1395MPa。（5）汽车荷载： 本桥由于是物流园区内部道路，通行的重车较多，本次设计考虑《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）汽车-80级，计算图示如下：
根据图示，汽车荷载全桥横桥向布置三辆车。 冲击系数按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.2条考虑。 （6）人群荷载：3.5 KN/ m2 （7）桥面梯度温度: 正温差：T1=14°，T2=5.5° 负温差：正温差效应乘以-0.5 3、计算方法 （1）将桥梁在纵横梁位置建立梁单元，然后采用虚拟梁考虑横向刚度，以此来建立模型。 （2）根据桥梁施工方法划分为四个施工阶段：架梁阶段、现浇横向湿接缝阶段、二期恒载阶段、收缩徐变阶段。 （3）进行荷载组合，求得构件在施工阶段和使用阶段时的应力、内力和位移。（4）根据规范规定的各项容许指标。按照A类构件验算是否满足规范的各项规定。
midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）
midas建模计算（预应力混凝土连续箱梁桥）
纵向计算模型的建立 1.设置操作环境 1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件 1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。 2．材料与截面定义 2.1 材料定义 右键-材料和截面特性-材料。C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋
2.2 截面定义 2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息 （1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF 格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。 （2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”； （3）从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面； （4）从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；
（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性； （6）从File-Export-MIDAS Section File 导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。 2.2.2 建立模型截面 （1） 右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。单击“截面数据”选择“从SPC 导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。 注意：若要结合规范进行PSC 设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”需要定义，否则会提示“PSC 设计数据失败”。可通过勾选自动定义。
桥博和midas考虑有效分布宽度的快速输入方法 在桥博和midas中，考虑有效分布宽度的属输入都不是很轻松的事情，桥博要求输入上下翼缘的有效宽度，midas的非内嵌截面要求输入有效截面相对原截面的惯性矩折减系数；相对来说，桥博数据较直接、简单方便；midas数据较底层，麻烦、数据处理量较大；但即使是使用桥博，有效分布宽度的处理也是件工作量很大的工作；老任利用朋友们开发的cad 小工具软件，总结出一套有效宽度处理的方法，相对比较方便快捷；下面以一个例子的方式介绍一下这种方法的操作过程和工具软件；这个过程的总体思路是： 第一步、在cad中使用yxkd程序计算出翼缘的折减后宽度曲线，并使用程序将该曲线坐标输出到excel中，计算得到折减系数沿跨长的分布函数； 第二步、使用桥博通用截面拟合功能输入截面有效宽度； 第三步：对于使用midas程序，可先使用进行第一步、第二步得到桥博模型，然后按一次落架方式计算，再使用报表输出原截面和有效截面的截面特性，得到惯性矩折减系数； 1、例子资料 例子为计算跨径34.35+48+34.35m的变截面连续箱梁，翼缘悬臂2.5m内,标准断面上缘箱室净宽6.073m；下缘净宽5.763m；梁端至 边支座中心线距离为0.55m； 2、计算有效分布宽度系数 为简单起见，全桥的翼缘计算宽度统一取标准断面的翼缘实际宽度，不考虑由于腹板加宽造成的翼缘宽度差异；工程上，类似取舍造成的误差微乎其微； 计算有效分布宽度使用张文锋工程师开发的lisp程序--yxkd，该程序在程序编制的过程中，笔者对张树仁推荐的有效分布宽度折减系数回归方程进行了计算研究，发现ps表达式值相对规范表格值误差较大，最大达到20%左右；这个误差可能无法接受，因此未采用 该公式；经过检索文献，发现桂林工学院景天虎拟合公式较为合理，该公式为：
50米预应力箱梁横向设计计算 一、箱梁横断面构造 引桥采用多跨预应力混凝土连续梁，其标准横断面布置如图1所示，全桥采用分离式双幅单箱单室截面，桥面板内设置横向预应力，斜腹板内不设竖向预应力钢筋。单幅箱梁跨中梁高2.8m，斜腹板宽度0.50m，底板厚度0.25m；桥面板悬臂端部厚度0.18m，悬臂根部厚度0.5m，箱室顶板跨中厚度0.25m。为了保证荷载传递顺畅，所有的顶板、 二、箱梁横向分析 1．结构离散 箱梁采用单箱单室截面形式，横向分析取纵桥向单位长度箱形框架考虑。箱梁横向分析计算采用桥梁结构计算软件《qjx》进行结构分析，取箱梁为受力分析对象，共划分为54个单元和54个节点，支承形式采用简支形式，结构按施工及使用受力顺序划分为3个阶段，其箱梁结构离散图详见图2所示。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，汽车横桥向距路缘石的最小距离为0.5m ，挂车横桥向距路缘石的最小距离为1.0m ，桥面板采用双悬臂梁结构图式，计算车轮在桥面板上的分布宽度。 汽车—超20级和挂车—120的荷载主要技术指标详见表1。 桥梁设计技术规范规定，箱梁横断面位置上汽车荷载可以按1~4车道布置，其横向布置可以在悬臂板或中板上，而挂车全桥只能布置一辆，且位置一般情况下在专用车道上，因而挂车荷载仅按作用在中板上考虑。 以下仅介绍汽车荷载作用下板的有效分布宽度计算过程： （1）、悬臂板荷载有效分布宽度
悬臂板上的集中荷载在垂直于板跨方向的分布宽度，按下式计算： '21b a a += 式中：—1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —'b 集中荷载通过铺装层分布于板顶的宽度外缘至腹板边的距离。 （2）、跨中板荷载有效分布宽度 a) 车轮作用于板的跨中时： 对于一个车轮荷载，板的有效分布宽度为： 3/1L a a +=，但不小于L 3 2 。 对于两个或几个相同车轮荷载，当一个车轮荷载计算的分布宽度有重叠时，车重取其总和，而分布宽度则按边轮分布外缘计算： 3/1L d a a ++=，但不小于L d 3 2 + 。 式中：—1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —L 板的计算跨径； —d 多个车轮时，外轮的中距。 b) 车轮作用于板的支承处时： 对于一个车轮荷载，板的有效分布宽度为： t a a +=1 式中： —1a 垂直于板跨方向车轮通过铺装层后的分布于板顶的尺寸； —t 板的厚度； （3） 、车轮作用于板的支承附近处时： 在车轮荷载作用下，按支承处板的有效分布宽度45o 刚性扩散角与跨中板有效分布宽度接顺。
箱梁截面有效宽度的理解和应用 鲁金玉 摘要本文从分析截面产生的剪力滞效应开始，阐述了考虑截面有效宽度的原因、介绍了“新桥规”对有效宽度的计算的妥善方法，以及使用中的使用场合、计算过 程以及介绍了现行桥梁设计通用程序《桥梁博士》对截面有效宽度的考虑。 关键词剪力滞有效宽度桥规桥梁博士 1、剪力滞与箱梁有效宽度 T梁、箱梁、Π行等带肋梁结构在外力作用下产生弯曲内力和变形，通过梁肋的剪切变形传递给翼板。剪应变在向翼板内横向传递的过程中是不均匀的，在梁肋与翼缘板的交接处最大，随着与梁肋距离的增加而逐渐减小，使翼板远离肋板处的纵向位移滞后于肋板边缘处，使弯曲应力的横向分布呈曲线形状(如图1)。 图1 翼缘的剪力分布 这就与初等梁的弯曲理论所得到的均匀分布的弯曲应力的平截面假定不一致。由翼板的剪切变形而造成的弯曲正应力沿着梁宽度方向不均匀分布。这种现像称为“剪力滞(后)效应（shear-lag effect）”。而这个应力峰值通常大于我们按初等梁理论计算出来的值。早在二十
世纪初就有人进行这方面的研究，认为剪力滞后效应可能导致钢箱梁截面的严重破坏。因此工程设计人员提出了“有效宽度”的概念，即将翼缘实际宽度按某个系数或者某种规律折减为计算宽度，使折减后的宽度按初等梁理论算得的应力值和实际的峰值接近，以确保结构的安全。 2、有效宽度的几何计算方法 有效分布宽度问题, 实质上是以剪力滞理论为基础。用精确的理论来分析翼缘应力的不均匀分布规律是比较复杂的, 尤其不便于工程中的应用。为了既能利用简单的初等梁理论公式, 又能得到接近于翼缘实际应力的最大值, 便提出“翼缘有效宽度”的概念,并且由T.V.卡曼首先解决, 一直沿用至今。翼缘有效宽度的简单定义是按初等梁理论的公式也能算得与真实应力峰值接近相等的那个翼缘折算宽度。它的几何解释是：如图二中的真实应力峰值σmax为高度的阴影矩形面积等于真实的应力曲线所包围的面积，即阴影线矩形面积的边长，便是翼缘的有效宽度，数学表达式为： 式中：be为每侧翼缘的有效宽度，b为每侧翼缘的净宽度，t为翼缘的厚度，σmax为腹板与翼板连接处的应力峰值，x为沿跨长方向的坐标，y为沿横截面宽度方向的坐标。 图二截面有效宽度计算示意图 从式中可知, 翼缘有效宽度是根据翼缘内的应力体积与折算截面的翼缘内应力体积相等的原理换算得来的。有效宽度与实际宽度之比称为有效宽度比, 即φ＝be/b, 它反映翼板
普通箱梁及预应力箱梁设计标准 本工程箱梁设计在满足桥梁相关规范的基础上，还应满足以下要求： 一、计算部分：（设计荷载标准为公路-I级，结构重要性系数1.1） 1.桥梁全宽8m的匝道在内力计算时，均按双车道进行计算。但 对于抗扭计算及抗倾覆计算需同时考虑单车道进行验算复核。 5.体系温差按升降温30 C°考虑。 6.活载横向分布系数在多车道折减的基础上乘1.2的偏载系数。 （例：3车道，则横分系数为3x0.78x1.2=2.808）
7.桥博中结构自重系数取1.05。 8.结构内力按照全截面计算，估算受拉钢筋面积时，有效宽度 按照新桥规第4.2.3条规定计算，受拉区悬臂考虑有效分布宽度，受拉区箱室顶、底板考虑有效分布宽度。 9.预应力箱梁张拉控制应力为0.73f pk=1357.8MPa。 10.注意应按新桥规第5.2.9条计算截面抗剪要求。 二、施工工艺要求： 1.对于预应力钢筋混凝土箱梁，要求强度及模量达100％时方可 张拉预应力，龄期不小于7天。 2.箱梁梁端顶板张拉工艺注意梁端应力及强度控制。 3.取消预应力钢筋超张拉。 三、箱梁外形： （1）、普通箱梁顶板厚为0.25米，底板厚为0.22米，底板不加厚。预应力箱梁底板、顶板厚为0.25米，底板厚为0.22米。 （跨径超过35米，在支点附近随腹板加厚段加厚底板：底板厚0.3～0.4米），边跨梁端底板不加厚。 （2）、桥宽8米时，横断面采用单箱单室，普通钢筋混凝土箱梁腹板厚度加厚段采用60cm，正常段取40cm，预应力混凝土箱梁腹板厚度加厚段采用70cm，正常段取50cm。连接墩位置边横梁因放置支座需要加宽。 桥宽8＜B≤10米时，横断面采用单箱双室，普通钢筋混凝土箱梁腹板厚度加厚段采用50cm，正常段取30cm；预应力混凝
- 0 - 《20M 简支箱梁计算》 （JTGD62－2004） 一、计算参数 1、 使用对象：（双向4车道，高速公路），半幅宽度12.75m 2、 环境条件：Ⅱ类 3、 主要材料： 混凝土强度等级 C40 钢材：R235、HRB335，15.2s φ预应力钢绞线：1860pk f Mpa = 二、横断面布置 三、结构计算 （一）、板块结构几何尺寸 预制板截面几何特性 跨中断面（边板）
- 1 - 毛截面：314992.89 43.857184 i s i S y cm A = = =∑ "4314992.8943.8513812438.23i i i I S y m ==?=∑ '"402659390.3319638963.0413812438.238485915.14i i i I I I I m =+-=+-=∑∑∑ 换算截面：331440.23 45.007364.74 i s i S y cm A == =∑ 2 34T s A I b t d t α=+? 2 2 1 (145.5149.5)95 9595145.5149.522014+1812 =+?++?+ 340.2237.520222677086600022333708cm +??+＝＝ （式中α高等学校教材“表2－4－3）
- 2 - 毛截面：285950 48.115944 i s i S y cm A == =∑ '4 0i 2120672.7818882276.8628595048.117245895.14i i s I I I S y m =+-=+-?=∑∑∑换算截面：301123.34 49.286110.74 i s i S y cm A = = =∑ '4 2120672.7820263050.9301123.3449.287544365.49i i i s I I I S y cm =+-=+-?=∑∑∑换222 1212 1241()2T s A I S S h d S S S t t t t ==+++? 2 2 1 (141149)95 95141149 2(1418)/21212 =+??+++ 41 84100902521058834cm 11.87524.167 ?? +＝ （二）荷载效应标准值 1、结构重力 1）板自重 一期（预制板）3 26/r KN m = 260.5915.45/ q A K N ? 中中 ＝r ＝＝
钢筋混凝土连续箱梁桥裂缝宽度计算分析 摘要：总结了裂缝的分类和影响因素，列举了各个国家规范对连续箱梁桥裂缝宽度计算公式并进行对比。通过实验，验证和分析《中国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中裂缝宽度计算理论。 关键字：裂缝，连续刚构桥，箱形截面，裂缝宽度计算 0 引言 连续刚构桥综合了T型钢构和连续梁的受力特点，将主梁做成连续梁体，并与薄壁桥墩固结，形成一种新型体系桥，得到了广泛应用。然而，在实际桥梁服役中，钢筋混凝土结构常出现各种各样的裂缝，不仅影响桥梁的刚度、承载力和耐久性，而且又会给人一种不安全感。 1 裂缝 1.1 裂缝的分类 混凝土结构损伤和破坏一般都是从裂缝开始，所以对混凝土结构的损伤检测也要从裂缝的检测开始。根据不同的前提条件，裂缝的分类不同。按照产生外因可分为：荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、基础变形裂缝、钢筋锈蚀裂缝和冻胀裂缝；按照力学特性可分为：弯曲裂缝、剪切裂缝、扭曲裂缝、断开裂缝和局部应力裂缝；按照出现的位置，对箱形截面来说可分为：顶板裂缝、腹板裂缝、底板裂缝和横隔板裂缝[1]。 1.1 影响裂缝产生的因素 混凝土结构裂缝产生原因很多，总的来说可分为两大类[2][4]： （一）外在荷载引起的裂缝，称为结构性裂缝或者称受力裂缝，其裂缝的分布宽度与荷载大小有关。 （二）变形引起的裂缝，称为非结构性裂缝，如温度变化等，这些因素引起结构变形受到限制时，结构内部就会产生拉应力，当此拉应力达到混凝土抗拉强度极限值时，即会引起混凝土裂缝，裂缝一旦出现，变形得到释放，拉应力也就消失。 2 钢筋混凝土结构裂缝计算方法 目前，国内外对于闭口箱型截面裂缝宽度计算的研究都是通过开口截面（例如矩形、T型和工字型）裂缝宽度计算近似得来的，并且，其中T型截面计算值比较接近箱梁裂缝真实值。以下是不同国家地区裂缝宽度计算的规范公式。
纵向计算模型的建立1.设置操作环境 1.1打开新项目，输入文件名称，保存文件 1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。 2．材料与截面定义材料定义2.1 材料定义如下图所示。C50材料。-材料和截面特性-右键
需定义四种材料：主梁采用C50混凝土，立柱、盖梁及桥头搭板采用C30s15.24级高强低松弛C25混凝土。预应力钢绞线采用1860混凝土，基桩采用 钢绞线。钢绞线定义时，设计类型：钢材；规范：JTG04（S）；数据库：strand 1860,名称：预应力钢筋 2.2 截面定义
2.2.1 利用SPC（截面特性值计算器）计算截面信息 （1）在CAD中x-y平面内，以mm为单位绘制主梁所有的控制截面，以DXF格式保存文件；绘图时注意每个截面必须是闭合的，不能存在重复的线段，并且对于组成变截面组的线段，其组成线段的个数应保持一致。 （2）在midas工具中打开截面特性计算器（SPC），在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”；
截面；导入DXFFile-Import-Autocad DXF（3）从（4）从Model-Section-Generate 中选择“Type-Plane”；不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框；Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息；
（5）在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度，然后计算各截面特性； （6）从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件，指定文件目录和名字，以备使用。 2.2.2 建立模型截面 （1）右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面，选择设计用数值截面。单击“截面数据”选择“从SPC导入”，选择刚导出的截面特性文件，并输入相应的设计参数。 注意：若要结合规范进行PSC设计，在定义截面的时候，需要选择“设计截面”中进行定义，同时对于截面中的“剪切验算位置”及“验算用腹板厚度”设计数据失败”。可通过勾选自动定义。需要定义，否则会提示
等截面整体现浇连续箱梁的一般设计方法及流程 一、等截面现浇连续梁设计的基本资料及技术标准 1、常用的规范及资料 《公路工程技术标准》 《公路桥涵设计通用规范》 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 《公路桥涵施工技术规范》 《相关技术指导书》 OVM预应力锚具的相关资料（确定锚固端的锚具的间距尺寸、施工空间等） 2、设计安全等级高速公路上的大桥一般为一级；结构重要性系数取1.1； 其它预应力桥梁可均取二级；结构重要性系数取1.0； 3、环境类别我省按寒冷地区均取II类；影响钢筋保护层尺寸，配筋图及结构尺寸需注意。 4、材料 预应力连续梁一般取C50混凝土，钢筋混凝土连续梁一般取C40混凝土。 预应力钢筋一般取标准强度fpk =1860MPa的Φs15.2钢绞线。张拉力一般取 0.7～0.75fpk； 普通钢筋除了部分防裂的钢筋网及架立筋，一般全用II级钢。 锚具参照OVM预应力群锚体系锚具设计，一侧锚具变形量取6mm。 预应力孔道现全采用塑料波纹管成孔，相应摩阻系数取0.15，偏差系数取 0.0015； 以上影响预应力损失的计算。 二、等截面现浇连续梁设计尺寸拟定 1、使用跨径（中跨） L≤50米； 2、边中跨比 Lb/Lz=0.8～1.0； 3、梁高 h/Lz=1/15～1/25；一般取用1/20略高一点； 4、截面类型，以箱形截面为主； 5、细部尺寸 悬臂长度：≤4.0米；一般3.0米以下，3.0米以上需特殊设计；悬臂端部高度15～18cm；根部（计算确定），一般1/5～1/10悬臂长度，一般取用1/5～1/6。箱宽：一般不大于7.0米； 顶板厚度：1/15～1/25腹板中距，一般22～28cm；近支点4～6米应渐变家后一般加厚10cm～15cm即可； 底板厚度22～28cm，常用25、27cm，主要受构造尺寸限制，布置底板钢束的需要。近支点4～6米应渐变家后一般加厚10cm～15cm即可； 腹板厚度：跨中主要由构造确定，波纹管外径+钢束净距+钢束净保护层。支点同时由构造及抗剪需要，满足最小厚度需要（桥规P29第5.2.9条的规定）。边支点受钢束锚固平弯的需要，一般取60～85cm。 横梁中横梁受力需要，一般1.5～2.5米； 梁端横梁一般1.0～1.4米； 根据规范第9.3.2条的规定，内半径小于240米的曲线桥一般跨中加一道厚20～40cm的跨中横梁；