（昆明市政工程設(shè)計科學(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)會引起翼緣應(yīng)力分布不均勻，而目前現(xiàn)行規(guī)范僅對T型梁有效寬度折減做了條文說明。本文針對實際工程項目，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，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，需確定混凝土薄壁箱梁翼緣有效寬度，即對翼緣原寬度進(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，。為了既能利用簡單的初等梁理論公式，又能得到接近于翼緣實際應(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。翼緣有效寬的的簡單定義是：按初等梁理論的公式也能算得與真實應(yīng)力峰值接近相等的那個翼緣折減寬度。它的幾何解釋是：如圖1中的真實應(yīng)力峰值為高度的陰線矩形面積等于真實應(yīng)力曲線所包圍的面積，即陰線矩形面積的邊長，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，我國現(xiàn)行橋梁設(shè)計規(guī)范中僅僅提出可參照T型梁的辦法處理，沒有對箱型梁有效寬度的具體規(guī)定，造成設(shè)計人員對箱梁橋進(jìn)行彎曲變形和內(nèi)力計算時無理論依據(jù)。本文采用我國規(guī)范中T型梁有效寬度計算條文，把薄壁寬箱梁人為分割成N個T型梁，分別計算有效寬度后算術(shù)疊加得到整個截面的近似有效寬度，研究翼緣有效寬度對結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力的影響。
4有效寬度研究實例
4.1項目背景
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)計要求雙向行駛?？紤]到橋面較寬，設(shè)計采用單箱三室，跨中、支點橫斷面如下圖2、圖3所示。
4.2有效寬度近似計算
把箱梁分割成N個T型梁，分別計算有效寬度后算術(shù)疊加得到整個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，對于薄壁寬箱梁，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析求解截面應(yīng)力時，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)力計算值和未考慮有效寬度的應(yīng)力計算值差別較大，尤其是在支點附近，所以在計算薄壁寬箱梁時根據(jù)規(guī)范對截面進(jìn)行折減，充分考慮剪力滯的影響對計算結(jié)果是偏安全的。
5結(jié)論
由以上分析比較結(jié)果可知，
（1）對于箱型截面梁，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析時，比如求解多跨連續(xù)梁某截面的彎距等內(nèi)力計算，由于內(nèi)力的大小與梁的度有關(guān)，此時應(yīng)采用截面的全截面進(jìn)行計算，不需要考慮有效寬度。
（2）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)具體分析時（如配筋、截面應(yīng)力計算等），對于寬度較大的箱型截面梁，需要計入截面的有效寬度，按照有效截面進(jìn)行計算。
參 考 文 獻(xiàn)
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