（昆明市政工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司，云南昆明650228） ----李玲英
摘 要：薄壁寬箱梁已是近年來高速公路和市政項(xiàng)目越來越青睞的一種橋梁型式，其截面抗彎剛度大，彎曲應(yīng)力圖形合理，能有效地抵抗正負(fù)彎矩，但由于剪力滯效應(yīng)會(huì)引起翼緣應(yīng)力分布不均勻，而目前現(xiàn)行規(guī)范僅對(duì)T型梁有效寬度折減做了條文說明。本文針對(duì)實(shí)際工程項(xiàng)目，根據(jù)公路規(guī)范近似得到單箱多室截面的有效寬度，研究總結(jié)有效寬度折減對(duì)其內(nèi)力和應(yīng)力的影響。
關(guān)鍵詞：薄壁寬箱梁；剪力滯；有效寬度；結(jié)構(gòu)響應(yīng)
1前言
近年來預(yù)應(yīng)力混凝土橋在我國(guó)發(fā)展較為迅速，橋梁跨度不斷增大切橫斷面構(gòu)造逐漸加寬，單箱多室大挑臂結(jié)構(gòu)逐漸在各類結(jié)構(gòu)中大量采用。
混凝土薄壁箱梁截面抗彎剛度大，彎曲應(yīng)力圖形合理，能有效地抵抗正負(fù)彎矩，在施工和使用過程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能較好地適應(yīng)各種現(xiàn)代施工工藝，在現(xiàn)代橋梁中得到廣泛應(yīng)用。然而，薄壁寬箱梁在縱向彎曲時(shí)，由于剪力滯引起翼緣應(yīng)力分布不均勻，因此，在應(yīng)用初等混凝土梁理論解決混凝土薄壁箱梁時(shí)，需確定混凝土薄壁箱梁翼緣有效寬度，即對(duì)翼緣原寬度進(jìn)行折減。
2有效寬度理論
薄壁箱梁的有效分布寬度問題，實(shí)質(zhì)上就是以剪力滯理論為基礎(chǔ)。用精確的理論來分析翼緣應(yīng)力的不均勻分布規(guī)律是比較復(fù)雜的，尤其不便于工程中的廣泛應(yīng)用，。為了既能利用簡(jiǎn)單的初等梁理論公式，又能得到接近于翼緣實(shí)際應(yīng)力的最大值，便提出了“翼緣有效寬度”的概念。并且由T.V.卡曼首先解決，一直沿用至今。翼緣有效寬的的簡(jiǎn)單定義是：按初等梁理論的公式也能算得與真實(shí)應(yīng)力峰值接近相等的那個(gè)翼緣折減寬度。它的幾何解釋是：如圖1中的真實(shí)應(yīng)力峰值為高度的陰線矩形面積等于真實(shí)應(yīng)力曲線所包圍的面積，即陰線矩形面積的邊長(zhǎng)，便是翼緣的有效寬度。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
式中：為每側(cè)翼緣的有效寬度； b為每側(cè)翼緣的凈寬度；
t為翼緣的厚度； 為副班與翼板連接處的應(yīng)力峰值；
x為沿著跨長(zhǎng)方向的坐標(biāo)； y為沿著橫截面寬度方向的坐標(biāo)。
相比而言，我國(guó)現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中僅僅提出可參照T型梁的辦法處理，沒有對(duì)箱型梁有效寬度的具體規(guī)定，造成設(shè)計(jì)人員對(duì)箱梁橋進(jìn)行彎曲變形和內(nèi)力計(jì)算時(shí)無理論依據(jù)。本文采用我國(guó)規(guī)范中T型梁有效寬度計(jì)算條文，把薄壁寬箱梁人為分割成N個(gè)T型梁，分別計(jì)算有效寬度后算術(shù)疊加得到整個(gè)截面的近似有效寬度，研究翼緣有效寬度對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力的影響。
4有效寬度研究實(shí)例
4.1項(xiàng)目背景
選取在建的某公路寬箱梁為工程背景，該橋橋面全寬18.6m，設(shè)計(jì)要求雙向行駛?？紤]到橋面較寬，設(shè)計(jì)采用單箱三室，跨中、支點(diǎn)橫斷面如下圖2、圖3所示。
4.2有效寬度近似計(jì)算
把箱梁分割成N個(gè)T型梁，分別計(jì)算有效寬度后算術(shù)疊加得到整個(gè)截面頂板和底板的近似有效寬度。
部分截面近似有效寬度見表1，與原箱梁頂?shù)装鍖挾缺容^見圖4。
表1 寬箱梁部分截面近似有效寬度
有圖可知，對(duì)于薄壁寬箱梁，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析求解截面應(yīng)力時(shí)，由于應(yīng)力大小與截面慣性矩直接相關(guān)，考慮有效寬度的應(yīng)力計(jì)算值和未考慮有效寬度的應(yīng)力計(jì)算值差別較大，尤其是在支點(diǎn)附近，所以在計(jì)算薄壁寬箱梁時(shí)根據(jù)規(guī)范對(duì)截面進(jìn)行折減，充分考慮剪力滯的影響對(duì)計(jì)算結(jié)果是偏安全的。
5結(jié)論
由以上分析比較結(jié)果可知，
（1）對(duì)于箱型截面梁，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析時(shí)，比如求解多跨連續(xù)梁某截面的彎距等內(nèi)力計(jì)算，由于內(nèi)力的大小與梁的度有關(guān)，此時(shí)應(yīng)采用截面的全截面進(jìn)行計(jì)算，不需要考慮有效寬度。
（2）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)具體分析時(shí)（如配筋、截面應(yīng)力計(jì)算等），對(duì)于寬度較大的箱型截面梁，需要計(jì)入截面的有效寬度，按照有效截面進(jìn)行計(jì)算。
參 考 文 獻(xiàn)
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