箱梁的结构与受力特点

30m跨径小箱梁与T梁的综合比拟30m跨径小箱梁与T梁的综合比拟康炼,张雪松,彭才正(重庆交通大学,重庆400074)【摘要】介绍30m跨径简支桥面连续小箱梁与先简支后结构连续T梁在结构受力特性,施工工期,施工难易度,材料经济性等方面的比拟,表达小箱梁在以上诸多方面的优势.【关键词】小箱梁;T梁;受力特性;经济性随着我国高速公路建设的快速开展,中小跨径桥梁在公路中的建设也是越来越多,其结构形式也是多种多样,常见的有小箱梁,T梁,空心板等.简支梁结构虽然构造简单,施工快速,但因桥面不连续,跳车现象严重,不能完全满足高等级公路行车的要求.面对这一问题,普遍采用先简支后桥面工序,节能降耗,效劳社会的宗旨出发,拟对5～30m先简支后桥面连续结构的小箱梁和5～30m先简支后结构连续T半幅宽度:l2.25m,设计荷载:公路一I级.l两种方案及结构计算箱梁,顶板厚度为16cm.为了满足锚具安置构造的需要,箱梁端部在箱腹板,底板内侧加厚,以满足预应力束弯曲形状,抗剪和局部受力的要求,小箱梁底板和腹板厚度变化方式为:(1)粱端设3m渐变段,腹板厚为l6—27cm,底板厚14～24em.(2)为了减轻在运输过程中对梁体的损害,梁体底板边角上设置半径5cm的圆倒角.1.1.2小箱梁位移,应力和内力计算内力计算结果如图1,图2.图1正常使用状态上下缘最大最小应力图图2承载能力极限状态最大抗力图l66【文献标识码】A梁,顶板厚度为16em.1.2.2T梁位移,应力和内力计算计算结果如图3,图4.图3正常使用阶段上下缘最大最小应力图图4承载能力极限状态最大抗力图2方案比拟预应力混凝土小箱梁不仅具有结构受力合理,建筑高度小,结构轻盈,施工周期短,可工厂化预制生产等特点,同时, 经济效益也非常显着.简支小箱梁桥还具有预制安装,快速施工,根本不影响地面交通的特点.如采用小箱梁先简支后连续,在墩顶两侧一定范围内的好,施工简易可行,同时还克服了仅采用普通钢筋连续容易开裂的问题.就位后及时进行翼板及横隔板之间的连接,是先简支后桥面连续的结构.受力性能及使用效果:预应力小箱梁外形美观,力学性能较好,惯性矩大,结构为局部预应力A类结构,可以防止梁连接,整体性好,行车更舒适.工艺技术要求:采用后张法预制T梁,并在架设后用简支连续工艺在墩顶现浇连续接头和翼板连接混凝土,待到达一定强度后,张拉接头预应力形成连续的结构.[收稿日期]2021—09—09[作者简介]康炼(1986～),女,硕士研究生.醚褥鳍疆受力性能及使用效果:预应力T梁横向稳定性,整体稳定性不如小箱梁;采用先简支后连续的体系,支点负弯矩减采用预制和湿接连接,行车舒适.2.2.1使用阶段内力,位移计算预应力混凝土小箱梁的结构特点主要表现在:采用预制单片预应力混凝土小箱梁,然后现场拼装,预制的小箱梁并列布置而成,沿桥跨方向各小箱梁之间现浇一段桥面板和横隔粱;各梁之间有足够大的横向联系,具有较好的结构整体此,在对预应力混凝土多片式小箱梁进行纵向受力分析时可最大内力,位移比拟如表1.表1最大内力,位移比拟轴力剪力弯矩水平位移竖向位移转角位移截面形式(kN)(kN)(kN?m)(mm)(mm)(.)预应力混凝土小箱梁与T梁相比由于其闭合截面的特性,使其具有良好的抗扭和抗弯能力,小箱梁结构挖空率比承受负弯矩的能力来看,箱梁与T梁相比抗弯能力更大(见表2).表2承受负弯矩的能力比拟截面形式系数小箱梁T梁简便,可以缩短总体工期44d.从工程造价来说,30m的T梁与小箱梁相比,建造小箱梁具有明显的经济性.工程造价的建安费:前者为1.O0,而后者为0.94.从施工工艺角度考虑,采用后张法的小箱梁与T梁施工技术要求根本相同.但横断面T梁片数较多,单片T梁横向刚度较弱,简支搁置稳定性差,刚度较小,反拱度较大,小箱梁那么可以克服这些缺点.T梁架设后要现场连接横隔板,增多一道工序和时间,而小箱梁省略这道工序,从而缩短工期.采用小箱梁,由于小箱梁较T梁矮,底宽较T梁宽,小箱梁重心较T梁偏低,单片小箱梁比单片T梁稳定,不易侧翻.另一方面,采用小箱梁,可减少T梁结构由简支变连续体系转化的施工环节,使施工工艺更简单,施工操作更容易,当然,质量也更容易保证.在相同材料,保护层厚度和受力状态下,以结构外露面积作为评价耐久性的一个指标.对30in梁来说,小箱梁桥下外露面积比T梁减少12%,加上横隔板,外露面积更大;T梁横隔板道数多,常出现开裂,也影响其耐久性.3结束语通过上述比拟,采用预应力混凝土小箱梁,可以缩短整体工期44d,减少8O.4万元的材料费投入,工艺更简单,施的优越性,针对30m这种中小跨径桥梁而言,应优先选用小箱梁的结构形式.先简支后桥面连续预应力混凝土小箱梁结构兼具简支结构施工便捷的优点和连续结构行车舒适性好的优点,又具有良好的经济性,确实是一种合理,先进的结构形式,值得应用推广.从结构受力特性,施工难易度,经济美观,行车舒适,耐久性等多方面综合考虑,宜采用多片式预应力混凝土小箱梁先简支后桥面连续的体系.参考文献稳,不适合支架支撑,在梁安装位置进行预制;而小箱梁高度[M]?北京:人民交通出版}土,2002为160cm,底宽100em,适合支架支撑,在梁安装位置进行预E2]范立础?预应力混凝土连续粱桥[M]?北京:人民交通出版.垦:,篓不[]:桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,,要制苎.工压力,还可以减少梁安装环节.这;.交通出版样,至少可以节约工期24d.,nn,.........一…'(2)采用小箱梁,体系是先简支后桥面连续结构,减少了[5]姚玲森,程翔云.钢筋混凝土桥梁[M].北京:人民交通出版T梁结梅由简支变连续的体系转化,不存在墩顶湿接缝和结杜,1982构体系转化,施工工艺简便,这样可以缩短工期20d.。

各种桥梁构造图解箱型梁桥： (xiang xing liang qiao) box-girder bridge箱梁结构的根本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁，而当主要荷载通过桥上的任何位置时，空心梁的所有各局部(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。

其结果可节省材料，成为薄壁结构，提高了抗扭强度。

箱梁桥可分为单室，双室,多室几种。

组合梁桥： (zhu he liang qiao) composite beam bridge 指以梁式桥跨作为根本结构的组合结构桥，既两种以上体系重叠后，整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点一样。

这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重，构造细节及力复杂。

空腹拱桥： (kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱，横墙或支柱来支撑桥面系，从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。

实腹拱桥： (shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面，这种拱桥称为实腹拱桥。

小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。

无铰拱桥： (wu jiao gong qiao) hingless arch bridge 如图，在整个拱上不设铰，属外部三次超静定结构。

由于无铰，结构整体钢度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最广泛。

但由于超静定次数高，温度变化，材料收缩，结构变形，特别是墩台位移会产生较大附加应力。

混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥： (san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge如图，在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。

属外部静定结构构。

因而温度变化,支座沉陷等不会在拱产生附加应力，故当地质条件不良，可以采用三铰拱，但铰的存在使其构造复杂，施工困难，维护费用高，而且减小了整体刚度降低了抗震能力，因此一般较少使用。

《公路工程咨询设计指南》——小箱梁桥设计一、小箱梁桥桥型特点及适应范围：1.1 小箱梁桥的优缺点1.1.1 优点：小箱梁常用跨径为20～35m，作为装配式结构，易实现机械化、工厂化施工。

因仅设端横隔梁，桥下视觉简洁，加之梁高较矮，在梁高受限、景观要求较高之处，具有一定的优势。

结构适应变宽能力强，应用领域广。

采用宽梁设计，在相同跨径结构中，具有一定的经济优势。

结构暴露面少，负弯矩束锚头位于箱内，结构耐久性好。

主梁刚度较大，在车辆荷载作用下主梁变形小、行车较舒适。

施工稳定性好，易于维护。

1.1.2 缺点：施工工艺要求高，当管理与施工控制不到位时，易出现沿钢束的纵向裂缝或蜂窝麻面。

箱内空间较小，砼一次浇注内模拆除相对麻烦，箱内质量不便于检验。

同等跨径，相对空心板、T梁而言，吊装重量大。

1.2 结构体系：小箱梁设计分为简支与先简支后结构连续两种体系。

先简支后连续小箱梁除了具有小箱梁桥的通用优点外，还具有结构受力性能好、伸缩缝少、行车舒适、抗震能力强等优点。

1.3 院小箱梁设计参考图（试用版）（以下称“院小箱梁设计参考图”）介绍：院小箱梁设计参考图（试用版）于2008 年12 月编制完成，交付各路桥设计部试用。

本次小箱梁设计参考图中包括80、100、120km/h设计车速，四、六、八车道的分离和整体式断面小箱梁上部结构横向布置。

院小箱梁设计参考图中，各跨径、各桥宽的结构尺寸，是根据现行规范的构造要求，总结过去预应力混凝土小箱梁使用中的经验和教训而拟定,并在计算中根据受力需要作了相应调整。

为方便标准化施工，兼顾小箱梁间距及湿接缝宽度，小箱梁设计参考图预制梁宽取为2.4m与2.6m两种，不同的梁间距通过湿接缝宽度调整。

为保证小箱梁桥受力合理，兼顾经济性，综合考虑梁间距、边梁挑臂长度、横向分布系数等因素后，本着布束经济、合理的原则，小箱梁预应力配束归纳为A类中梁、B类中梁、A类边梁、B类边梁4种情况（A、B类梁的选择，实际选用时可按梁间距3.2m作为分界点，当梁间距≤3.2m时归为A类，当梁间距＞3.2m时，归为B类）。

一、钢箱梁桥的结构形式与总体布置✍∙∙通常跨径小于60m 时采用钢筋混凝土桥面板较为经济。

✍∙通常跨径大于80m 时采用钢桥面板较为经济。

✍∙跨径60 ～80m 时需要进行较为详细的技术与经济比较。

钢箱梁桥组拼工艺顶推施工：钢箱梁桥总体布置：钢桥设计一般要求与基本原则钢箱梁桥总体布置常见问题二、钢箱梁桥主梁设计钢箱主梁构造由顶板、底板、腹板焊接成闭口截面，箱内设置横隔板和纵横加劲肋。

箱梁之间有横向联系时，还需要设置连接结构✍∙主梁要求有足够的强度和刚度，主梁设计应该尽可能地使得截面以应力控制设计。

梁高大约为跨径的1/20~1/30 。

主梁—截面变化✍∙调整主梁截面的方法有改变梁高和板厚两种方法。

当跨径较小时，采用改变顶底板板厚、梁高与梁宽保持不变的方法，对钢箱梁制作、运输和安装较为方便；当跨径较大时，采用改变梁高的方法更加有效主梁—翼缘板与加劲肋翼缘板箱梁悬臂部分不设加劲肋时，受压翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的12 倍，受拉翼缘的伸出肢宽不宜大于其厚度的16 倍。

翼缘板应按以下规定设置纵向加劲肋：✍∙腹板间距大于翼缘板厚度的80 倍或翼缘悬臂宽度大于翼缘板厚度的16 倍时，应设置纵向加劲肋。

✍∙受压翼缘加劲肋间距不宜大于翼缘板厚度的40 倍，应力很小和由构造控制设计的情况下可以放宽到80 倍。

受拉翼缘加劲肋间距应小于翼缘板厚度的80 倍。

✍∙受压翼缘悬臂部分的板端外缘加劲肋应为刚性加劲肋。

主梁—翼缘板与加劲肋主梁—截断及构造主梁—加劲肋✍∙主梁加劲肋包括钢箱梁顶底板的加劲肋和腹板加劲肋;✍∙箱梁腹板加劲肋构造和设计与工形钢板梁桥基本相同;✍∙钢顶底板的局部稳定分析，可以近似简化为由箱梁腹板和横隔板围成的四边简支加劲板;✍∙受压板件加劲肋✍∙受压加劲肋板宜采用刚性的加劲肋，构造布置困难或受力较小时可用柔性的加劲肋。

✍∙对于受压加劲肋板刚性的加劲肋，其纵、横向加劲肋的相对刚度应满足以下要求：钢箱主梁结构图横隔板✍∙横隔板分为中间横隔板和支点横隔板；✍∙横隔板的作用✍∙作用是限制钢箱梁的畸变和横向弯曲变形，保持箱梁的截面形状，对于支点横隔板还将承受支座处的局部荷载，起到分散支座反力的作用支点处横隔板应符合以下规定：✍∙支点处必须设置横隔板，形心宜通过支座反力的合力作用点✍∙横隔板支座处应成对设置竖向加劲肋。

Y型刚构一连续组合箱梁桥结构特点与施工方法探讨摘要：该文主要介绍Y型刚构一连续组合梁桥的结构情况，并以之为例探讨了该类型桥在结构方案比选、支座主墩的结构型式、悬臂施工的措施、计算模式以及其他方面的问题。

关键词：Y型刚构-连续组合梁结构特点施工方法探讨近年来，刚构-连续桥在我国有了很大的发展，Y型刚构桥也是一种连续刚构桥，只是桥墩做成了Y型。

它具有连续梁桥与刚构桥的受力特点和共同优点。

目前国内已经建成的Y型刚构有：黄州大桥、太和县颍河三桥、广州地铁六号线Y型刚构等，但对于该类型桥梁的具体设计国内尚无指导性的规范可以借鉴，特别是控制成桥后的长期下挠、结构的合理受力状态、下部结构尺寸拟定等方面尚存在很多问题亟待解决。

该文主要介绍Y型刚构一连续组合梁桥的结构情况,并以之为例探讨了该类型桥在结构特点、受力特点和施工方法的选择等方面的问题。

1 Y型刚构-连续组合梁桥的结构特点1.1 结构受力特点在连续梁桥中，将墩身与主梁固结而成为连续刚构桥。

由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载，一方面主梁受力合理，另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能，因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展。

Y型支撑梁桥与同跨径连续梁相比，跨径可相对减小，梁高也可以适当降低。

同时全梁负弯矩值可以大幅度减少，正弯矩也会相应的减少。

1.2 结构刚度大大提高由于Y型支撑的存在，增加了支点附近梁的刚度，相应减小了梁的跨径，使结构的挠度减小。

而且，由于Y型支撑的存在，减小了墩身高度，也使桥梁的水平刚度相应增大。

因为桥梁刚度的提高，可以减小梁截面尺寸，因而节约材料用量，造价经济。

1.3 运营期间车辆行驶平稳与连续梁桥相比，刚构-连续梁桥因墩身与桥面固结从而增加了桥梁的整体性和稳定性。

和普通简支梁相比，车辆行人的动荷载直接通过上部结构传到墩身和基础，全部梁段作为一个整体抵抗上部荷载的影响，所以对于城市桥梁来说纵坡相对平稳，便于行人和机动车的通行。

1.4 桥型新颖美观由于带斜撑，结构除水平线条外，还有斜向线条，加上结构尺寸较少，使桥梁显得轻盈美观，尤其是在城市或景观要求比较高的地区可经常采用。

结构设计知识：钢筋混凝土箱梁桥梁结构的设计与计算钢筋混凝土箱梁桥梁结构的设计与计算随着经济发展和城市建设的不断推进，桥梁作为城市重要的交通建设工程之一，也得到了越来越多的关注和重视。

在众多桥梁结构中，钢筋混凝土箱梁桥梁结构因其优良的抗弯、抗剪能力和较强的耐久性，被广泛应用于高速公路、城市道路等场所。

本文将从钢筋混凝土箱梁桥梁结构的设计和计算两个方面进行详细阐述。

一、结构设计1.材料的选用在钢筋混凝土箱梁桥梁结构的设计中，材料的选用是首要问题。

一般来说，梁的上下翼缘应采用C50以上的混凝土，而配筋应符合相关要求，同时要考虑到加固筋的最大孔隙率。

而箱梁的主体部分选用C35以上的混凝土，内部加筋可以采用Q345等牢固钢材。

2.桥梁的结构类型钢筋混凝土箱梁桥梁结构在结构类型方面可分为简支梁、连续梁和钢混组合梁三种类型。

对于简支梁和连续梁，选用时需要考虑桥梁横向刚度的要求，对于较长的桥梁，建议采用连续梁结构；对于较短的桥梁，如道路桥梁，基本上都可以选择使用简支梁结构。

3.桥梁的结构尺寸在进行钢筋混凝土箱梁桥梁结构设计时，需要根据桥梁所处场所、承载能力和使用要求等因素来确定桥梁的结构尺寸。

其中，梁的高度、上下翼缘宽度、箱梁壁厚、纵向和横向加筋等都需要适当控制。

在此基础上，在考虑到钢筋混凝土箱梁桥梁整体的受力特点，逐步完成整个桥梁的结构设计。

二、结构计算1.立柱的计算在钢筋混凝土箱梁桥梁的结构计算中，箱梁内部采用立柱承载的结构形式，而立柱则是桥梁结构的重要组成部分。

立柱按照受力状态可分为压力柱和拉力柱，通过对应的计算方法，计算出立柱的承载能力和受力状态。

2.梁的受力计算桥梁中梁的受力计算是整个结构设计过程的重点。

梁的受力状态需要根据桥梁的荷载、支座和箱梁等因素来进行分析，其中弯矩、剪力和轴力是梁受力中需要特别关注的三个方面。

在梁的整体计算中，需要先分析梁的静力特性、计算梁的内力分布，再分别进行翼缘加强和箱梁加强的计算，最终将各个分项计算结果进行综合，得出梁的受力状态和结构合理性的评价结果。

2144×30m 装配式预应力箱梁上部结构分析◎王宇航摘要：为分析4×30m 装配式预应力箱梁上部结构受力情况，本文借助平面杆系软件桥梁博士进行计算，分析结果表明长期效应组合和短期效应组合下截面承载能力满足规范要求，荷载短期效应组合长期竖向挠度最大值和预加应力产生的长期挠度最大值根据规范可以不设预拱度，设计方案合理。

关键词：装配式；预应力；箱梁；桥梁博士装配式预应力混凝土小箱梁主要受弯拉以及与预应力产生的截面主压应力，设计可靠成熟，技术先进，施工机械化程度高，无需大型设备，可充分降低施工成本。

因仅设端、中横隔梁，桥下视觉简洁，加之梁高较矮，针对梁高受限、景观要求较高工程，优势表现明显。

李海川等[1]认为箱梁结构适应变宽能力强，应用领域广，采用宽梁设计，在相同跨径的结构中，有较大的经济优势。

结构暴露面少，负弯矩束锚头位于箱内，结构耐久性好。

主梁刚度较大，结构受力性能好，主梁变形小，伸缩缝少，行车较舒适，易于维护。

桥梁从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选时，装配式预应力混凝土小箱梁优势明显。

一、工程概况选取某标段4×30m 装配式预应力箱梁进行计算分析，箱梁顶板厚均为18cm，箱梁腹板采用斜腹板，腹板的厚度随着剪力的增大而从跨中向支点逐渐加大，支座处腹板的厚度为25cm，跨中处腹板的厚度为18cm。

为了满足支座布置及承受支点反力的需要，底板的厚度随着负弯矩的增大而逐渐从跨中向支点逐渐加大，支座处底板的厚度为25cm，跨中处底板的厚度为18cm。

箱梁截面形式如图1所示。

（a）跨中截面 （b）支座截面图1 箱梁截面形式（一）技术指标跨径44×30m；结构重要性系数：1.1；桥面宽度： 2.25m（人行道）+16.75（车行道）+1m（波形护栏）+16.75（车行道）+ 2.25m（人行道），双向8车道；设计荷载：城-A 汽车荷载；跨径：30m；人群荷载：人群集度3.5kN/m 2；地震荷载：按基本地震烈度7度设防。

各种桥梁构造图解各种桥梁构造图解箱型梁桥：(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的基本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁，而当主要荷载通过桥上的任何位置时，空心梁的所有各部分(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。

其结果可节省材料，成为薄壁结构，提高了抗扭强度。

箱梁桥可分为单室，双室,多室几种。

组合梁桥：(zhu he liang qiao) composite beam bridge指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥，既两种以上体系重叠后，整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。

这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重，构造细节及内力复杂。

空腹拱桥：(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱，横墙或支柱来支撑桥面系，从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。

实腹拱桥：(shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面，这种拱桥称为实腹拱桥。

小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。

无铰拱桥：(wu jiao gong qiao) hingless arch bridge如图，在整个拱上不设铰，属外部三次超静定结构。

由于无铰，结构整体钢度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最广泛。

但由于超静定次数高，温度变化，材料收缩，结构变形，特别是墩台位移会产生较大附加应力。

混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥：(san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge 如图，在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。

属外部静定结构构。

因而温度变化,支座沉陷等不会在拱内产生附加应力，故当地质条件不良，可以采用三铰拱，但铰的存在使其构造复杂，施工困难，维护费用高，而且减小了整体刚度降低了抗震能力，因此一般较少使用。

箱梁的剪力滞效应分析文章类型：论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。

这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。

本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法，并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。

一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式，具有结构强度高、刚度大等特点，被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。

箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的，但在某些情况下，剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象，即所谓的剪力滞效应。

剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响，降低桥梁的承载能力和使用性能。

当剪力滞效应较严重时，可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象，影响行车安全和桥梁寿命。

因此，对箱梁剪力滞效应进行分析和研究，采取有效的应对措施，具有重要意义。

二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法，通过将结构离散成多个小的单元，利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。

对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用有限元法进行数值模拟，通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素，模拟剪力滞效应的产生和变化规律。

2、解析法解析法是通过理论建模和推导，得出结构的力学响应的解析解。

对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用解析法建立简化的力学模型，从而得到剪力滞效应的近似解。

解析法具有计算速度快、成本低等优点，但精度较有限元法低。

三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计，可以降低剪力滞效应的影响。

例如，可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板，增加结构的整体性和抗扭刚度；同时，可以通过选用高强度材料，提高结构的强度和稳定性。

2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力，降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。

同时，合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。

3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等，可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性，降低剪力滞效应的影响。

薄壁箱梁剪力滞效应分析摘要：箱形梁截面因其较轻的结构自重和较大的抗扭抗弯刚度等特点在现代桥梁构造中应用非常广泛，其受力性能的研究也日益受重视，其中剪力滞效应成为各研究内容中的重点对象之一。

本文主要介绍了箱梁的基本空间受力特征以及剪力滞效应的基本概念，对国内外学者对剪力滞效应的研究现状进行相关的总结。

关键词：箱梁；弯曲；剪力滞效应引言薄壁箱形梁具有很好的抵抗弯曲的能力，箱梁内部的剪力流可以起到抵抗扭矩的作用。

当薄壁箱形梁承受竖向偏心荷载发生弯曲时会产生剪力滞效应，根据箱形梁剪力滞效应的定义我们发现，箱形梁实际所受的正应力值与按初等梁理论算得的正应力值存在较大差距，在腹板与顶底板相接处的差距更为明显[2]。

若设计时不考虑剪力滞效应，将会给箱梁结构带来安全隐患[3]。

1.剪力滞效应分析为了解释“剪力滞效应”概念，取固端悬臂箱梁在自由端的梁肋处作用一对集中力在平行于AD截面上，应用初等梁弯曲理论，在上板得到均匀分布的弯曲拉应力[4]。

实际上并非如此。

由于腹板传递的剪力流在边缘上受拉要大一些，而向板内传递过程中，由于上下板均会发生剪切变形，拉应力会逐渐变小，呈现出板的中间小而两边大的应力状态[5]。

剪力流在横向传递过程有滞后现象，故称之为“剪力滞后现象”或称“剪力滞效应”[6]。

1.1 剪力滞系数如果初等梁理论算出的应力为，而实际截面上发生的应力为，则式中：剪力滞系数。

如果翼缘腹板处的正应力大于初等梁理论的计算值，称之为“正剪力滞”。

如果翼缘腹板处的正应力小于初等梁理论计算值，则称之为“负剪力滞”现象。

这种现象可能导致梁体产生裂缝甚至箱梁的损坏，并使箱梁局部位置产生应力集中，甚至开裂。

1.2 有效分布宽度在实际工程设计中，为了能利用理论已经较为成熟的初等梁理论公式，来反映结构的实际应力水平，便提出了“有效分布宽度”的概念[8]。

其定义为:根据该翼缘的折算宽度按初等梁理论公式计算所得的应力值与真实应力峰值相等。

《公路工程咨询设计指南》——小箱梁桥设计一、小箱梁桥桥型特点及适应范围：1.1 小箱梁桥的优缺点1.1.1 优点：小箱梁常用跨径为20～35m，作为装配式结构，易实现机械化、工厂化施工。

因仅设端横隔梁，桥下视觉简洁，加之梁高较矮，在梁高受限、景观要求较高之处，具有一定的优势。

结构适应变宽能力强，应用领域广。

采用宽梁设计，在相同跨径结构中，具有一定的经济优势。

结构暴露面少，负弯矩束锚头位于箱内，结构耐久性好。

主梁刚度较大，在车辆荷载作用下主梁变形小、行车较舒适。

施工稳定性好，易于维护。

1.1.2 缺点：施工工艺要求高，当管理与施工控制不到位时，易出现沿钢束的纵向裂缝或蜂窝麻面。

箱内空间较小，砼一次浇注内模拆除相对麻烦，箱内质量不便于检验。

同等跨径，相对空心板、T梁而言，吊装重量大。

1.2 结构体系：小箱梁设计分为简支与先简支后结构连续两种体系。

先简支后连续小箱梁除了具有小箱梁桥的通用优点外，还具有结构受力性能好、伸缩缝少、行车舒适、抗震能力强等优点。

1.3 院小箱梁设计参考图（试用版）（以下称“院小箱梁设计参考图”）介绍：院小箱梁设计参考图（试用版）于2008 年12 月编制完成，交付各路桥设计部试用。

本次小箱梁设计参考图中包括80、100、120km/h设计车速，四、六、八车道的分离和整体式断面小箱梁上部结构横向布置。

院小箱梁设计参考图中，各跨径、各桥宽的结构尺寸，是根据现行规范的构造要求，总结过去预应力混凝土小箱梁使用中的经验和教训而拟定,并在计算中根据受力需要作了相应调整。

为方便标准化施工，兼顾小箱梁间距及湿接缝宽度，小箱梁设计参考图预制梁宽取为2.4m与2.6m两种，不同的梁间距通过湿接缝宽度调整。

为保证小箱梁桥受力合理，兼顾经济性，综合考虑梁间距、边梁挑臂长度、横向分布系数等因素后，本着布束经济、合理的原则，小箱梁预应力配束归纳为A类中梁、B类中梁、A类边梁、B类边梁4种情况（A、B类梁的选择，实际选用时可按梁间距3.2m作为分界点，当梁间距≤3.2m时归为A类，当梁间距＞3.2m时，归为B类）。

大挑臂连续组合箱梁桥顶推线形控制及受力特性研究TheAl i gnm entControlD uri ngIncrem entalLaunchi ngConstructi on andStudyof Force Characteri sti cs about theLongCanti l ever Conti nuousCom posi teBox- G i rderBri dgeByB．E．( W uhan U ni versi tyO fTechnol ogy) 2019Athesi s subm i tted i nparti alsati sfacti on of theRequi rem entsfor thedegreeofM aster ofEngi neeri ngBri dgeand Tunnel Engi neeri ngChangsha U ni versi tyofSci ence＆Technol ogySupervi sorProfessor Li ChuanxiApri l ，2019咖8?5ⅢⅢⅢ7，?6㈣0川3?2哪Y长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：互衫襄日期秒年日期：7年f1痧月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。

桥梁结构的基本体系及其受力特点1.梁体受力：梁体是桥梁结构的主要承载构件，它承受来自车辆行驶的荷载。

梁体的受力特点受到横向和纵向力的影响。

在横向方向上，梁体将受到来自车辆轮胎与桥面接触的水平力，这会引起弯曲和剪切应力。

在纵向方向上，梁体将受到车辆的垂直荷载，这会引起压应力和拉应力。

2.支座的受力：支座负责将梁体的荷载传递到桥墩和地基上，同时也承受梁体的相对运动。

支座受力特点主要包括垂直荷载、水平力和旋转力。

垂直荷载由梁体传递到支座上，同样引起压应力和拉应力。

水平力主要由于梁体的挠度和温度变化引起，会导致水平位移和侧向力的产生。

旋转力则来自梁体相对于支座的转动。

3.连结的受力：梁体与支座之间的连接通常由螺栓、焊接或钢筋混凝土接头等方式实现。

连接部位承受着梁体和支座的力传递，同时还要考虑到连接部位的刚度和可靠性。

连接部位受力主要包括剪切力、扭矩和拉力。

剪切力由梁体和支座连接面的相对滑动引起，扭矩则由梁体和支座的相对转动引起，拉力则是由于连接材料的伸缩性或温度变化引起。

除了上述基本受力特点，桥梁结构还需要考虑其他因素，如动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化。

这些额外的荷载会增加结构的复杂性，并且可能导致非线性行为和结构失稳。

为了确保桥梁结构的安全和可靠性，工程师需要根据不同的桥梁类型和设计要求选择适当的结构形式和材料。

传统的桥梁结构包括悬索桥、斜拉桥、梁桥和拱桥等，而近年来还出现了新型桥梁结构，如预应力混凝土箱梁桥、钢-混凝土组合桥和悬臂桥等。

不同类型的桥梁结构具有不同的受力特点和适用范围，工程师需要根据具体情况进行选择和设计。

总之，桥梁结构的基本体系包括梁体、支座和连接部位，其受力特点主要包括梁体的弯曲、剪切和拉伸，支座的垂直荷载、水平力和旋转力，以及连接部位的剪切力、扭矩和拉力。

工程师需要综合考虑动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化等因素，选择适当的结构形式和材料，确保桥梁结构的安全和可靠性。

双箱单室箱梁顶板受力分析摘要随着我国高速公路的建设，双箱单室现浇箱梁因其箱璧薄、腹板间距大、横向挑臂大，外形美观、经济性相对较好，常常作为跨线桥被采用。

本文结合某互通式立交双向两车道匝道桥3x20m跨径双箱单室现浇混凝土箱梁桥设计，对箱梁间顶板的受力状态采用空间有限元进行分析计算，并与规范按有效工作宽度的方法进行计算对比，验证规范方法对本桥的适用性。

关键词双箱单室箱梁；桥面板计算；有限元国内外桥梁工程的实践表明,无论是公路桥梁还是城市高架桥和立交桥,预应力报凝土及钢筋混凝土薄壁箱型梁的应用日益广泛,常用的横断面形式有单箱单室、单箱双室及双箱单室。

当桥较宽,尤其是采用顶推法或悬臂拼装法施工时,多采用双箱单室横断面形式。

随着我国高速公路的建设，双箱单室现浇箱梁因其箱璧薄、腹板间距大、横向挑臂大，外形美观、经济性相对较好，常常作为跨线桥被采用，而对于双箱单室结构的箱间顶板的受力情况往往参照规范按有效工作宽度的简化方法进行计算。

某高速公路某互通式立交匝道桥采用整体现浇钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁，采用双箱单室截面。

施工时，先分别施工两个箱室，落架后再浇筑纵向湿接缝形成双箱截面，如图1。

本文分别采用空间有限元程序（Super sap）和规范按桥面板有效分布宽度两种方法对箱梁间的桥面板进行受力计算和配筋计算，并把两种计算结果进行比较，验证规范方法对本桥的实用性。

如图1，双箱顶板宽16m、单箱底板宽4m，腹板宽40cm，顶板厚度22cm，底板厚度20cm，梁高1.3m，两侧悬臂长1.75m，纵向湿接缝宽1.5m，两箱梁间的间距为4.5m。

1 空间有限元模型计算1.1 计算原理、计算方法和计算参数按空间有限元理论，用Super SAP 通用有限元软件进行分析。

箱梁混凝土采用8节点块体单元模拟。

本文主要计算箱梁顶板局部受力状态，纵桥向取三跨20m跨径连续梁计算。

计算模型见图2：计算参数如下：C50号混凝土弹性模量Eh = 3.5x104 MPa，泊松比ν=0.1667桥面铺装按均布荷载施加，荷载集度q铺装= 0.1x25+0.06x26 = 4.06 kN/m2中分带护栏按均布荷载施加，荷载集度q护栏= 8.5/0.66 = 12.88 kN/m2汽车荷载按规范公路I级荷载中车辆荷载数值和间距作为集中力作用在顶板上，汽车按一辆重车计，横向车轮距护栏50cm，两车轮间距1.8m，护栏两侧各布置一辆车；纵向车轮间距1.4m。

浙江大学桥梁与隧道专业研究生学位课程《桥梁设计理论》二00二年九月目录第一讲概述 (1)第二讲薄壁箱形梁的结构与受力特点 (2)第三讲薄壁箱形梁的弯曲 (6)第四讲薄壁箱梁剪力滞的变分解法 (20)第五讲薄壁箱形梁的自由扭转 (38)第六讲薄壁箱形梁的约束扭转 (56)第七讲薄壁箱形梁的组合扭转 (72)第八讲薄壁箱形梁的畸变 (87)第九讲曲线梁桥计算理论 (105)第十讲斜桥计算理论 (113)第一讲 概 述本课程是桥隧专业硕士研究生的专业课，它是在本科《桥梁工程》的基础上对内容进行深化，着重介绍一些设计公式和规范条文的理论依据。

使研究生能从原理上和从问题的本质上去认识桥梁结构的受力特性和性能，为今后从事桥梁工程研究工作打下基础，并掌握基本的研究方法。

《桥梁工程》的重点是简支梁桥，计算理论是以横向分布为基础，形式以空心板梁和梁为重点，其中横向分布概念的引入，将桥梁空间结构问题简化为平面问题，极大地简化了梁桥的计算。

但是该方法在其他体系的桥梁如连续梁桥、悬臂梁桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥及拱桥等，应用很不成功。

其主要原因是这些体系的桥梁的主梁常采用箱形截面。

在利用横向分布技术处理箱形梁计算时，通常将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，按修正偏压法求出活载作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，得到箱梁截面活载内力增大系数ξ，然后求得箱梁内力pgMMM ξ+=[姚玲森《桥梁工程》P .198]，这种方法有时会引起很大的误差，因为箱梁是一种闭合截面，看作等截面梁肋的做法，是将闭合截面处理成开口截面，与实际不符。

因此，本课程将研究箱梁计算理论，包括箱梁的弯曲、扭转、畸变等方面设计计算分析方法。

《桥梁工程》中介绍了斜桥的受力特点，但并没有讨论其计算理论，还有随着城市高速路的发展，立交桥日益增多，为增添城市景观，使桥梁服从线路的平面布置和提高交通枢纽的使用功能，曲线桥梁应运而生，因此，本课程将斜、弯桥列入。

薄壁箱梁扭转与翘曲浅析1引言由于箱梁截面具有良好的结构性能，所以在各种桥型中得到了广泛的应用。

在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁（薄壁截面梁）有很大的优势：1. 截面的抗扭刚度大，结构在施工与使用的过程中都能保持良好的稳定性；2. 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能够有效地抵抗正和负的弯矩，并且有足够的截面面积满足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构的使用的要求，如连续梁桥、拱桥、钢构桥、斜拉桥、悬索桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T型刚构等桥型；3. 适应现代化的施工方法的要求，如悬壁施工方法、顶推法等，这些施工方法要求的截面必须具有较厚的底板、良好的穩定性；4. 承重结构与传力结构相互结合，使得各部件共同受力，达到良好的经济效果，同时截面利用率提高，并适合预应力混凝土结构空间布束。

又由于桥梁越往长大跨化发展，所需的梁截面越大、高度越高，这样就使得原来主要承受弯矩的箱梁截面的受力性能有越大的变化：1. 桥型越轻型化，稳定性要求越高；2. 箱梁截面越薄，横向受力要求越高，也越需要多加验证；3. 箱梁截面越薄，原来主要承受的弯矩占据的比例下降越多，相反的由剪力和扭矩控制的应力所占据的比例越大。

2 薄壁箱梁模型的建立与受力分析箱梁在偏心的荷载的作用下会发生纵向的弯曲、横向的弯曲、扭转以及扭转变形（畸变），表现的弯剪扭的复杂的组合效应。

文章建立了Midas板单元的箱梁模型。

因弯扭作用在截面上将产生纵向的正应力和剪应力，应横向的弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向的弯曲应力和剪应力。

应力特点表现在：纵向：正应力、剪应力；横向：正应力、剪应力；局部的应力明显。

对于混凝土桥梁，恒载占据很大的部分，活载比例较小，因此，对于对称荷载引起的应力计算的重点。

而且任意的荷载都可以分解为对称荷载和非对称荷载的组合。

以有限板单元分析各种受力效应，计算截面如图3，其几何参数如表1所示。

2.1纵向弯曲分析纵向弯曲产生竖向变位，因而在横截面上引起纵向正应力及剪应。