倒T型盖梁设计及计算方法，值得你进一步思考~

随着我国桥梁事业的发展，特别是在城市桥梁建设中，为了桥梁美观，降低桥面标高，减少桥梁长度，降低桥梁造价，钢筋混凝土倒“T”型截面盖梁被广泛应用。

预制盖梁的截面型式通常分为矩形（多边形，见图1 ) 和倒T 形（见图2 ) 两大类，对于矩形预制盖梁，可以在截面内部挖空以减小盖梁的自重[1]。对于倒T 形盖梁，由于上部结构搁置在倒T 盖梁下翼缘顶部，一定程度增加桥下净空、降低桥面标高。

长方形盖梁

倒T形盖梁

国外全预制拼装桥梁盖梁的体量通常均较小，盖梁的预制主要采用整块预制或少量上下分层（下层预制、上层现浇）形式，未见沿预制盖梁长度方向分块拼装工程实例的相关文献和报道。国外盖梁预制施工实景图见图

盖梁整块预制

盖梁上下分块预制

独柱倒T 形预应盖梁设计

墩台形式的选定，除应有足够的强度和稳定性外，还应施工方便经济合理。同时应结合上部结构的选型，使上下部结构协调一致、轻巧美观; 与周边环境和谐、匀称; 尽量少占地、通透性好等，保证桥下地面交通行车有较好的视线，给行人一种舒适感。为了尽量减少对滇池路路面以下电力、电信的影响，桥墩形式采用独墩式，根据现状管线的位置，采用独墩不会对现有管线造成较大影响，倒T 型盖梁由于预制空心板支撑于倒T 型盖梁的翼缘上，将盖梁的一部份( 胸墙) 隐藏于预制空心板中，在视觉上取得盖梁较薄的效果，使整体结构轻巧美观，从结构设计角度来说，预制空心板被限位于胸墙之间，对纵向结构抗震有利，倒T 型盖梁的高度较高，预应力钢束可以有较大偏心，可以获得较大的抗剪能力，预应力钢束可以减少。目前在城市桥梁中较常见。

计算内容

( 1) 盖梁计算可分为: 盖梁的横桥向计算及截面细部计算。

( 2) 盖梁的横桥向计算为: 将独柱盖梁简化为平面杆系计算模型后，计算内力及应力是否满足规范要求。

( 3) 截面细部计算为: 盖梁翼缘强度是否满足规范要求。

计算原理

( 1) 盖梁的荷载组成

盖梁的恒载包含盖梁自重、预应力、上部预制空心板重量及桥面铺装等，这些都比较明确且易于计算。与预制空心板计算不同，盖梁活载为桥上车载通

过预制空心板及支座传递下来，活载在桥面纵向及横向是随机而动的，因而需要从纵横两个方向考虑最不利情况下活载引起各支座的最大支反力。归纳起来，盖梁活载布置分为纵向布载和横向布载两大步骤。

( 2) 盖梁纵桥向布载

求出预制空心板的支座反力影响线，根据制空心板的支座反力影响线纵向布载活载车队求出最大支反力。对于桥墩盖梁为双孔布载，桥台盖梁为单孔布

载。预制空心板支座活载的最大支反力根据桥梁计算跨径、车道数量和荷载等级不同而不同。

( 3) 盖梁横桥向布载

横桥向按车轮最不利位置布置活载，然后根据车轮横向位置求出相应各片预制空心板的荷载横向分布系数。在盖梁横向分布计算中，一般采用扛杆法或偏心受压法来计算活载的横向分布影响线。盖梁不同位置的最不利对应的车轮横向布置也不同。活载对称布置时用扛杆法，非对称布置时用偏心受压法。

盖梁计算实例：

道路等级: 城市Ⅰ级主干路。设计荷载: 城—A 级。桥梁宽度: 10m ( 每幅) ，具体布置为: 0. 5；( 绿化带) + 0. 5 ( 防撞护栏)+ 0. 5 + 2 × 3. 5 + 0. 5 + 0. 5 ( 防撞护栏) + 0. 5( 绿化带) 。桥梁净空: 5m。桥梁纵坡: 5. 5%。桥梁横坡: 1. 5% ～ 4%。地震烈度: Ⅷ 度，地震动峰值加速度为0. 2g。

( 1) 盖梁长9. 6m，悬臂长4. 05m，中部高度为2. 35m，端部高1. 75m，宽度为2. 12m。胸墙高为1. 15m，宽为0. 92m。翼缘宽0. 6m，中部高度为1. 2m，端部高0. 6m，具体尺寸见图。

( 2) 采用平面梁单元进行受力模拟，整个结构视为均质弹性体，划分单元时，在截面变化处、立柱柱顶两侧及立柱中心处均划分单元节点，并将立柱作为竖向构件与盖梁整体模拟，立柱与盖梁结合处作为刚性连接考虑，柱底模拟为固接支撑。

对计算模型划分施工步骤

①浇盖梁，养护，拆除侧面模板，底层支架不拆。

②张拉第一批预应力钢束N1，拆除支架。

③吊装预制空心板。

④张拉第二批预应力钢束N2。

⑤施工桥面铺装、护栏。

⑥施加汽车荷载( 使用阶段) 。

⑦估算及布置预应力钢束，钢束布置见图。

钢束布置

⑧查看各阶段内力及应力图，调整预应力钢束至满足设计要求。

计算结果表明，满足内力达到承载能力极限状况是容易的，满足应力达到施工及使用状态下的应力要求就不容易了，在施工状态时盖梁中部顶面拉应力经常超标，使用状态时立柱柱顶两侧下缘拉应力经常超标，需要反复调整预应力钢束的位置，保证每个截面在施工状态及使用状态时，盖梁上下缘应力及主拉应力均满足规范，同时预应力钢束中部尽量提高到盖梁顶面，加大提高预应力钢束距盖梁中的偏心，提高预应力钢束使用的效率。

倒T 形盖梁的截面形状与普通矩形盖梁不同，在矩形盖梁截面的两侧加了2 个翼缘，空心板支撑于翼缘上，支座距盖梁中心线较远，翼缘的高度也没有矩形盖梁的高度高，其工作条件比正常形状盖梁的工作条件要不利得多，翼缘在荷载作用下会出现很大的局部应力，因此必须验算倒T 形盖梁翼缘是否达到强度要求。

由于盖梁高在翼缘根部处突然缩小，必然在内角点A 附近引起应力集中，因此翼缘就可能从A 点开始沿某一截面开始破损，为此必须对最弱截面进行验

算。在竖向力P1和水平力P2的作用下，任意截面AC上的内力可按以下公式计算，翼缘受力图式见图2。

鉴于翼缘是倒T 形盖梁上最薄弱环节，受力情况较复杂，各种验算也带有相当的近似性，故对翼缘验算通过的水平钢筋及斜向钢筋的直径及间距进行了放宽，留有一定的富余量。AB 截面按抗弯强度验算，N3 钢筋的间距为23cm，调整间距为15cm。45°斜截面及最弱斜截面抗拉验算，N4 钢筋的间距为20cm，调整间距为15cm，见图3。

( 2) 现场观看该桥，桥梁结构简单，线形流畅，盖梁与立柱、桥跨的比例适宜，与周围的环境相协调，说明独柱倒T 形预应力盖梁满足了桥梁美学上的

要求。

( 3) 虽然桥梁设计已经完成，但在设计过成中遇到的一些问题，值得进一步探讨，例如倒T 形盖梁在进行抗剪计算时是否要考虑翼缘的宽度。

倒T 形梁正截面受弯的力学分析

第一类型, 中和轴位于翼缘内。它与形心轴相距不大, 甚至几乎重合。混凝土虽开裂但幅度小。翼缘拉应力非常显著, 且还有一部分混凝土承受压应力。由于整个翼缘仍旧参予工作, 截面受力性质不同于矩形梁。

盖梁截面计算宽度

矩形、T形和I形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件：

盖梁截面计算：