橋梁設計中，柱式橋墩是普遍采用的結構型式。對于簡支橋梁， 蓋梁是一個承上啟下的重要構件， 上部結構的荷載通過蓋梁傳遞給下部結構和基礎， 蓋梁是主要的受力結構。在設計中， 由于橋梁的跨徑、 斜度、 橋寬、 車輛荷載标準的變化， 對蓋梁設計的影響很大， 很難完全套用标準圖和通用圖。蓋梁設計的标準化程度很低， 經常是非标準設計，需要對蓋梁進行較多的計算， 所以蓋梁設計是 橋梁設計的一個關鍵部分。

一、蓋梁的受力特點及分析

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蓋梁的受力特點

蓋梁的主要荷載是由其上梁體通過支座傳遞過來的集中力， 蓋梁作為受彎構件， 在荷載作用下在各截面除了引起彎矩外， 同時伴随着剪力的作用。 此外， 蓋梁在施工過程中和活載作用下，還會承受 扭矩， 産生扭轉剪應力。 扭轉剪應力的數值很小且不是永久作用， 一般不控制設計。實際計算中一般隻考慮彎剪的組合， 因為考慮彎、剪、扭三種内力同時組合， 需要空間分析， 計算工作會很繁瑣， 而且實際意義也不大。 可見蓋梁是一種典型的以彎剪 受力為主的構件。

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蓋梁的受力分析

蓋梁除了自重荷載之外， 主要承受由支座傳遞過來的上部結構的恒載。對不同橋寬、 不同跨徑簡支梁闆橋的蓋梁内力計算結果進行分析， 以雙柱式橋墩蓋梁墩頂負彎矩為例：蓋梁自重所占比例很 小， 為9％左右；上部恒載所占比例很大， 為63％ 左右；而活載隻占總荷載比例的28％左右。表1為筆者在設計工作中對雙柱式橋墩蓋梁墩頂内力計算結果的一個歸納。

二、蓋梁的計算要點

蓋梁的計算要點是如何建立準确而且簡化的計算模型。

蓋梁的幾何外形簡單，且是以彎矩、剪力及軸力為主，受力特點明确。将它模拟成平面杆單元比模拟成空間體單元計算要簡單許多，而且能滿足控制要求。空間計算結果雖然準确，但是計算複雜，對于蓋梁計算必要性不大。采用蓋梁平面基本的簡化模式進行計算是最簡單且比較實用的，但使用時要對局部區域的峰值如墩頂截面進行适當的折減削峰處理，因為蓋梁的實際控制截面往往不在墩頂而在墩柱邊緣附近，這樣能避免造成較大的浪費。蓋 梁的剛度與柱的剛度之比越大，簡化計算結果越準确。當相對剛度比大于10時， 誤差已經控制在10％以内了，在精度要求不很高的結構工程中是允許的，且偏于安全。此時可忽略樁柱對蓋梁的彈性約束作用，把蓋梁簡化成簡支或連續梁的型式。當然，整體圖式法是計算最為準确的平面簡化計算方法，計算簡單且符合實際，建議有條件時盡量采用。

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承載力計算方法

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承載力的計算公式

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蓋梁懸臂計算

三、橋博計算

本例主要介紹利用橋梁博士對橋墩蓋梁進行計算的過程和方法，重點在于虛拟橋面入蓋梁活載的加載處理。

進行蓋梁計算主要由以下幾個步驟：

橋墩蓋梁的結構離散（劃分單元）

輸入總體信息

輸入單元信息

輸入施工信息

輸入使用信息

執行項目計算

查閱計算結果

本例教程橋墩構造參數

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結構離散

首先對蓋梁進行結構離散，即劃分單元建立蓋梁模型，原則是在支座處、柱頂、特征斷面（跨中、1/4）處均需設置節點。如果需要考慮墩柱和蓋梁的框架作用，還需要把墩柱建立進來；柱底的邊界條件視情況而定，如果是整體承台或系梁連接，可視為柱底固結；如果是無系梁的樁柱，可以将樁使用彈性支撐或等代模型的方式來模拟。

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輸入總體信息

計算類型為：全橋結構全安計算

計算内容：勾選計算活載

橋梁環境：相對濕度為0.6

規範選擇中交04規範。

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輸入信息單元

輸入單元信息，建立墩柱、蓋梁及墊石單元模型，對于T梁或小箱梁，因為支座間距比較大不能将車輪直接作用在蓋梁上，我們還需要在蓋梁上設置虛拟橋面單元來模拟車道面，與蓋梁采用主從約束來連接，虛拟橋面連續梁的剛度至少大于蓋梁的100倍。建立模型如下：

虛拟橋面為連續梁時，剛度可在特征系數裡修改。

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輸入施工信息

第一施工階段：安裝所有杆件

添加邊界條件

添加虛拟橋面與蓋梁的主從約束：虛拟橋面與蓋梁的主從約束需要使用兩種情況分别模拟：虛拟橋面簡支梁和虛拟橋面連續梁；這兩種方法分别是模拟墩台手冊中的杠杆法和偏心受壓法；其目的是杠杆法控制正彎矩截面；偏心受壓法控制負彎矩截面。

對于虛拟橋面連續梁改為簡支梁，支座相應的虛拟橋面單元增加節點，添加對應的主從約束即可。

第二施工階段：添加永久荷載，若自重系統為0，還需要添加蓋梁自重。

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輸入使用信息

主要描述蓋梁活荷載的處理，對于空心闆梁，由于支座間距較小，可以将蓋梁直接作為橋面單元，不需設置虛拟橋面。使用橋梁博士時，程序有自動橫向布載功能，用戶隻需将單列車的最大支反力輸入到橫向分布調整系數中，把車輛的行車範圍和人群加載範圍輸入到橫向加載有效區域即可，讓車輛的兩個輪子在行車範圍内布載。

打開活荷載輸入對話框，将單列車的最大反力輸入橫向分布系數中（此時的橫向分布系數，已經不是真正意義的橫向分布系數，它的大小就是一列汽車（或一輛挂車）對這個橫向結構的作用力的大小，詳細介紹可查看橋梁博士使用手冊第80頁）。

勾選橫向加載，輸入汽車和人群的橫向加載有效區域：

在活載輸入對話框中人群集度和人行道寬度填入1，因為在人群荷載反力及橫向加載區域已考慮了人群集度和寬度。

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執行項目計算

模型建立完成，執行項目計算

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查看計算結果

查看所需的計算結果

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