２４２
科技研究
城市道桥与防洪
２０１１年６月第６期
箱梁横梁有效分布宽度对计算的影响
赵传亮，唐颖
（天津市市政工程设计研究院，天津市３０００５１）
摘
要：钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土箱梁的计算不仅包括主粱的纵向计算，同时还包括横向的横粱计算部分。横梁的计
算中，横梁断面的选取对最终的计算结果有一定的影响，但影响究竟有多大还没有明确的定论。对考虑了横向有效分布宽度的钢筋混凝土和预应力混凝土箱梁的横梁及未考虑该分布宽度的横梁计算进行比较分析，得出了相应结论。关键词：钢筋混凝土；预应力混凝土；箱梁；横梁；有效分布宽度中图分类号：Ｕ４４８．２１＋＇３
文献标识码：Ａ文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０６－０２４２－４１４
Ｏ
引言
钢筋混凝土及预应力混凝土简支和连续箱梁
布宽度来考虑顶底板对横梁受力的影响。本文采
用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范》（ＪＴＧＤ６２—２００４）中的有效分布宽度来计算横梁截面的顶底板横向宽度。限于篇幅，只对箱梁的中横梁进行了计算。
在支点处多为两支座或多支座的构造型式。并且，钢筋混凝土及预应力混凝土箱梁的纵向跨径往往
比较大，跨中处多为单向板受力特点，纵向受力为主，横桥向受力较小。但是，在支座附近，由于支座之间存在一定的间距，受力变得比较复杂，类似于双向板的受力特点，不仅存在纵桥向的内力，同
时也有横桥向的内力。箱梁纵向腹板剪力传递到横梁后，再由横梁传递到支座。这便是需要验算钢筋混凝土及预应力混凝土箱梁横梁的主要原因。横梁的计算有腹板剪力法、均布荷载法等，其中，横梁截面选取目前主要有两种观点。一种观点认为，可以偏安全地只考虑横梁部分的截面，忽略掉
“
｝
２．１计算模型
卜
］
［
｛
圈１横梁沿横桥向应力分布
箱梁顶、底板部分对横梁的影响；另一种观点认为，需要计入箱梁顶、底板部分对横梁截面的影
响，但需要计人多少往往凭经验而定。本文对这两
２钢筋混凝土箱梁的横梁
本计算模型为钢筋混凝土连续箱梁，跨径采用２×３０ｍ，梁高为１．６ＩＴＩ，梁宽为２９．０６ｍ，梁跨内无横隔板。荷载考虑自重恒载、二期恒载，活载采用公路Ｉ级。模型的横断面如图２所示，其中虚线表示支座位置，中横梁的宽度为１．８ｍ，外形和箱梁相同。不考虑横向分布宽度时，标准横断面为
１．８ｍ×１．６
种横梁的简化计算方法进行了一定的比较分析。
１
横梁截面有效分布宽度选取
钢筋混凝土和预应力混凝土的横梁截面多为
矩形断面，与其相连的是箱梁的腹板及顶底板。
腹板主要是将箱梁的纵向剪力传递给横梁；顶底
ｍ矩形。当考虑横向分布宽度时，根据
板主要起到传递纵向轴力以及抗扭的环向剪力
的作用。对于横桥向，在支座位置附近，是靠横梁
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
（鹏Ｄ６２—２００４）４．２．３条可知：
来传递横向荷载，同时，由于横梁弯曲变形后，与
其相连的顶底板也发生相应的协调变形，也承担
了一部分荷载的作用，但剪力滞效应使得整个桥跨方向顶底板并非受到相同的横向荷载，横梁附
近的顶底板横向内力较大，越靠近跨中内力越小（如图１所示）。为了方便计算，通常采用有效分
收稿日期：２０１ｌ－ｏｌ’０７
作者简介：赵传亮（１９８３一）。男，辽宁丹东人，助理工程师，从事桥梁设计工作。
弋口口口（＝＝二］（＝＝＝二］口口确．§盟一＋＋一虹卜——蛐Ｌ
卜
§塑Ｌ．
一
＿生盟—斗
图２结构横断面（单位：ｍｍｌ
横梁边侧支座外侧悬臂的理论跨径为／ｉｌ－－－－
１．５１＝１．５×４．０６＝６．０９（ｍ），支座之间的连续部分跨中的理论跨径为Ｚ庐ｏ．６ｌ＝０．６×６．９８－－４．１８（ｍ），支座位置处的理论跨径为ｌｉ３＝０．２１＝０２×６．９８×２＝２．７９２（ｍ），
横梁上下翼缘的实际宽度为ｂｉ＝３０÷２－０．９＝１４．１（ｍ），
万方数据
２０１１年６月第６期
城市道桥与防洪
科技研究
２４３
则ｂ／／ｉ１＝２．３；ｂ／／ｉ２＝３．４；６ｉ／如＝５．１。
以上三者均不小于０．７，根据《公路钢筋混凝土
及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪｒＩ．ＧＤ６２—２００４）查得ｐｆ＝Ｏ．１７３，ｐ产０．１０４，所以，跨中处梁段ｂｄｓ－－０．１７３１ｉ＝
０．１７３×４．１８－－０．７２３ｍ；支点处梁段ｂ。ｉ，ｓｌ＝０．１０４１ｉ＝０．１０４×２．７９２＝０．２９
ｍ；外侧悬臂梁段６“．庐０．１０４１ｉ＝
０．１０４×６．０９＝０．６３３ｍ，则横梁上下翼缘沿桥跨方
向的变化如图３所示，考虑上下翼缘有效宽度后的横梁横断面为工字型截面。
＋一业鲤＿—牡＃—型｜Ｌ—单辎——塑Ｌ—单辨—ｏ塑——避卜翼ｔ—＋
图３有效翼缘宽度随跨度的变化（单位：ｍｍｌ
根据上述有效翼缘宽度，建立考虑有效翼缘
宽度和不考虑有效翼缘宽度的桥梁博士计算模
型，标准横断面如图４所示，建立的模型如图５所
示。两个桥博模型除横断面外，其余完全相同，混凝土采用Ｃ３０；上下缘分别配书１８的钢筋１８根，
钢筋中心距上下缘间距７０
缸口噩鹊
ｍｍ。
Ｐ‰
；４，７２３．一；１８地００＋７２３＋＋：
图４标准横断面（左：矩形；右：工字型）（单位：ｍｍ）
图５桥博模型
２．２计算结果比较
将钢筋混凝土横梁桥博模型进行计算。钢筋
混凝土受弯构件由裂缝控制设计，矩形横断面的
横梁裂缝宽度如图６所示。
（ａ）恒载作用下裂缝宽度
（ｂ）短期效应组合下裂缝宽度
图６矩形横断面横梁裂缝宽度ｌ单位：ｍｍ）
工字型截面横梁裂缝宽度计算结果如图７所示。
万方数据
（ａ）恒载作用下裂缝宽度
（ｂ）短期效应组合下裂缝宽度
图７
工字型横断面横梁裂缝宽度（单位：ｍｍ）
由图６（ａ）和７（ａ）可知：采用工字型断面和矩形断面在悬臂根部的裂缝宽度基本一致，差距很小。在中跨跨中位置，采用工字型断面后的裂缝宽度要稍大于采用矩形断面的裂缝宽度，差距为３％；在中跨支点位置，采用工字型断面后的裂缝宽度稍小于采用矩形断面的裂缝宽度差距为１．３％。对于连续梁，在跨中位置的有效翼缘宽度大于支点位置的有效翼缘宽度，刚度较大，受到的内力较大，因此，考虑有效宽度后，裂缝宽度会有所增加；支点位置的内力有所减小，裂缝宽度稍有减小。因此，采用矩形截面的横梁较工字型截面裂缝
计算在支点位置偏大，但跨中位置稍小。
由图６（ｂ）和７（ｂ）可知，短期效应组合下的裂缝宽度与恒载作用下的结果保持一致。由图６和图７分别可得矩形截面和工字形截面活载作用下的裂缝宽度，采用矩形截面和工字型截面的裂缝宽度基本一致，没有明显的差别。综上，钢筋混凝土横梁计算中可以不考虑有效分布宽度的影响，直接按横梁实际截面进行计算，不会造成很
大误差。
３预应力钢筋混凝土箱梁的横梁
３．１计算模型
本计算模型为预应力钢筋混凝土连续箱梁，跨径采用２×３０ｍ，梁高为１．６ｍ，梁宽为２９．０６
ｍ，
梁跨内无横隔板。荷载考虑自重恒载、二期恒载，
活载采用公路Ｉ级。主梁的横断面如图８所示，其中点划线表示支座位置，虚线表示箱孑Ｌ位置，钢束采用由ｓ１５．２，根数为１２根，共２排，每排４束，线形见图８。中横梁的宽度为１．８ｍ，外形和箱梁相同。不考虑横向分布宽度时，标准横断面为１．８
ｍ
ｘ
１．６
ｍ矩形；当考虑横向分布宽度时，根据《公路钢筋
混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（皿Ｇ
Ｄ６２—
２００４）４．２．３条进行计算：支座外侧悬臂端理论计
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科技研究
城市道桥与防洪
２０１１年６月第６期
算跨径为Ｚｉｌ：１．５ｌ＝１．５×７．０６＝１０．５９（ｍ），中跨理论
计算跨径为Ｚ庐０．６１＝０．６×１４．９４＝８．９６４（ｍ），横梁上下翼缘的实际宽度为ｂｉ＝３０÷２—０．９＝１４．１（ｍ），则６ｉ，ｆｉｌ＝１．３；６以２＝１．６。
图８预应力横梁外形及钢束布置图（单位：ｍｍ）
以上二者均不小于ｏ．７，根据《公路钢筋混凝土
及预应力混凝土桥涵设计规范｝（ＪＴＧＤ６２—２００４）查得ｐ产ｏ．１７３，ｐ８－０．１０４。所以，跨中处梁段为６五．１＝０．１７３１．－０．１７３×８．９６４＝１．５５ｌ（ｍ），支点处梁段为６池１＝
０．１０４ｌｉ－０．１０４×１０．５９＝１．１０１（ｍ），则横梁上下翼缘沿桥跨方向的变化如图９所示，考虑上下翼缘有效宽度后的横梁横断面为工字型截面。
＋＿——地Ｌ一卢ｑ—一—ｊ墁Ｌ——一｝盟卜——地Ｌ——＋
图９有效曼缘宽度随跨度的变化（单位：ｍｍ）
根据上述有效翼缘宽度，建立考虑有效翼缘宽度和不考虑有效翼缘宽度的桥梁博士计算模型，标准横断面如图４所示。两个桥博模型除横断
面外，其余完全相同，混凝土采用Ｃ５０，计算模型
如图１０所示。
图１０桥博计算模型
３．２计算结果比较
对于预应力？昆凝土横梁，一般是应力控制设计，因此，这里对短期效应组合、长期效应组合、标准组合下各验算应力进行比较。
（１）最大最小强度比较
由图ｌｌ一图１２可知，横梁考虑工字型截面后的抗力要比矩形截面的抗力大很多，大于矩形截面抗力的５０％左右。这是由于考虑工字型悬臂翼缘后，混凝土截面受压区的中心轴会远离钢
束，从而抗弯强度增加。因此，从强度的角度上讲，采用矩形截面计算预应力钢筋混凝土横梁是
偏保守的。
图”最大强度及抗力（单位：ＲＮ・ｍ）
万方数据
圈１２最小强度及抗力（单位：ｋＮ・ｍ）
（２）短期效应组合上下缘最大拉应力
由图１３可知，相同条件下，横梁考虑工字型截面后上下缘最小拉应力会有很大改善，工字型
悬臂翼缘使得截面面积及截面抗弯惯性矩增加，
抗弯惯性矩增加的比例要大于面积增加的比例，并且受拉翼缘边侧距中性轴的距离又几乎没有改变，从而同样内力作用下，有悬臂翼缘的截面拉应
力较小。因此，从截面拉应力的角度上讲，采用矩形截面计算预应力混凝土横梁是偏保守的：
盯：盟＋盟ｖ虹ｖ
图１３短斯效应上下缘最大拉应力ｆ负为拉应力）ｆ单位：ＭＰａ）
（３）长期效应组合上下缘最大拉应力
由图１４可知，长期效应组合下，二者之间的关系同短期效应组合。
图１４长期效应组合最大拉应力（负为拉应力）（单位：ＭＰａ）
（４）标准组合上下缘最大压应力
由图１５可知，采用了工字型悬臂翼缘后，有效地改善了上下缘混凝土的压应力，原因同（２）。
因此，从持久状况混凝土压应力的角度上讲，采
用矩形截面计算预应力钢筋混凝土横梁是十分（５）标准组合下钢绞线最大拉应力
经过计算，矩形截面及考虑有效分布宽度后的工字型截面在标准组合下钢绞线的最大拉应力如表１所示。
由表１可以看出，考虑横梁的有效分布宽度
后，钢绞线的最大拉应力会有一定的变化，但差别
保守的。
２０１１年６月第６期
城市道桥与防洪
科技研究
２４５
（１）钢筋混凝土横梁，考虑有效分布宽度后的
裂缝宽度与不考虑有效分布宽度时的裂缝宽度基
本一致，没有太大差别。有效分布宽度对裂缝宽度影响不大。因此，计算时可以不考虑有效分布宽
度，建模更方便、简洁。
（２）预应力混凝土横粱，考虑有效分布宽度后，
图１５标准组合上下缘最大压应力（正为压应力）（单位：ＭＰａ）
表１钢绞线最大拉应力（单位：ＭＰａ）
可以提高横梁的承载能力，降低横梁顶底缘的拉应力和压应力。不考虑有效分布宽度计算预应力
混凝土横梁过于保守，不适合预应力横梁设计采用，会造成材料浪费。
（３）由于钢筋混凝土横梁的有效分布宽度的作用，与横梁顶底板相接的顶底板横向钢筋同时
也承担了横梁的荷载作用，但往往此处的钢筋配
不是很显著，最大相差０．２％。钢绞线拉应力有一定变化的原因为：考虑有效分布宽度后，截面刚度会有所增加，考虑钢绞线后的换算截面中心轴有所不同，因此，二者的钢绞线拉应力有所差异。
筋都较横梁骨架筋小很多，因此该位置实际上是一个薄弱位置，建议在横梁有效分布宽度范围内顶底板横向钢筋配筋加大。
４结论
根据以上考虑有效分布宽度后的钢筋混凝土
及预应力钢筋混凝土横梁的计算分析，与不考虑有效分布宽度的横梁计算结果的比较，可以得到如下结论：
参考文献
ｆｌ】范立础．桥梁工程【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００１．
ｆ２ＩＪＴＧ１３６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范【ｓ１．
【３伸∈树仁．桥梁设计规范学习与应用讲评【Ｍ】．北京：人民交通出
版社，２００５．
陕西西成公路将实现无缝对接
“西咸一体化不解决道路问题，就不能实现真正的一体化。”近日，陕西咸阳市市长姜
锋在市长办公会上表示，该市计划投资３１７亿元续建和新修３７条道路，使西安和咸阳公
路实现无缝对接。
。
咸阳市和西安市道路对接分为３个方面，一是城际道路项目，全长２３２．７５ｋｍ，总投资１７８．７亿元。规划建设西咸北环线高速公路，计划今年完成前期工作并开工建设，２０１３年完成。此外，还有咸阳至三原一级公路改建工程、机场专用高速公路渭河北岸新增互通立交
等项目。这些项目连同目前在建的西铜第二通道、西宝高速新线、兴户渭河大桥及连接线，
以及已经建成的西宝高速、西铜高速、福银高速等道路，形成８条高速和６条国省干线组
成的城际公路网络，实现与西安城市骨干道路的立体化顺畅衔接。二是城市骨干道路项目，里程１２３．３７３ｋｍ，总投资６３．９亿元。规划建设正阳渭河大桥、沣泾大道、西咸快速干道
等６个项目，与西安北部和西部衔接，形成城市骨干道路网络。三是城市联络大道项目，规划道路１８条，里程１５２．２０５ｋｍ，总投资７４．６７亿元，建设崇文大道东段及崇信路、尚稷路、沣太五路、沣太八路、咸户路、钓台路、咸沣路、新旺路、环站路等，改造西咸大道，连同在建的上林大道、统一大道，形成１８条联络对接通道。
万方数据
箱梁横梁有效分布宽度对计算的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
赵传亮， 唐颖， Zhao Chuanliang， Tang Ying天津市市政工程设计研究院,天津市,300051城市道桥与防洪
URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL2011(6)
参考文献(3条)
1. 范立础 桥梁工程 2001
2. 张树仁 桥梁设计规范学习与应用讲评 2005
3. JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 2004
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csdqyfh201106073.aspx
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箱梁横梁有效分布宽度对计算的影响
赵传亮，唐颖
（天津市市政工程设计研究院，天津市３０００５１）
摘
要：钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土箱梁的计算不仅包括主粱的纵向计算，同时还包括横向的横粱计算部分。横梁的计
算中，横梁断面的选取对最终的计算结果有一定的影响，但影响究竟有多大还没有明确的定论。对考虑了横向有效分布宽度的钢筋混凝土和预应力混凝土箱梁的横梁及未考虑该分布宽度的横梁计算进行比较分析，得出了相应结论。关键词：钢筋混凝土；预应力混凝土；箱梁；横梁；有效分布宽度中图分类号：Ｕ４４８．２１＋＇３
文献标识码：Ａ文章编号：１００９—７７１６（２０１１）０６－０２４２－４１４
Ｏ
引言
钢筋混凝土及预应力混凝土简支和连续箱梁
布宽度来考虑顶底板对横梁受力的影响。本文采
用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范》（ＪＴＧＤ６２—２００４）中的有效分布宽度来计算横梁截面的顶底板横向宽度。限于篇幅，只对箱梁的中横梁进行了计算。
在支点处多为两支座或多支座的构造型式。并且，钢筋混凝土及预应力混凝土箱梁的纵向跨径往往
比较大，跨中处多为单向板受力特点，纵向受力为主，横桥向受力较小。但是，在支座附近，由于支座之间存在一定的间距，受力变得比较复杂，类似于双向板的受力特点，不仅存在纵桥向的内力，同
时也有横桥向的内力。箱梁纵向腹板剪力传递到横梁后，再由横梁传递到支座。这便是需要验算钢筋混凝土及预应力混凝土箱梁横梁的主要原因。横梁的计算有腹板剪力法、均布荷载法等，其中，横梁截面选取目前主要有两种观点。一种观点认为，可以偏安全地只考虑横梁部分的截面，忽略掉
“
｝
２．１计算模型
卜
］
［
｛
圈１横梁沿横桥向应力分布
箱梁顶、底板部分对横梁的影响；另一种观点认为，需要计入箱梁顶、底板部分对横梁截面的影
响，但需要计人多少往往凭经验而定。本文对这两
２钢筋混凝土箱梁的横梁
本计算模型为钢筋混凝土连续箱梁，跨径采用２×３０ｍ，梁高为１．６ＩＴＩ，梁宽为２９．０６ｍ，梁跨内无横隔板。荷载考虑自重恒载、二期恒载，活载采用公路Ｉ级。模型的横断面如图２所示，其中虚线表示支座位置，中横梁的宽度为１．８ｍ，外形和箱梁相同。不考虑横向分布宽度时，标准横断面为
１．８ｍ×１．６
种横梁的简化计算方法进行了一定的比较分析。
１
横梁截面有效分布宽度选取
钢筋混凝土和预应力混凝土的横梁截面多为
矩形断面，与其相连的是箱梁的腹板及顶底板。
腹板主要是将箱梁的纵向剪力传递给横梁；顶底
ｍ矩形。当考虑横向分布宽度时，根据
板主要起到传递纵向轴力以及抗扭的环向剪力
的作用。对于横桥向，在支座位置附近，是靠横梁
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
（鹏Ｄ６２—２００４）４．２．３条可知：
来传递横向荷载，同时，由于横梁弯曲变形后，与
其相连的顶底板也发生相应的协调变形，也承担
了一部分荷载的作用，但剪力滞效应使得整个桥跨方向顶底板并非受到相同的横向荷载，横梁附
近的顶底板横向内力较大，越靠近跨中内力越小（如图１所示）。为了方便计算，通常采用有效分
收稿日期：２０１ｌ－ｏｌ’０７
作者简介：赵传亮（１９８３一）。男，辽宁丹东人，助理工程师，从事桥梁设计工作。
弋口口口（＝＝二］（＝＝＝二］口口确．§盟一＋＋一虹卜——蛐Ｌ
卜
§塑Ｌ．
一
＿生盟—斗
图２结构横断面（单位：ｍｍｌ
横梁边侧支座外侧悬臂的理论跨径为／ｉｌ－－－－
１．５１＝１．５×４．０６＝６．０９（ｍ），支座之间的连续部分跨中的理论跨径为Ｚ庐ｏ．６ｌ＝０．６×６．９８－－４．１８（ｍ），支座位置处的理论跨径为ｌｉ３＝０．２１＝０２×６．９８×２＝２．７９２（ｍ），
横梁上下翼缘的实际宽度为ｂｉ＝３０÷２－０．９＝１４．１（ｍ），
万方数据
２０１１年６月第６期
城市道桥与防洪
科技研究
２４３
则ｂ／／ｉ１＝２．３；ｂ／／ｉ２＝３．４；６ｉ／如＝５．１。
以上三者均不小于０．７，根据《公路钢筋混凝土
及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪｒＩ．ＧＤ６２—２００４）查得ｐｆ＝Ｏ．１７３，ｐ产０．１０４，所以，跨中处梁段ｂｄｓ－－０．１７３１ｉ＝
０．１７３×４．１８－－０．７２３ｍ；支点处梁段ｂ。ｉ，ｓｌ＝０．１０４１ｉ＝０．１０４×２．７９２＝０．２９
ｍ；外侧悬臂梁段６“．庐０．１０４１ｉ＝
０．１０４×６．０９＝０．６３３ｍ，则横梁上下翼缘沿桥跨方
向的变化如图３所示，考虑上下翼缘有效宽度后的横梁横断面为工字型截面。
＋一业鲤＿—牡＃—型｜Ｌ—单辎——塑Ｌ—单辨—ｏ塑——避卜翼ｔ—＋
图３有效翼缘宽度随跨度的变化（单位：ｍｍｌ
根据上述有效翼缘宽度，建立考虑有效翼缘
宽度和不考虑有效翼缘宽度的桥梁博士计算模
型，标准横断面如图４所示，建立的模型如图５所
示。两个桥博模型除横断面外，其余完全相同，混凝土采用Ｃ３０；上下缘分别配书１８的钢筋１８根，
钢筋中心距上下缘间距７０
缸口噩鹊
ｍｍ。
Ｐ‰
；４，７２３．一；１８地００＋７２３＋＋：
图４标准横断面（左：矩形；右：工字型）（单位：ｍｍ）
图５桥博模型
２．２计算结果比较
将钢筋混凝土横梁桥博模型进行计算。钢筋
混凝土受弯构件由裂缝控制设计，矩形横断面的
横梁裂缝宽度如图６所示。
（ａ）恒载作用下裂缝宽度
（ｂ）短期效应组合下裂缝宽度
图６矩形横断面横梁裂缝宽度ｌ单位：ｍｍ）
工字型截面横梁裂缝宽度计算结果如图７所示。
万方数据
（ａ）恒载作用下裂缝宽度
（ｂ）短期效应组合下裂缝宽度
图７
工字型横断面横梁裂缝宽度（单位：ｍｍ）
由图６（ａ）和７（ａ）可知：采用工字型断面和矩形断面在悬臂根部的裂缝宽度基本一致，差距很小。在中跨跨中位置，采用工字型断面后的裂缝宽度要稍大于采用矩形断面的裂缝宽度，差距为３％；在中跨支点位置，采用工字型断面后的裂缝宽度稍小于采用矩形断面的裂缝宽度差距为１．３％。对于连续梁，在跨中位置的有效翼缘宽度大于支点位置的有效翼缘宽度，刚度较大，受到的内力较大，因此，考虑有效宽度后，裂缝宽度会有所增加；支点位置的内力有所减小，裂缝宽度稍有减小。因此，采用矩形截面的横梁较工字型截面裂缝
计算在支点位置偏大，但跨中位置稍小。
由图６（ｂ）和７（ｂ）可知，短期效应组合下的裂缝宽度与恒载作用下的结果保持一致。由图６和图７分别可得矩形截面和工字形截面活载作用下的裂缝宽度，采用矩形截面和工字型截面的裂缝宽度基本一致，没有明显的差别。综上，钢筋混凝土横梁计算中可以不考虑有效分布宽度的影响，直接按横梁实际截面进行计算，不会造成很
大误差。
３预应力钢筋混凝土箱梁的横梁
３．１计算模型
本计算模型为预应力钢筋混凝土连续箱梁，跨径采用２×３０ｍ，梁高为１．６ｍ，梁宽为２９．０６
ｍ，
梁跨内无横隔板。荷载考虑自重恒载、二期恒载，
活载采用公路Ｉ级。主梁的横断面如图８所示，其中点划线表示支座位置，虚线表示箱孑Ｌ位置，钢束采用由ｓ１５．２，根数为１２根，共２排，每排４束，线形见图８。中横梁的宽度为１．８ｍ，外形和箱梁相同。不考虑横向分布宽度时，标准横断面为１．８
ｍ
ｘ
１．６
ｍ矩形；当考虑横向分布宽度时，根据《公路钢筋
混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（皿Ｇ
Ｄ６２—
２００４）４．２．３条进行计算：支座外侧悬臂端理论计
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２０１１年６月第６期
算跨径为Ｚｉｌ：１．５ｌ＝１．５×７．０６＝１０．５９（ｍ），中跨理论
计算跨径为Ｚ庐０．６１＝０．６×１４．９４＝８．９６４（ｍ），横梁上下翼缘的实际宽度为ｂｉ＝３０÷２—０．９＝１４．１（ｍ），则６ｉ，ｆｉｌ＝１．３；６以２＝１．６。
图８预应力横梁外形及钢束布置图（单位：ｍｍ）
以上二者均不小于ｏ．７，根据《公路钢筋混凝土
及预应力混凝土桥涵设计规范｝（ＪＴＧＤ６２—２００４）查得ｐ产ｏ．１７３，ｐ８－０．１０４。所以，跨中处梁段为６五．１＝０．１７３１．－０．１７３×８．９６４＝１．５５ｌ（ｍ），支点处梁段为６池１＝
０．１０４ｌｉ－０．１０４×１０．５９＝１．１０１（ｍ），则横梁上下翼缘沿桥跨方向的变化如图９所示，考虑上下翼缘有效宽度后的横梁横断面为工字型截面。
＋＿——地Ｌ一卢ｑ—一—ｊ墁Ｌ——一｝盟卜——地Ｌ——＋
图９有效曼缘宽度随跨度的变化（单位：ｍｍ）
根据上述有效翼缘宽度，建立考虑有效翼缘宽度和不考虑有效翼缘宽度的桥梁博士计算模型，标准横断面如图４所示。两个桥博模型除横断
面外，其余完全相同，混凝土采用Ｃ５０，计算模型
如图１０所示。
图１０桥博计算模型
３．２计算结果比较
对于预应力？昆凝土横梁，一般是应力控制设计，因此，这里对短期效应组合、长期效应组合、标准组合下各验算应力进行比较。
（１）最大最小强度比较
由图ｌｌ一图１２可知，横梁考虑工字型截面后的抗力要比矩形截面的抗力大很多，大于矩形截面抗力的５０％左右。这是由于考虑工字型悬臂翼缘后，混凝土截面受压区的中心轴会远离钢
束，从而抗弯强度增加。因此，从强度的角度上讲，采用矩形截面计算预应力钢筋混凝土横梁是
偏保守的。
图”最大强度及抗力（单位：ＲＮ・ｍ）
万方数据
圈１２最小强度及抗力（单位：ｋＮ・ｍ）
（２）短期效应组合上下缘最大拉应力
由图１３可知，相同条件下，横梁考虑工字型截面后上下缘最小拉应力会有很大改善，工字型
悬臂翼缘使得截面面积及截面抗弯惯性矩增加，
抗弯惯性矩增加的比例要大于面积增加的比例，并且受拉翼缘边侧距中性轴的距离又几乎没有改变，从而同样内力作用下，有悬臂翼缘的截面拉应
力较小。因此，从截面拉应力的角度上讲，采用矩形截面计算预应力混凝土横梁是偏保守的：
盯：盟＋盟ｖ虹ｖ
图１３短斯效应上下缘最大拉应力ｆ负为拉应力）ｆ单位：ＭＰａ）
（３）长期效应组合上下缘最大拉应力
由图１４可知，长期效应组合下，二者之间的关系同短期效应组合。
图１４长期效应组合最大拉应力（负为拉应力）（单位：ＭＰａ）
（４）标准组合上下缘最大压应力
由图１５可知，采用了工字型悬臂翼缘后，有效地改善了上下缘混凝土的压应力，原因同（２）。
因此，从持久状况混凝土压应力的角度上讲，采
用矩形截面计算预应力钢筋混凝土横梁是十分（５）标准组合下钢绞线最大拉应力
经过计算，矩形截面及考虑有效分布宽度后的工字型截面在标准组合下钢绞线的最大拉应力如表１所示。
由表１可以看出，考虑横梁的有效分布宽度
后，钢绞线的最大拉应力会有一定的变化，但差别
保守的。
２０１１年６月第６期
城市道桥与防洪
科技研究
２４５
（１）钢筋混凝土横梁，考虑有效分布宽度后的
裂缝宽度与不考虑有效分布宽度时的裂缝宽度基
本一致，没有太大差别。有效分布宽度对裂缝宽度影响不大。因此，计算时可以不考虑有效分布宽
度，建模更方便、简洁。
（２）预应力混凝土横粱，考虑有效分布宽度后，
图１５标准组合上下缘最大压应力（正为压应力）（单位：ＭＰａ）
表１钢绞线最大拉应力（单位：ＭＰａ）
可以提高横梁的承载能力，降低横梁顶底缘的拉应力和压应力。不考虑有效分布宽度计算预应力
混凝土横梁过于保守，不适合预应力横梁设计采用，会造成材料浪费。
（３）由于钢筋混凝土横梁的有效分布宽度的作用，与横梁顶底板相接的顶底板横向钢筋同时
也承担了横梁的荷载作用，但往往此处的钢筋配
不是很显著，最大相差０．２％。钢绞线拉应力有一定变化的原因为：考虑有效分布宽度后，截面刚度会有所增加，考虑钢绞线后的换算截面中心轴有所不同，因此，二者的钢绞线拉应力有所差异。
筋都较横梁骨架筋小很多，因此该位置实际上是一个薄弱位置，建议在横梁有效分布宽度范围内顶底板横向钢筋配筋加大。
４结论
根据以上考虑有效分布宽度后的钢筋混凝土
及预应力钢筋混凝土横梁的计算分析，与不考虑有效分布宽度的横梁计算结果的比较，可以得到如下结论：
参考文献
ｆｌ】范立础．桥梁工程【Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００１．
ｆ２ＩＪＴＧ１３６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范【ｓ１．
【３伸∈树仁．桥梁设计规范学习与应用讲评【Ｍ】．北京：人民交通出
版社，２００５．
陕西西成公路将实现无缝对接
“西咸一体化不解决道路问题，就不能实现真正的一体化。”近日，陕西咸阳市市长姜
锋在市长办公会上表示，该市计划投资３１７亿元续建和新修３７条道路，使西安和咸阳公
路实现无缝对接。
。
咸阳市和西安市道路对接分为３个方面，一是城际道路项目，全长２３２．７５ｋｍ，总投资１７８．７亿元。规划建设西咸北环线高速公路，计划今年完成前期工作并开工建设，２０１３年完成。此外，还有咸阳至三原一级公路改建工程、机场专用高速公路渭河北岸新增互通立交
等项目。这些项目连同目前在建的西铜第二通道、西宝高速新线、兴户渭河大桥及连接线，
以及已经建成的西宝高速、西铜高速、福银高速等道路，形成８条高速和６条国省干线组
成的城际公路网络，实现与西安城市骨干道路的立体化顺畅衔接。二是城市骨干道路项目，里程１２３．３７３ｋｍ，总投资６３．９亿元。规划建设正阳渭河大桥、沣泾大道、西咸快速干道
等６个项目，与西安北部和西部衔接，形成城市骨干道路网络。三是城市联络大道项目，规划道路１８条，里程１５２．２０５ｋｍ，总投资７４．６７亿元，建设崇文大道东段及崇信路、尚稷路、沣太五路、沣太八路、咸户路、钓台路、咸沣路、新旺路、环站路等，改造西咸大道，连同在建的上林大道、统一大道，形成１８条联络对接通道。
万方数据
箱梁横梁有效分布宽度对计算的影响
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
赵传亮， 唐颖， Zhao Chuanliang， Tang Ying天津市市政工程设计研究院,天津市,300051城市道桥与防洪
URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL2011(6)
参考文献(3条)
1. 范立础 桥梁工程 2001
2. 张树仁 桥梁设计规范学习与应用讲评 2005
3. JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 2004
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_csdqyfh201106073.aspx