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摘要：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2012），推导了钢筋混凝土连续箱梁在集中荷载作用下的挠度公式，并通过引入规范中的刚度公式，使推导的挠度公式可应用到双跨连续箱梁的弹塑性阶段的计算分析中。
关键词：箱形截面梁；弹塑性阶段；剪力滞效应；挠度
当前，箱形截面已是大中跨径桥梁建设中最常采用的截面形式。从结构形式来看，箱形截面梁抗弯刚度较大、抗扭性能突出，同时，梁体自重相对较小，结构性能良好，安置少量横隔板即可使得荷载横向分布较为合理。顶板和底板中预应力筋的存在能有效抵抗正负弯矩在梁体中的影响，因此，在连续梁、连续刚构等连续体系梁桥结构，特别是连续水平曲线梁桥结构中具有广泛适用性。从施工工艺来看，箱形截面梁可通过支架现浇法、悬臂拼装、悬臂浇注、顶推法、移动模架法、大型浮吊和转体施工法等多种施工方式实现，充分适应现代化施工要求。在梁桥结构体系方面，连续梁桥结构具有变形小、结构刚度好、弯矩重分配能力强、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护简单、抗震能力强等优点。特别是随着施工能力的不断进步、三向预应力体系在大跨径连续梁桥结构中的应用，箱形截面梁得以不断突破自重限制，逐渐表现为少腹板单箱室、大悬臂、宽翼板和轻型薄壁形式，从而更加适用于大跨径连续桥梁。
目前，钢筋混凝土连续箱梁在受地形架设条件限制的山区，城市立交桥、高架桥等桥梁建设中应用广泛。特别是单柱墩单箱单室截面曲线梁桥，更是因具有外观简洁、线形优美、建设占地少、桥下通视能力良好等优点得到了积极推广。
在钢筋混凝土连续箱梁截面设计方面，不可忽视的一个问题是箱梁中剪力滞效应的影响。这是由于初等梁弯曲理论对箱梁翼板中各点弯曲正应力沿梁宽方向均匀分布，应力相同的认识是不准确的。忽略剪力滞效应，会导致箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力被低估。实际设计时，可利用有限元软件ANSYS 对钢筋混凝土连续箱梁桥进行建模分析，研究各种工况作用下箱梁梁体挠度、应变应力及剪力滞系数的相互关系。本文着重分析钢筋混凝土连续箱梁截面设计中挠度的计算过程。
一、挠度计算
1、钢筋混凝土箱梁单跨加载跨中竖向挠度计算
(1)由结构力学中力法和位移法或材料力学中的计算挠度时的叠加原理经相应的变换可得下式：
（3）单跨加载时，双跨钢筋混凝土连续箱梁跨中挠度计算
理论计算时，不计箱梁剪力滞后效应的影响，施加荷载为单跨，钢筋混凝土双跨连续箱梁的受力按每5KN分一级，最大荷载为950KN加载，计算时分别计算每跨跨中的竖向挠度，其刚度取上述三种情况，具体结果见表1.1所示。钢筋混凝土箱梁单跨加载时加载跨挠度值变化曲线见图 1.1。
双跨钢筋混凝土连续箱梁，单跨跨中承受集中力作用时，采用公式分析时，钢筋混凝土连续箱梁受力处于不同的阶段，其加载跨的挠度值随着加载跨的受力阶段变化而变化，当荷载P小于等于4.5t时，加载跨的受力处于线弹性阶段；当荷载P大于等于4.5t时，加载跨的受力处于弹塑性阶段。理论分析与双跨连续梁试验单跨加载工况的结果所得规律相似，当加载跨受力由弹性阶段发展到弹塑性阶段时，尤其是跨中、中支座截面开裂时，挠度值突然变大，经历弯矩重分布后，又缓慢增长，其增长的幅度小于跨中、中支座截面开裂阶段的增长幅度而大于弹性阶段的增长幅度。公式（1.1）-（1.3）计算结果表明，当箱梁受力处于弹性阶段时，其结果与实验与有限元分析结果相近，而当其受力处于弹塑性阶段时，由于塑性铰的出现及连续梁的弯矩重分配，其计算结果与实验及有限元分析结果有一定的差距，但差别不太明显，处于容许范围，可见上述推导的公式具有一定适用性。
二、结论
1、依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2012），计算了试验模型的上下翼缘有效宽度，以便使用规范中的规定来考虑箱梁剪力滞后效应，进而计算连续箱梁的加载跨跨中截面的挠度。推导了连续箱梁在集中荷载作用下的挠度公式，并且通过引入JTG D62—2012中刚度公式，使推导的挠度公式可应用到双跨连续箱梁的弹塑性阶段的计算分析中。
2、结合前面推导的公式，进一步得出双跨连续箱梁单跨加载时，在考虑剪力滞后效应影响时弹性阶段和弹塑性阶段的连续箱梁的挠度计算公式。弹塑性阶段的分析，对刚度公式考虑了以下三种情况：按（JTG D62—2012）中的规定计算开裂弯矩；按《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）中的规定计算开裂弯矩；按数值计算结果计算开裂弯矩，结合试验结果，这几种情况计算结果差别不明显，均可用于工程设计中。
参考文献：
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[4] 胡兆同，刘芸欣，蔡建明 钢筋混凝土连续曲线箱梁桥剪力滞效应研究 《公路》2005年12月
论文作者:王剑
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签：挠度论文; 钢筋混凝土论文; 截面论文; 剪力论文; 塑性论文; 阶段论文; 弯矩论文; 《基层建设》2017年第18期论文;