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【摘 要】本文在对匝道桥梁盖梁实际裂缝检测情况的基础上，对钢筋混凝土独柱倒T型盖梁正截面受力裂缝进行了非线性有限元开裂分析，并对倒T型盖梁进行弹性有限元研究，分析了其悬臂根部截面受力特点，对钢筋混凝土倒T型盖梁正截面设计提出了看法及建议。
【关键词】钢筋混凝土；倒T型；盖梁 平截面；裂缝
Abstract:In this paper , on the base of crack detection conditions of ramp bridge's capping beam, nonlinear finite element crack analysis is carried on Normal Section of reinforced concrete inverted T beam's cap, and for analysis of cantilever's capping beam root section,elastic finite element studying is carrid on it, views and suggestion is put forward about nomal section design of reinforced concrete inverted T beam's cap.
Keywords:reinforced concrete, inverte d T beam, capping beam, plane-section assu mption, crack
引言
通常在对城市高架桥梁下部结构设计中，为满足桥下净空要求的同时，而又不使桥面标高过多提高，减少接線长度，会采用倒T型盖梁，其避免了以往盖梁粗笨、压抑之感，一定程度上达到了通透的景观效果，提高整个高架的造型效果。倒T型盖梁不仅满足了美学上的要求，而且还能解决曲线路段上的桥梁中局部内外弧差异的问题，上部结构可做成标准跨径，一定程度上既方便施工，加快施工速度[1-2]。
目前倒T盖梁已得到了广泛运用，但在使用过程中也随之发现一些问题，如正截面开裂问题，下面在对某匝道桥梁盖梁实际开裂情况检测的基础上，对钢筋混凝土独柱倒T型盖梁正截面受力裂缝进行了非线性有限元分析，最后对钢筋混凝土倒T型盖梁正截面设计提出了看法及建议。
1 倒T型盖梁开裂情况
对三座匝道桥15个独柱式双悬臂桥墩盖梁进行外观检查中，发现盖梁侧面出现不同程度的竖向裂缝，共计49条竖向裂缝，裂缝平均宽度0.4mm，裂缝宽度已超过文献[3]中规定的墩台帽裂缝宽度限值0.30mm的规定，且裂缝在盖梁肩部最宽，向上、向下宽度均逐渐变窄，同时裂缝深度向上、向下宽度均逐渐变浅（见图1～附图2）。
裂缝大多数均出现在盖梁悬臂根部，桥墩盖梁裂缝也有出现在立柱顶部区域，裂缝在盖梁两侧面的位置基本对应，通常在匝道桥墩盖梁的上坡端侧面宽且长，在下坡端侧面稍窄且短，其中上匝道1#桥墩盖梁东侧面最大裂缝宽度达0.9mm，裂缝长度沿盖梁高度方向近0.95m。
2 钢筋混凝土倒T盖梁开裂分析
匝道桥的桥墩均为钢筋混凝土独柱倒T型双悬臂盖梁结构，盖梁悬臂长3.65m，柱宽1.5m，盖梁横桥向总长8.8m。倒T型盖梁的肩部构造尺寸为2.0m（宽）×1.53m（平均高），上缘配置8Φ16的受力钢筋，下缘配置6Φ18及4Φ28的受力钢筋，侧面配置10Φ12的分布钢筋；倒T 形截面的颈部构造尺寸为0.8m（宽）×0.958m（高），上缘配置24Φ32的纵向钢筋。桥墩盖梁为40#混凝土，盖梁尺寸及配筋见图3～图4。
利用有限元程序对钢筋混凝土倒T型盖梁开裂进行材料非线性分析，当荷载加载到3779kN时，倒T型盖梁混凝土主拉应力如图5所示，此时倒T型盖梁悬臂根部区域的肩部混凝土应力已达倒抗拉强度，主拉应力达到刚拉强度后相应的盖梁开裂情况如图6所示，其表明关键裂缝位于在立柱顶部区域及盖梁悬臂根部区域，混凝土开裂后应力全部转移到钢筋上，此时倒T型盖梁悬臂根部的肩部处钢筋应力最大（见图7），但倒T型盖梁颈部顶面的钢筋应力却很小，钢筋应力大小直接反映出该处混凝土的裂缝宽度大小，也即是说该倒T型盖梁裂缝最宽处位于盖梁悬臂根部的肩部处，与现场实际检测的开裂情况基本吻合。
倒T型盖梁悬臂根部的肩部处钢筋应力比盖梁顶缘钢筋应力大的主要原因是盖梁肩部处未配置足够的受力钢筋。
3 倒T盖梁正截面受力分析
为能更进一步了解倒T型盖梁悬臂根部截面正截面受力情况，现对倒T型盖梁进行弹性有限元分析，计算结果显示盖梁悬臂根部截面的肩部处（倒T截面变化处）节点比其周边节点位移要大（见图8），表明该局部不符合混凝土正截面的平截面假定的条件，然而该截面受力是最大处，这是一般情况下基于平截面假定基础上进行配筋计算、裂缝验算的作法所不能考虑到的。
4 结论
倒T型盖梁悬臂根部截面在荷载作用下，在倒T型盖梁肩部截面变化处，由于刚度发生变化，该局部受力不符合平截面的假定，并且盖梁颈部顶缘开裂后，盖梁颈部刚度随之削弱，内力也随之发生重分布，转移到抗弯刚度相对较大的倒T盖梁肩部来承受。建议对钢筋混凝土倒T型盖梁悬臂根部截面需进行局部分析，配置足够的受力钢筋。
参考文献
[1]孙建渊，龚纯明，石洞. 预应力倒T盖梁的半自动设计[J].同济大学学报，1993，(21):447-452（Sun Jianyuan, Gong Chunming, Shi Dong. Semi-automatic Computer Aided Design of Prestressed Concrete Inverted T Beams[J]. JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY,1993，(21):447-452(in Chinese)）
[2]刘龄嘉. 钢筋混凝土大悬臂T型结构分析与试验研究[D].长安:长安大学硕士学位论文，2000.(Liu Lingjia. Experimental Study and Structural Analysis of Reinforced Concrete Long Cantilever T Beam[D]. Chang'an:master degree thesis of chang'an university,2000(in Chinese))
[3]《公路桥涵养护规范》[S].JTG H11-2004(Code for Maintenance of Highway Bridges and Culvers[S]. JTG H11-2004(in Chinese))
作者简介：
胡俊（1985-），男，硕士，上海建瓴工程咨询有限公司。
【关键词】钢筋混凝土；倒T型；盖梁 平截面；裂缝
Abstract:In this paper , on the base of crack detection conditions of ramp bridge's capping beam, nonlinear finite element crack analysis is carried on Normal Section of reinforced concrete inverted T beam's cap, and for analysis of cantilever's capping beam root section,elastic finite element studying is carrid on it, views and suggestion is put forward about nomal section design of reinforced concrete inverted T beam's cap.
Keywords:reinforced concrete, inverte d T beam, capping beam, plane-section assu mption, crack
引言
通常在对城市高架桥梁下部结构设计中，为满足桥下净空要求的同时，而又不使桥面标高过多提高，减少接線长度，会采用倒T型盖梁，其避免了以往盖梁粗笨、压抑之感，一定程度上达到了通透的景观效果，提高整个高架的造型效果。倒T型盖梁不仅满足了美学上的要求，而且还能解决曲线路段上的桥梁中局部内外弧差异的问题，上部结构可做成标准跨径，一定程度上既方便施工，加快施工速度[1-2]。
目前倒T盖梁已得到了广泛运用，但在使用过程中也随之发现一些问题，如正截面开裂问题，下面在对某匝道桥梁盖梁实际开裂情况检测的基础上，对钢筋混凝土独柱倒T型盖梁正截面受力裂缝进行了非线性有限元分析，最后对钢筋混凝土倒T型盖梁正截面设计提出了看法及建议。
1 倒T型盖梁开裂情况
对三座匝道桥15个独柱式双悬臂桥墩盖梁进行外观检查中，发现盖梁侧面出现不同程度的竖向裂缝，共计49条竖向裂缝，裂缝平均宽度0.4mm，裂缝宽度已超过文献[3]中规定的墩台帽裂缝宽度限值0.30mm的规定，且裂缝在盖梁肩部最宽，向上、向下宽度均逐渐变窄，同时裂缝深度向上、向下宽度均逐渐变浅（见图1～附图2）。
裂缝大多数均出现在盖梁悬臂根部，桥墩盖梁裂缝也有出现在立柱顶部区域，裂缝在盖梁两侧面的位置基本对应，通常在匝道桥墩盖梁的上坡端侧面宽且长，在下坡端侧面稍窄且短，其中上匝道1#桥墩盖梁东侧面最大裂缝宽度达0.9mm，裂缝长度沿盖梁高度方向近0.95m。
2 钢筋混凝土倒T盖梁开裂分析
匝道桥的桥墩均为钢筋混凝土独柱倒T型双悬臂盖梁结构，盖梁悬臂长3.65m，柱宽1.5m，盖梁横桥向总长8.8m。倒T型盖梁的肩部构造尺寸为2.0m（宽）×1.53m（平均高），上缘配置8Φ16的受力钢筋，下缘配置6Φ18及4Φ28的受力钢筋，侧面配置10Φ12的分布钢筋；倒T 形截面的颈部构造尺寸为0.8m（宽）×0.958m（高），上缘配置24Φ32的纵向钢筋。桥墩盖梁为40#混凝土，盖梁尺寸及配筋见图3～图4。
利用有限元程序对钢筋混凝土倒T型盖梁开裂进行材料非线性分析，当荷载加载到3779kN时，倒T型盖梁混凝土主拉应力如图5所示，此时倒T型盖梁悬臂根部区域的肩部混凝土应力已达倒抗拉强度，主拉应力达到刚拉强度后相应的盖梁开裂情况如图6所示，其表明关键裂缝位于在立柱顶部区域及盖梁悬臂根部区域，混凝土开裂后应力全部转移到钢筋上，此时倒T型盖梁悬臂根部的肩部处钢筋应力最大（见图7），但倒T型盖梁颈部顶面的钢筋应力却很小，钢筋应力大小直接反映出该处混凝土的裂缝宽度大小，也即是说该倒T型盖梁裂缝最宽处位于盖梁悬臂根部的肩部处，与现场实际检测的开裂情况基本吻合。
倒T型盖梁悬臂根部的肩部处钢筋应力比盖梁顶缘钢筋应力大的主要原因是盖梁肩部处未配置足够的受力钢筋。
3 倒T盖梁正截面受力分析
为能更进一步了解倒T型盖梁悬臂根部截面正截面受力情况，现对倒T型盖梁进行弹性有限元分析，计算结果显示盖梁悬臂根部截面的肩部处（倒T截面变化处）节点比其周边节点位移要大（见图8），表明该局部不符合混凝土正截面的平截面假定的条件，然而该截面受力是最大处，这是一般情况下基于平截面假定基础上进行配筋计算、裂缝验算的作法所不能考虑到的。
4 结论
倒T型盖梁悬臂根部截面在荷载作用下，在倒T型盖梁肩部截面变化处，由于刚度发生变化，该局部受力不符合平截面的假定，并且盖梁颈部顶缘开裂后，盖梁颈部刚度随之削弱，内力也随之发生重分布，转移到抗弯刚度相对较大的倒T盖梁肩部来承受。建议对钢筋混凝土倒T型盖梁悬臂根部截面需进行局部分析，配置足够的受力钢筋。
参考文献
[1]孙建渊，龚纯明，石洞. 预应力倒T盖梁的半自动设计[J].同济大学学报，1993，(21):447-452（Sun Jianyuan, Gong Chunming, Shi Dong. Semi-automatic Computer Aided Design of Prestressed Concrete Inverted T Beams[J]. JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY,1993，(21):447-452(in Chinese)）
[2]刘龄嘉. 钢筋混凝土大悬臂T型结构分析与试验研究[D].长安:长安大学硕士学位论文，2000.(Liu Lingjia. Experimental Study and Structural Analysis of Reinforced Concrete Long Cantilever T Beam[D]. Chang'an:master degree thesis of chang'an university,2000(in Chinese))
[3]《公路桥涵养护规范》[S].JTG H11-2004(Code for Maintenance of Highway Bridges and Culvers[S]. JTG H11-2004(in Chinese))
作者简介：
胡俊（1985-），男，硕士，上海建瓴工程咨询有限公司。