1.1.2混凝土箱梁温度作用效应

由于混凝土箱梁的温度作用产生的应力称为混凝土箱梁的温度应力。因

混凝土箱梁的内、外约

束而产生的温度应力又分别称为温度内约束应力和温度外约束应力。温

度内约束应力是指由于温度

在混凝土箱梁结构的非线性分布而使构件各部分因温度的收缩不均匀而

产生的约束应力，由于这种

应力在箱梁截面上是自平衡的，也称为温度自约束应力，简称温度自应

力。对于属于超静定结构的

桥梁而言，赘余约束会阻止结构由于温度而产生的变形，由此产生的应

力称为温度外约束应力，也

称为温度次应力，相应的内力称为温度次内力。

事实上，对悬拼或悬浇的方法施工的混凝土连续梁的一个节段而言，若

其任意时刻t的温度场

可表达联)t，则任意时刻t的实际竖向温差分布应表示为D双)t一双0)t，

其中命为该节段施工完毕的

时刻，D联)t表示t时刻的竖向温差分布。但对于绝大多数的桥梁而言D

双0)t都是未知的，因此在无

法忽略D双0)t的条件下是不可能准确求出温度应力的。然而随着时间的

推移，徐变的发展可以基本

消除D联肠)引起的初始温度应力，运营阶段的t时刻的温度应力只要通

过D双)t就可以计算#[]。因此本文中所指的竖向温差分布如无特别注明，均指D双)t，而不是D联)t一

联0)t。

（一）外形：由顶板、底板、肋板及梗腋组成

1、顶板：

除承受结构正负弯矩外，还承受车辆荷载的直接作用。在以负弯矩为主

的悬壁梁及T形刚构桥中，顶板中布置了数量众多的预应力钢束，要求

顶板面积心须满足布置钢束的需要，厚度一般取18—25cm。

2、底板

主要承受正负弯矩。当采用悬臂施工法时，梁下缘承受很大的压应力，

特别是靠近桥墩的截面，要求提供的承压面积更大；同时在施工时还承

受挂篮底模板的吊点反力。在T形刚构桥和连续梁桥中，底板厚度随梁

的负弯矩塔大而逐渐加厚。底板最小厚度15cm。

3、肋板

承受截面剪应力及主位应力，并承受局部荷载产生的横向弯矩，其厚度

还须满足布置预应力筋及浇筑混凝土的要求，以及锚固锚头的需要，一

般厚度为20-35cm，大跨径桥梁可采用变厚度。

4、梗腋

顶板与肋板交接处设使梗液，其作用是；（1）提高截面抗扭刚度，减

少畸变应力；（2）使桥面板支点加厚，减少桥面板跨中弯矩；（3）使

力线过渡平缓，避免应力集中；（4）提供布置纵向预应力钢束的面

积。

底板与助板交接处的梗腋，其作用不如上梗腋显著，尺寸可较小，有的

国外桥梁甚至不设。

尺寸：以提高截面的抗扭刚度为目的设置，其斜度可按1:1，也可1:2或

2:1设计。

注意：在大跨径箱形梁桥中，结构自重占总荷载的比例较大（可达80％

以上），为减轻自重，宜采用宽箱薄壁截面。

弯梁桥设计体会总结

弯梁桥设计体会.txt41滴水能穿石，只因为它永远打击同一点。42火

柴如果躲避燃烧的痛苦，它的一生都将黯淡无光。前一段做了一些弯

桥，看了一些弯桥方面的资料，总结了一点东西，拿出来与大家分享。

非重力荷载下平面弯梁的内力及内力横向分配

1．温度变化，混凝土收缩

混凝土收缩可以按规范折算成温度均匀下降来考虑。可引起弯梁桥在水平面内的位移，这类位移属于弧线段膨胀或缩短性质

的位移，它只涉及到曲率半径的变化，而圆心角不发生改变。

温度变化、混凝土收缩使弯梁桥产生的内力，除水平弯矩My、轴向力

Nz外，还有径向的水平剪力Qx。

弯梁桥水平温度力的特点及其与下部结构的关系：1、弯梁桥在温度变

化时，一般会产生水平内力；（桥越宽、半径越小、支座对水平位移的

约束越大，水平温度力越大。设计中必须考虑这些力。）　2、温度变

化使梁在支座上位移的数值很小；（在设计弯桥支座时，不要把它的横

桥向位移固定死，只要让它发生很小一点横向位移，就可大大减小支座

及梁的温度力。）　3、对于弯梁，即使顺桥向布置了足够多的自由滑

动支座，梁内仍然可能会有轴向力（这种轴向力是各支座的径向约束力

在梁轴切线方向上的分力造成的）；　4、如果弯梁绕铅垂竖轴的转动

位移在某个墩台上被固定死，这个墩台可能受到很大的水平转动力矩。

当同一个墩台上设置多个制动支座时，会发生这种情况。

减小弯梁桥水平温度力的措施：1、放松一部分墩台支座的径向约

束；　2、采用弹性水平约束支座；　3、对于环形立交桥，可考虑将环

道设计成连续的闭合圆环。

2．太阳照射、支座不均匀沉降

3．预加力和混凝土徐变

这类力将引起切线方向的位移。此时，曲率半径不发生改变，而圆心角

却发生改变。

预偏心的问题

1．孙广华的观点

（1）如果曲线梁桥仅两端具有较强的抗扭约束，而中间各墩是没有抗

扭约

束的点铰式支座，则可以将各中间支座预设偏心，即将点铰式支座的中

心沿半径方向往曲线外侧移动一较小距离（通常在几十厘米），从而大

大降低梁端的内扭矩。

（2）在具有刚性抗扭约束的支座上设置偏心不能改善梁内的扭矩。但

是，如果桥墩虽然与梁固结，只要墩较高较柔，预设偏心仍有改善桥梁

内力、改善桥墩受力的效果。

（3）具有点铰式中间支座的弯桥，如果对中间支座设置偏向梁的剪力

中心线外侧的适当大小的偏心距，弯梁的内扭矩包络图以及两端桥台受

力可以得到改善。

2．邵容光的观点

（1） 为了达到扭矩重分布的目的，是利用适当的预偏心距、利用

支点反力所产生的反扭矩以平衡一部分由外荷载产生的作用扭矩。

3．黄剑源、谢旭的观点（《城市高架桥的结构理论与计算方法》）

（1） 在独柱式点支承弯桥内，上部结构偏心荷载产生的扭矩不能

通过中间

点铰支承传至基础，而只能通过两端桥台的抗扭线性支承来传递。在此

情况下，中支点的作用只是起到减小弯曲长度的作用，上部结构的全长

成为弯桥的受扭跨度。这对于大跨度弯桥，特别是大曲率弯桥会造成上

部结构内部产生过大的扭矩，实际上控制了桥梁截面和剪力钢筋的设

计。为了减小此项扭矩的影响，比较有效的方法是通过在中间支承设置

抗扭线形支承来缩短弯桥的受扭跨度，例如采用双柱墩或Y形墩等。但

是，这样会失去独柱式点支承弯桥在结构布局和美观上的许多优点，引

起行车视野的遮挡。

另一种可以采用的方法是使中间支承向弯梁中心线外侧预设某一偏

心值，这相当于增加一外扭矩，藉此来调整弯梁内的扭矩分布，使弯梁

两端抗扭支承的扭矩峰值得到降低。一般说来，某一支承的偏心距主要

影响到与该支承邻近两跨弯梁的扭矩分布，距该支承越远，受到的影响

越小。

杂项

1．由于平面圆弧曲杆挠曲与扭转的耦合，不但垂直于弯曲平面的竖向

力可以产生弯矩和剪力等内力，竖荷载对曲梁剪力中心线的偏心扭矩也

可以产生这些内力。所以，当利用影响线求活荷载产生的最大、最小内

力（以及变形、支座受力等）时，需要两条纵向影响线，一条是单位竖

向集中力P=1产生的，一条是单位集中扭矩T=1产生的。

但经过理论与实践证明：曲线梁桥的弯矩和剪力，主要是由荷载的竖向

力效应引起的，荷载的扭矩效应所占比例很小。所以要计算活荷载产生

的最大最小弯矩、最大最小剪力时，只要按P=1的影响线寻找最不利加

载位置就可以了。

为了求得曲线梁桥的最大、最小扭矩，应当按TzT影响线来决定活荷载

的最不利位置。

同样的分析方法可以用于跨中位移、支座受力影响线。为了求得跨中的

最大挠度、支座受到的最大竖向力Vs、支座受到的最大力矩Ms，应按

照P=1影响线确定活荷载位置。为了求得跨中最大扭转角、支座受到最

大力矩Ts ，应按照T=1影响线确定活荷载位置。

2．不管对于多末宽的梁式桥，都可以把它简化为一根细梁或曲杆来计

算

它的截面位移和截面内力，结果是安全的，误差也是有限的。

3．k= （EI）／（GId）―――――弯扭刚度比对于曲线梁桥来讲，k值越大，则由于曲率因素而导致的扭转变形显著

增大。因此，对于弯梁桥而言，在满足竖向变形的（抗弯刚度EI）的前

提下，宜尽可能地减小EI值，增大GId值。而低高度和箱形（封闭形）

截面是合理的横截面形式。