淺談橋梁工程的蓋梁設計方案

摘 要:蓋梁作為一個負責對上部和下部進行承接的主要部件，可以將力傳遞給橋墩與基礎上。所以蓋梁的設計是橋梁工程設計過程中非常關鍵的一步。本文重點介紹橋梁工程中蓋梁設計的設計方案。

關鍵詞:橋梁蓋梁設計方案

中圖分類號:U442.5文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(a)-0100-01

1 預應力在蓋梁上的受力特征

蓋梁作為一種重要的彎剪受力部件。相比而言，蓋梁自身的重力引起的內部比外部的荷載要小很多，同時，蓋梁上主要的荷載都是從梁體傳到支座的集中力，而汽車的活載在總的內力中占到了三分之一。

在進行施工和正常的使用時，需要把蓋梁的預應力看做是一種外荷載，施加預應力的大小和時間因為非常關鍵，所以要進行嚴格的控制。

在進行施工與汽車的活載等作用的時候，蓋梁也要對一定的扭矩進行承受，最大應該是1650kN/M。按照力學上的相關公式:Wk=βb3=0.241×2.13=2.232rn3，我們可以知道，最大的扭轉剪應力:τmax=MT/Wk=1650/2.232=739.2KPa。可以看出，其實扭轉剪應力不算是很大，也不是永久性的作用，所以通常也不會對其進行控制上的設計。而具體的設計中只計算彎剪內力的組合，采用的是加強抗剪普通的鋼筋來對扭轉內力所產生的影響進行抵抗。假如要是將彎剪扭這三個內力的組合都考慮進去的話，既要對計算工作帶來很大的負擔，也在實際中沒有太大的作用。

2 預應力在蓋梁計算上的幾個要點

2.1 簡化單元

通過對蓋梁幾何尺寸、剪力、彎矩和軸力等受力特點進行分析，在將它模擬成平面單元要比模擬成立體單元在計算上要簡單的多，總體上也對控制要求達到滿足。雖然蓋梁的連接處和支座比較直觀，但是附近的應力與墩柱的偏差太大，但是我們可以通過處理那些熟悉的構造措施。所以如果沒有什么特殊的需要，通常把蓋梁使用有限的平面單元來是很不錯的。

2.2 簡化邊界條件

邊界條件簡化的模擬在進行計算橋梁內力和配筋上十分重要。

在實際中，墩柱與蓋梁在連接上的固結是有一定的長度的，像墩頂的截面F-F、B-B等通常都不能算是最不利的負彎矩截面，而A-A、C-C和G-G等墩柱的邊緣才是負彎矩最為不利的截面，而D-D則是正彎矩中最為不利的截面。

連續梁模型、雙懸臂簡支梁模型和剛夠模型是在進行模擬墩柱和蓋梁連結的實際計算時通常出現的三種情況。所以，連續梁模型在計算支點的控制彎矩上要比雙懸臂簡支模型的計算要少很多，所以在對雙懸臂的簡支梁模型進行應用時需要適當的對負彎矩進行削峰等處理;剛構模型不只要使支點的外側截面計算彎矩相對大一些，還使連續梁模型更加接近和其他各處的計算結果;同時，連續梁模型彎矩圖的量值也和進行模擬支點之間的距離有關系，然而這個距離還不能夠有足夠的依據來進行準確的控制。假如采用鋼構模型來進行計算，不僅只需要對支點外側的截面的放松標準進行設計，也可以獲得橋墩在橫橋向上的控制內力，另外還能保證蓋梁計算的結果，這些通常都是在進行橋墩設計時應該驗算的內容，所以在實際的設計中應該使用這種方法。

由于懸臂部分的荷載完全控制著支點外側面的內力，而在進行模型中懸臂長度的計算時與實際相比顯得要短很多，以至于模型的實際彎矩要遠遠小于實際彎矩的規格，這時只有適當地將控制標準放松才能夠保障他們避免了不少的浪費。

2.3 簡化荷載

汽車的荷載通過支座與梁體傳下來蓋梁活載，如果要將蓋梁在最不利內力的時候汽車所產生的每個支座的反力進行十分準確的計算，那么需要以下幾步:第一，要對T型梁支座的反力影響線求出來;第二，對車隊進行布置時要根據T型的支座反力對線縱的橋向布置來決定;第三，為了讓蓋梁的某種內力最不利，在順蓋梁的方向汽車的車輪的最不利的位置進行布置，很明顯，蓋梁中不同位置其最不利于內力所對應的車輪在橫橋向的布置是不相同的;第四，按照車輪在橫向的位置將相應的T梁荷載在橫向上的分布系數ij求出來。

下面說一下對各片T梁荷載的橫向分布系數進行計算時的幾點注意事項:首先，T梁的不同剪力其橫向的分布系數所對應的車輪的橫向分布也是不同的;其次，在同一片T梁中剪力的橫向分布系數其實不是一個常數，并且，其支點與跨中處在計算方法上通常也是不一樣的，這就和彎矩荷載的橫向分布系數的計算是不相同的;另外，在蓋梁在一些特殊的情況下其最不利的內力，當對每個T梁剪力橫向的分布系數進行求解時一般固定不變的是車輪在橫橋向的位置，這就和對T梁最大的剪力橫向分布的系數在求解上是不一樣的。

我們把汽車軸重假設為pi，那么其所對應的T梁其支座的反力影響的線量值設置成yi，而第j號的T梁其剪力的橫向分布系數是lji，那么這時候第j號的支座其反力可以表示為:Rj=Σpi.yi.□jj。這樣就把每一片T梁的支座反力求出來，進而可以將蓋梁最不利的內力求出來。

在上面的理論中看起來不是很難，但是在實際的操作中卻非常繁瑣。假如把某一個邊梁其最大的活載反力去代替其他的梁活載反力，盡管在計算內力時有一些偏差，然而其活載在內力所占的比例其實不是很大，因此經過上面的簡化后其活載的偏差其實也不是很大，通常情況下士相對安全的，所以也能夠將其接受。

3 預應力蓋梁時設計的注意問題

在進行預應力蓋梁的設計時不僅要對整個施工的全過程在結構上是安全的，同時還要確保蓋梁在使用的時候也是安全的。在進行準確計算的同時，還要在蓋梁的設計中注意下面的內容:

鋼束最好分成兩類來進行張拉。張拉的次數要進行控制，如果張拉的次數太多的話會使施工不太方便，而張拉的次數如果太少的話有可能達不到施工及運營的相關要求。

必須要重視普通鋼筋的布置。如果沒有普通鋼筋其預應力的結構橋梁就根本不能夠正常地工作。因為蓋梁的尺寸要相對大一些，所以那些普通的鋼筋其直徑就不能太細，其箍筋最小要達到Ф12，而縱筋也必須要大于Ф16。同時，由于懸臂的部分會隨著高度的變化而將抗剪的面積削弱，所以其箍筋在間距上就要適當的進行加密處理。

4 結語

這里通過對預應力的蓋梁結構通過計算和比較，闡述了在橋梁的蓋梁建設中應該注意的問題和一些設計上的技巧。但是在實際的操作中，由于所面臨的環境不同還要進行相應的處理，只有這樣才能使橋梁的建設更加科學合理。

參考文獻

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