摘要：钢筋混凝土盖梁在桥梁设计中应用广泛，本文主要从盖梁受力特点出发，通过理论及工程实际经验，对盖梁受力模型进行简化，用Midas建立盖梁模型，分析计算结果，总结了盖梁设计的要点，并结合实际工程案例，说明了盖梁钢筋的布置原则。
关键词：钢筋混凝土盖梁；平面杆系；弯矩；剪力；midas civil建模；钢筋布置
1 引言
我国现有公路和市政桥梁体系中，柱式桥墩结构占很大比例，盖梁起到了承上启下的作用，上部的荷载通过支座传递到盖梁上，盖梁受力分配到下部结构。钢筋混凝土盖梁实际受力比较复杂，设计影响因素也较多，其中包括上部恒载，活载取值标准，跨径，角度等。目前盖梁图纸没有合适标准图可以完全套用，标准化出图很难实现，从而给设计工作者造成很大工作量，所以盖梁设计是桥梁设计中一个关键部分。本文总结了盖梁设计与计算的要点及体会，为以后盖梁设计者提供借鉴经验。
2 盖梁的受力特点及简化原则
盖梁作为承上启下的受力构件，主要承受桥梁上部的荷载，包括上部恒载和活载作用，通过支座以集中力形式传递到盖梁，盖梁在传递到下部墩柱，墩柱再传递到下部基础。盖梁主要是受弯和受剪构件，但在活载作用和施工过程中会产生扭矩，实际盖梁是弯剪扭综合受力构件，受力很复杂，如果完全按照实际受力情况建模分析，过程繁琐，工作量很大，并且实际工程意义不大。在工程计算中，盖梁扭矩产生的影响很小且不是永久作用，一般计算不控制，会通过设置箍筋来满足抗扭要求。所以盖梁可以看做典型的以弯剪为主构件，计算可以简化为平面杆系模型。
3 结合工程实例，用midas Civil建模分析
本文结合通怀路（京承高速~河防口）道路工程中石夹子跨河桥，通过midas Civil建立盖梁模型，具体分析盖梁设计与计算遇到的问题。
3.1工程概括
通怀路（京承高速~河防口）道路工程中位于北京市的东北部，路线主要位于怀柔区，局部位于顺义及密云区。通怀路（怀柔段）道路工程南起京承高速与通怀路（顺义段）相接，北至111国道河防口村，道路等级为一级公路，设计速度80km/h，标准横断面路基宽度27.5m。
石夹子河跨河桥上部结构分左右两幅，桥宽13.25+0.5+13.25=27m。桥梁处在道路圆曲线内，与石夹子河斜交，左幅桥跨径组合为3x35m+2x30m+3x35m=270m，右幅桥跨径组合为8x35m=280m。上部结构均采用预制小箱梁，梁高均为采用1.8m。下部结构桥台采用肋板式桥台，下接1.2m钻孔灌注桩。中墩在规划河道内采用直径2m独柱墩柱下接四桩承台，钻孔灌注桩直径1.2m。河道外中墩采用直径1.5m双柱墩柱下接直径1.8m钻孔灌注桩，桩间设置系梁。
本次对河道外中墩双柱式盖梁进行计算，建模要点包括：计算采用midas civil 2017，汽车荷载等级采用公路Ⅰ级，按钢筋混凝土结构进行验算。上部恒载荷载采用节点荷载添加，汽车荷载计算规范采用midas civil横向移动荷载模块，按照规范添加车道车辆荷载，注意midas civil添加车辆荷载为纵向一车道荷载的一半（桥梁博士软件为纵向一车道荷载），温度荷载按照规范添加，桩基按照地质条件用节点支撑模拟土弹簧。计算时仅建立盖梁和下部模型，无需建立全桥模型，将有效减少建模的工作量（图1）。
图1 midas Civil 盖梁模型
图2 石夹子跨河桥盖梁钢筋图 (单位：cm)
计算结果显示：对于承载力计算，盖梁跨中位置弯矩较大，为正弯矩控制点，墩顶负弯矩较大，为负弯矩控制点，具体钢筋配置，应根据计算结果不断进行调试，对于承载力的安全富余量，建议预留10%抗弯承载力以上。对于抗剪计算，由于截面尺寸取值合理，再配置合理箍筋，抗剪验算一般比较容易通过。对于裂缝计算，由于本桥跨径并不是很大，在墩顶位置为裂缝最不利位置，根据结构力学知识可知，由于计算按照杆系计算，墩顶会有很大的负弯矩尖点，而实际墩柱尺寸较大，在工程计算一般会采取削峰处理，本次采取削峰原则大体为墩柱两侧各0.35倍桩径，每家设计院削峰原则可能不一致，可以根据工程实际经验调整，在安全的前提下尽可能经济。经过计算发现，在相同配筋下，本盖梁为裂缝控制而不是承载力控制。盖梁计算时未考虑弯起钢筋对承载力和抗剪的作用效果，弯起钢筋作用效果按安全富余量考虑。
4盖梁设计技术要点及体会
4.1盖梁截面尺寸及悬臂长度的选择
盖梁截面尺寸要选择合适，当盖梁计算时，不满足规范时，钢筋直径已经取很大情况下，适当的增加截面的高度，对盖梁计算结果会有很大改善，盖梁截面高度不宜取值过小。 盖梁的悬臂端不宜过长，一般取值2.2m以内，悬臂过长会使盖梁墩柱顶受力不利，裂缝验算不容易满足规范要求。
4.2 箍筋布置原则
箍筋对截面抗剪作用十分显著，对抗扭也有很大影响，箍筋间距不宜过大，建议0.1～0.15m，具体可以根据计算取值。箍筋直径不宜过小，建议采用12～14mm 三级钢筋。建议截面最外侧用一圈大箍筋，箍住所有钢筋，对盖梁抗扭和整体稳定十分有利，钢筋直径建议采用14～16mm三级钢筋。
4.3 弯起钢筋布置原则
弯起钢筋虽然在计算没有考虑，但对于抗弯和抗剪效率很高，建议在盖梁中加入弯起钢筋，弯起钢筋的布置，应根据计算，确定主要是对墩顶还是跨中的增强，如本项目中，墩顶计算时较不利，可以适当增加墩顶上钢筋的布置长度，减少对跨中弯矩的补强效果（图2）。
4.4盖梁计算的控制位置
对于墩柱间距不是很大的盖梁，计算结果一般由墩顶裂缝控制，计算时可以对墩顶进行适当的削峰处理。
5结语
本文为自己在实际工程项目设计中，对盖梁设计与计算的思考和总结，计算模型简单可靠，设计方法安全实用，主要适用于普通钢筋混凝土盖梁，可以为桥梁设计者提供一定参考。
作者简介
郭亮，男，（1992，7- ），汉，辽宁省凌源市，学士，长春市政工程设计研究院北京分院，助理工程师，主要从事桥梁设计与研究工作。
论文作者:郭亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
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