箱梁的结构与受力特点
第六章 箱梁分析201305
对图示的单箱三室截面，可写出如下方程：
q01 ds ds ds q q 0 1 2 1 t 1 t 1, 2 t
q02 ds ds ds ds q [ q q 2 1 3 2 t 2 t 1, 2 t 2,3 t
0
q03 ds ds ds q3 q 2 0 3 t 3 t 2,3 t
2.2 弯曲剪应力
开口截面： 由材料力学中的一般梁理论，可直接得出。 闭口单室截面： 问题---无法确定积分起点； 解决方法---在平面内为超静定结构，必须通过变形协调 条件赘余力剪力流q方可求解。 闭口多室截面： 每一室设一个切口，每个切口列一个变形协调方程，联合 求解可得各室剪力流。
2.2.1 开口截面 一般梁理论中，开口截面弯曲剪应力计算公式为：
方程联立解出超静定未知剪力流q1 、 q2和q3 ，则各箱室壁上的
弯曲剪应力： q q q q q 0 1 2 3
M
q 1 (q 0 q1 q 2 q3 ) t t
第三节 箱梁的剪力滞效应
3.1 基本概念
T梁或箱梁受弯曲时，由于翼缘板或顶、底板不均匀剪切变 形的影响，造成弯曲正应力沿宽度方向不均匀分布的现象，称为 “剪力滞后”，简称剪力滞效应。 剪力滞效应导致弯曲正应力沿宽度方向呈曲线分布，并存在 较大的峰谷值差异。 剪力滞效应与截面纵桥向位置、荷载形式、支承条件、横桥 向宽度、截面形状都有关系。 为描述与讨论箱梁剪力滞效应的影响，引入剪力滞系数：
考虑剪力滞效应所求得 的翼板正应力 按简单梁理论所求得的 翼板正应力
3.2 剪力滞系数
考虑剪力滞效应所求得 的翼板正应力 按简单梁理论所求得的 翼板正应力
e e
箱梁翼板与腹板交角处的剪力滞系数为 / 。 当λ ≥1为正剪力滞，如λ <1则为负剪力滞（如图所示）。
曲线钢箱梁抗倾覆的结构及受力特点
曲线钢箱梁抗倾覆的结构及受力特点摘要：本文介绍了曲线钢箱梁的结构型式和主要特点，以及其支承设计、支座反力分析和曲线钢箱梁的柱墩连接设计，最后对支座反力的计算步骤进行了详细阐述。
关键词：曲线钢箱梁；结构；设计；计算1、工程简介长春市两横两纵快速路系统工程之西部快速路（青年路—普阳街—春城大街—宽平大路—前进大街）的道路主线交汇位置的钢箱梁，共有四部分组成：①N主线桥N36#～N42#墩钢箱梁；②S匝道S6#—S9#墩钢箱梁；③R 匝道R16#—R26#墩钢箱梁。
④P匝道P15#—P19#墩钢箱梁；P线匝道跨越N主线和R匝道，为互通区跨径最长（75m）跨越高度最高（25米）的钢箱梁。
互通区钢箱梁分布图P匝道钢箱梁横截面示意图2、曲线钢箱梁的结构型式P15#—P19#墩钢箱梁为四跨（52m+75m+75m+52m）等截面钢箱梁，钢桥材质为Q345QE，箱梁高度为3米，钢箱梁平面位于曲线、缓和曲线和直线段内，钢箱梁的横截面由两个箱室组成，箱梁的两侧有飞翼状的挑檐，箱梁的总宽度为9.66米。
桥梁的平曲线圆弧半径为R=155m,桥面设有1.5﹪的横坡和3.8﹪-2.9﹪的纵坡。
3、曲线钢箱粱主要特点P线曲线钢箱梁最长跨径70m，满足了互通区的总体布置要求。
对于这些中等跨径的桥梁可选用等高度的箱粱截面。
钢箱梁相对于混凝土连续梁结构，钢结构自重较轻，远小于混凝土连续结构。
钢材具有较高的拉压性能，容易通过调整钢板的厚度来满足弯矩分布的不规则，梁的高度和跨径能够较好地适应总体布置的需要；钢箱梁的加工采取工厂化加工制作、现场临时墩支撑、吊车就位、节段之间采用与母材等强全溶透的焊连接方法，方便快捷，不影响交通；钢箱粱加工虽然复杂，技术要求高，需要专业的加工队伍，但是现场施工周期短，满足了施工质量和总体进度的需要。
4、支承设计P线匝道桥为四跨双箱钢箱梁，全桥长254m, ，钢箱梁平曲线为圆曲线和缓和曲线组成，箱梁的曲率半径为155m,桥面宽10m，箱梁产生的活载扭矩在梁的两端很大。
钢箱梁
第五章：钢箱梁桥第一节：钢箱梁桥的结构形式与总体布置一：结构形式单箱单室箱梁桥双箱单室箱梁桥具有3个以上腹板的单箱多室箱梁桥倾斜腹板的倒梯形箱梁桥双箱单室箱梁桥多箱单室箱梁桥扁平钢箱梁桥双箱单室箱梁桥由图可知：当R≥0.5时，板件由稳定控制设计；当R≥0.6时，板件的极限承载力将低于不设加劲肋的箱梁的破坏形式：压皱破坏弯折破坏扭转畸变抗扭转构造抗弯折构造横隔板、加劲肋构造无加劲肋的箱梁横隔板间距与翘曲正应力关系图()()⎩⎨⎧≤-≤≤≤5020114.0506＞且日本的经验公式：L L L L L D D三、总体布置：钢箱梁桥上部主要由：主梁、横向联结系、桥面系组成1、主梁：②双箱钢梁桥：①单箱钢梁桥：桥宽较小（3车道以内），可以采用此结构③多箱钢梁桥：不设挑梁设挑梁2、纵梁：目的：当主梁间距较大时，为了减小钢筋混凝土桥面板的跨径、或者提高钢桥面板的刚度，箱梁之间可以设置纵梁。
纵梁布置纵横梁间距与RC桥面板厚度非组合箱梁桥组合箱梁桥纵梁与中间横梁的连接形式：a)腹板搭接；b)腹板对接纵梁与端横梁的连接形式a)腹板搭接；b)腹板对接边纵梁与挑梁的连接形式a)腹板搭接；b)腹板对接3、横梁：对于双箱或多箱结构钢梁桥，为了使得各主梁受力较均匀、支承纵梁和桥面板，往往在箱梁之间设置中间横梁。
为了保证桥梁的整体受力和抵抗偏心荷载和风荷载等产生的扭矩，除了单箱梁桥或多幅完全分离式单箱梁桥之外，必须设置端横梁。
为使得横梁有较好的横向分配效果和支承纵梁，横梁要有足够的刚度。
所以，横梁通常采用下图的实腹式结构形式，梁高一般为主梁高度的3/4~4/5，最好不小于1/2。
横梁还兼作桥面板的横向支承结构，横梁顶面一般与主梁同高。
多箱钢梁桥，往往一个钢箱设置一个支座，箱梁之间用横梁相连。
4、支座及临时支点布置：支座及临时支点布置示意图钢箱梁桥的用钢量与跨径、结构形式、桥宽等许多因素有关。
四、钢箱梁桥的用钢量：简支组合钢箱梁桥简支钢箱梁桥（RC 桥面）钢箱梁桥的用钢量与跨径、结构形式、桥宽等许多因素有关。
梁的受力分析
对于混凝土桥梁，恒载占大部分，活载比例较小，因此，对 称荷载引起的应力是计算的重点。
1.1 箱梁截面变形的分解
➢ 纵向弯曲：
对称荷载作用；产生纵向弯曲正应力 M，弯曲剪应力 M。
➢ 横向弯曲：
局部荷载作用；产生横向正应力 c。
➢ 扭转：
已切开的截面可利用式
X
Qy bI X
S ydA Qy S X
0
bI X
计算箱梁截面上各点的剪力流q0。由剪力流 q0 与 q1 的作用，在截面切
开处的相对剪切变形为零，即：
ds 0 (a) s
此处 ds 是沿截面周边量取的微分长度，
符号 表示沿周边积分一圈， s
剪应变为： M q
1.1.4 扭转变形
在箱壁较厚或横隔板较密时，可假定箱梁在扭转时截面周边保 持不变形，在设计中就不必考虑扭转变形（即畸变）所引起的 应力状态。但在箱壁较薄，横隔板较稀时，截面就不能满足周 边不变形的假设，在反对称荷载作用下，截面不但扭转而且要 发生畸变。
扭转变形，即畸变（即受扭时截面周边变形），其主要变形特 征是畸变角 。薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后，无法保持截 面的投影仍为矩形。畸变产生翘曲正应力 dW 和畸变剪力 dW ， 同时由于畸变而引起箱形截面各板横向弯曲，在板内产生横向 弯曲应力（dt 如图所示）。
2.2 弯曲剪应力
➢ 开口截面： 由材料力学中的一般梁理论，可直接得出。
➢ 闭口单室截面： 问题---无法确定积分起点； 解决方法---在平面内为超静定结构，必须通过变形协调 条件赘余力剪力流q方可求解。
➢ 闭口多室截面： 每一室设一个切口，每个切口列一个变形协调方程，联合求解
桥梁工程中,箱梁跟空心板梁的区别是什么
桥梁工程中，箱梁跟空心板梁的区别是什么：外观：空心板梁的截面高度较小，而箱梁的截面高度较大。
预应力筋布置：空心板梁一般布置纵向预应力筋，而箱梁一般要布置纵向、横向、竖向三个方向的预应力筋。
受力特征：空心板梁受力以抗压和抗弯为主，箱梁受力除了承受抗压、抗弯外，还要承受较大的扭矩。
PS:在同跨度条件下，箱梁的抗扭能力比其他任何梁（如预应力T梁）都要强。
这个可以用结构力学的知识加以证明！空心板与箱型梁简单区别指横截面形式为箱型的梁。
当桥梁跨度较大时，箱形梁是最好的结构形式，它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁犹为有利。
顶底板都具有大的面积，能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋需要，具有良好的动力特性和小的收缩变形值。
关于空心板梁的定义，只能从百度上搜索结果给你：“空心板和箱梁的设计方法基本是一样的，均属受弯构件，所不同的是构件的截面高度。
受弯构件在设计时，不仅强度要满足要求，其变形（挠度）也有一定的要求，不能超过规范的允许值。
受均布荷载受弯构件的跨中最大挠度，与构件跨度的四次方、荷载的大小成正比，而与构件截面高度的三次方、构件截面的宽度成反比。
也就是说，当挠度值固定时，要加大构件的跨度，就必须增加构件的截面高度（增加宽度作用不大）。
空心板由于受建筑要求的限制，截面高度不可能太大，所以它的跨度也就受到了限制。
箱形梁由于截面高度较大，所以它的跨度也就比空心板大得多。
”空心板与小箱梁、Ｔ梁、连续箱梁的区别和选用原则在公路工程建设中，现在上部构造一般采用的形式也就T梁、箱梁、空心板。
结构形式的选择首先应满足造价最低的要求、其次就是桥梁通行净空（通航净空）的要求1、T梁适用与单孔跨径在30~40m之间，T型梁的优势在于：便于成批大量生产、梁体安装方便、数量达到足够多时造价较低、结构在运营节段的稳定性及耐久性相对于箱梁高；T梁的缺点在于单片T梁的横向刚度很小，很容易产生横向位移，给安装带来一定的麻烦。
波形钢腹板组合箱梁的性能研究
波形钢腹板组合箱梁的性能研究摘要：波形钢腹板组合梁是一种新型的钢—混凝土组合结构，由于它充分利用了混凝土和钢的材料特点，具有良好的受力性能，并且减轻了结构的自重，因而得到了越来越广泛的应用。
本文阐述了波形钢腹板箱梁的结构特点、受力性能、结构计算、结构验算的研究成果，为同类型桥梁的设计提供了设计依据。
关键词：波形钢腹板;组合箱梁在中大跨径桥梁中，预应力混凝土箱形截面由于其抗弯和抗扭刚度大，结构稳定，因而得到了广泛的应用。
但随着跨径的增大，梁的自重占整个荷载的比重也越来越高，施加的预应力大部分都是为抵抗自重所产生的内力，因此，减轻梁的自重也显得越来越有实际意义。
箱形截面的顶板、底板是根据抗弯要求设计的，优化其厚度的余地很小。
对混凝土腹板来说，腹板中要布置纵向预应力钢束、普通钢筋，再考虑到施工方面的影响，其厚度所占的重量可达整个截面重量的30%~40%，且减少的幅度已经很少。
对箱梁来说，可能优化的部分就是腹板。
随着体外预应力技术的日趋成熟，法国提出了用平面钢板代替混凝土腹板，通过箱形截面内的体外预应力索对梁施加预应力。
其中法国的Fert’e-Saint-Aubin 桥是这种结构形式的典型代表（如图1）。
但是因为钢板与混凝土的弹模差别很多，混凝土收缩和徐变产生的变形收到钢板的约束，钢腹板与混凝土翼板之间会发生应力重分布现象，从而造成混凝土顶板和底板的预应力严重损失。
同时，由于钢腹板承受的较大的预应力，这就要求在钢腹板上增设加劲板或增大钢板厚度或缩小加劲板的间距以防止失稳，这将会增加结构的造价，也就显示不出结构的优越性。
图1平钢腹板典型截面后来，法国桥梁工程界用波形钢腹板代替混凝土腹板，见图2。
由于几毫米厚的钢板就能承担数十厘米厚混凝土所能抵抗的剪力，而钢板重量亦仅为混凝土板的1/20左右，这样就能有效地减轻结构的重量，从而实现了桥梁的轻量化，使其具有更大的跨越能力。
图2波形钢腹板PC组合梁结构示意图1、波形钢腹板箱梁的优缺点1）波形钢腹板箱梁与预应力混凝土箱梁相比的优点:①自重降低，抗震性能好。
分体箱梁的结构及受力特性分析
分体箱梁的结构及受力特性分析作者：李祥来源：《发明与创新(综合版)》2005年第10期近年来国内桥梁界新兴起一种新的组合梁结构——预应力混凝土分体箱梁，而且经过在多项工程中的实践和检验都达到了预期的目的并获得了良好的评价。
从结构上的特点来看，分体箱梁是一种组合结构。
然而对于这种受力十分复杂的组合结构，桥梁设计师们在设计桥梁时，往往在保证结构安全系数足够大的前提下直接套用一般箱梁的计算理论来分析分体箱梁，虽然桥梁的使用安全系数能够满足要求，但是由于对结构的分析不够透彻，造成设计师们无法对桥梁的破坏做出正确的预测，无法通过结构的优化帮助工程节约材料及费用。
另外，针对目前在国内桥梁界中，对分体箱梁分析理论的研究仍然是仁者见仁，智者见智，可供参考的资料至今还是寥寥无几。
本文将从结构的角度对分体箱梁进行初步分析。
1．分体箱梁的结构特点和受力特性分析(1)分体箱梁的结构整体性和受力复杂性分体箱梁的结构特点主要表现在：分体箱梁一般采用预制单片预应力砼小箱梁然后现场拼装，预制的小箱梁并列布置而成，沿桥跨方向各小箱梁之间现浇一段桥面板和横隔梁；各梁之间有足够大的横向联系，具有较好的结构整体性，当梁体受扭矩作用时，保证了各片梁的扭率相同。
鉴于此，在对预应力砼分体箱梁进行纵向受力分析时可以通过截面换算将其简化成单片箱梁结构。
预应力混凝土箱梁由于其闭合截面的特性，使其具有良好的抗扭和抗弯能力。
但是，由于混凝土构件复合受力的复杂性，目前其在弯剪扭共同受力作用下的抗扭强度的理论计算方法主要以修正斜压场理论和薄壁管理论方法为主。
一般箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移可分成四种基本状态：纵向弯曲，横向弯曲，扭转及扭曲变形(即畸变)。
箱梁在偏心荷载作用下，因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力：因横向弯曲和扭曲变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。
如图1所示：(2)分体箱梁横隔梁的设置对于箱形梁，横隔梁可以增加截面的横向刚度，限制畸变应力，在支承处的横隔梁还担负着承受和分布较大支承反力的作用。
第二章 箱 梁 分 析
前 言： 箱梁的主要优点
箱形截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛 应用。在中等、大跨预应力混凝土桥梁中，采用的箱梁是指薄壁箱型 截面的梁。其主要优点是： 1. 截面抗扭刚度大，结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性；
2. 顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满 足配筋的要求，适应具有正负弯矩的结构，如连续梁、拱桥、刚架桥、 斜拉桥等，也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁，T型刚构等桥型； 3. 适应现代化施工方法的要求，如悬臂施工法、顶推法等，这些施工方 法要求截面必须具备较厚的底板；
已切开的截面可利用式
X
Qy bI X
S
0
ydA
Qy S X bI X
计算箱梁截面上各点的剪力流 q 0 。由剪力流 q 0 与 q1 的作用，在截面切
开处的相对剪切变形为零，即：
ds 0
s
(a)
此处 ds 是沿截面周边量取的微分长度， 符号
表示沿周边积分一圈，
s
剪应变为：
箱梁在对称荷载作用下的弯曲也同样存在这种剪力滞现 象。特别是大跨度预应力混凝土桥梁中所采用的宽箱梁
（腹板间距较大的单箱单室的箱梁）。剪力滞效应较为明
显。这种现象也是由于箱梁上下翼板的剪切扭转变形使翼 板远离箱肋板处的纵向位移滞后于肋板边缘处，因此，在 翼板内的弯曲应力呈曲线分布。梁的简单弯曲理论固已不 适用于宽箱梁的翼板受力分析，而T梁翼缘有效分布宽度的 计算方法也不能直接应用。因此，必须研究宽箱梁的剪力 滞效应，寻求符合实际情况的计算方法。
3.2 矩形箱梁剪力滞解析
假定广义位移： 由于宽箱梁在对称挠曲时，翼板不能符合简单梁平面假定，故引入 两个广义位移，即梁的竖向挠度w(x)与纵向位移u(x,y)； 假定翼板内的纵向位移沿横向按二次抛物线分布。 最小势能原理： 梁腹板应变能扔按简单梁理论计算；
箱梁的剪力滞效应分析
箱梁的剪力滞效应分析文章类型：论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。
这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。
本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法，并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。
一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式，具有结构强度高、刚度大等特点，被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。
箱梁在承受剪力作用时，剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的，但在某些情况下，剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象，即所谓的剪力滞效应。
剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响，降低桥梁的承载能力和使用性能。
当剪力滞效应较严重时，可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象，影响行车安全和桥梁寿命。
因此，对箱梁剪力滞效应进行分析和研究，采取有效的应对措施，具有重要意义。
二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法，通过将结构离散成多个小的单元，利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。
对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用有限元法进行数值模拟，通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素，模拟剪力滞效应的产生和变化规律。
2、解析法解析法是通过理论建模和推导，得出结构的力学响应的解析解。
对于箱梁的剪力滞效应分析，可以采用解析法建立简化的力学模型，从而得到剪力滞效应的近似解。
解析法具有计算速度快、成本低等优点，但精度较有限元法低。
三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计，可以降低剪力滞效应的影响。
例如，可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板，增加结构的整体性和抗扭刚度；同时，可以通过选用高强度材料，提高结构的强度和稳定性。
2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力，降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。
同时，合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。
3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等，可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性，降低剪力滞效应的影响。
混凝土箱梁受力特点及计算方法
要特 征 是 扭 转 角 ｅ，可 分 为 自 由扭 转 与 约 束 扭 转 。 自由扭 转
即受扭时 ，截面 各纤维 的纵 向变形是 自由的 ，杆 件端 面出现
凹 凸现 象 ，但 纵 向纤 维 无 伸 长 缩 短 、 自 由翘 曲 ， 因而 不 产 生 纵 向正应 力 ，只 产 生 自由扭 转剪 应 力 ＿Ｋ 当纵 向纤 维 变形 不 ｒ。
但由于弯曲剪力流的分布与扭转剪力流的分布有着本质的不
同 ，这 个调 整 需要 一 定 的经 验 和 理 论 基 础 ，有 时 候 也很 难 得
到满意的计算结果。所 以用平面梁格建模计算箱梁结构时，
更 应 该 关 注截 面 上 、下 缘 的正 应 力 和 位移 。对 于 腹板 较 少 的
箱梁结构 ，以及其它主要关注截面剪应 力的结构 ，平面梁格
上 得到 了广泛 使用 。根据箱 梁 的受力特点 及桥梁 的实 际情 况 ，选 用合理 的分析计算 方法和桥梁构造 ，确保设计的质量
和 桥 梁 的 安 全 。 本 文 从 混凝 土箱 梁 的 受 力特 点 着 手 ，简 要 介
在 纵 截面 上 ：横 向弯 曲正 应 力 ｏＳ ｔ ＝ａｄ＋口Ｃ 混凝 土箱 梁 的跨 径 越 大 ，恒 载 效 应 占总荷 载效 应 的 比例 就 越 大。 一 般 而 言 ， 由恒 载 产 生 的 对称 弯 曲应 力 是 主 要 的 ， 而 由活 载 偏 心 所 产 生 的 扭 转 应 力 是 次 要 的 。如 果箱 梁 的顶 、
整体作用 。将箱 梁截面 分成 多个 工字梁及 Ｔ形梁来 进行计 算 ，不考虑截面整体抗扭刚度 ，这是较 为粗糙的近似计算 方
分析 问题—— 薄壁 空间效应 ，即剪力 问题时，平面梁格就 显 得 无 能 为 力 了 。这 是 由于 应 用平 面 梁 格 分 析 时 ，将 纵 向扭 矩 变成 了剪力 ，然后对这一部分扭矩 的转化做 了人 为的调整。
简述梁的受力与变形特点
简述梁的受力与变形特点梁是一种常见的结构形式，在建筑和工程中承担着重要的作用。
梁的主要作用是承载和传递荷载，使其能够稳定地传递到支座上。
在受力和变形特点方面，梁有以下几个主要特点：1.受力特点：梁沿其长度方向负责承受弯曲、剪切、挤压和拉伸等力的作用。
梁的受力方式包括弯曲、剪切和轴向力。
其中弯曲是梁的主要受力方式，也是梁产生变形的主要原因。
弯曲是由于梁的上表面受到压力，而下表面受到拉力时产生的。
梁的底部受拉，顶部受压，因此底部会发生拉伸变形，而顶部则发生压缩变形。
与此同时，梁的中性轴发生位移，导致弯曲形变。
当荷载加大或梁的尺寸变小时，弯曲和变形将增加。
剪切是指梁上和梁间的材料发生剪切力的作用。
这种剪切力会导致梁材料产生切应变，从而引起剪切变形。
梁的剪切力取决于外部荷载的分布和梁的几何形状。
轴向力是指沿着梁的轴线方向作用的力。
轴向力可以产生拉力或压力，这取决于力的方向和梁的几何形状。
当梁受到拉力时，材料发生伸长变形，而当梁受到压力时，材料发生压缩变形。
2.变形特点：梁在受到荷载时会产生变形，这种变形主要包括弯曲变形、剪切变形和轴向变形。
弯曲变形是梁的主要变形形式，它是由受力引起的。
梁的弯曲变形取决于荷载的大小和分布、梁的长度和截面形状等因素。
较大的荷载和较小的梁长度会引起更大的弯曲变形。
当弯曲变形过大时，梁可能会失去稳定性。
剪切变形是梁上材料发生切应变导致的。
当梁受到剪切力时，梁上的材料会发生剪切应力，导致梁发生剪切变形。
剪切变形取决于剪切力的大小和梁的几何形状。
梁的剪切变形通常较小，但在一些情况下，例如在大荷载或长梁上，剪切变形可能会变得比较显著。
轴向变形是梁沿其轴向方向材料发生伸长或收缩导致的。
轴向变形取决于轴向力的大小和梁的几何形状。
通常情况下，梁的轴向变形很小，特别是当轴向力相对于弯曲和剪切力较小时。
总的来说，梁在受力和变形方面具有明显的特点。
了解梁的受力和变形特点对于设计和分析梁的强度和稳定性非常重要。
箱梁的结构与受力特点
箱梁的结构与受⼒特点（⼆）箱形截⾯的配筋箱形截⾯的预应⼒混凝⼟结构⼀般配有预应⼒钢筋和⾮预应⼒向普通钢筋。
1、纵向预应⼒钢筋：结构的主要受⼒钢筋，根据正负弯矩的需要⼀般布置在顶板和底板内。
这些预应⼒钢束部分上弯或下弯⽽锚于助板，以产⽣预剪⼒。
近年来，由于⼤吨位预应⼒束的采⽤，使在⼤跨径桥梁设计中，⽆需单纯为了布置众多的预应⼒束⽽增⼤顶板或底板⾯积，使结构设计简洁，⽽⼜便于施⼯。
2、横向预应⼒钢筋：当箱梁肋板间距厚的桥⾯板。
的上、下两层钢筋⽹间，锚固于悬臂板端。
3时，可布置竖向预应⼒钢筋，⾯桥梁都采⽤三向预应⼒。
4钢筋⽹。
必须指出，因此必须精⼼设计，做到既安全⼜经济。
第⼆节箱形梁的受⼒特点作⽤在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。
恒载⼀般是对称作⽤的，活载可以是对称作⽤，但更多的情况是偏⼼作⽤的，因此，作⽤于箱形梁的外⼒可综合表达为偏⼼荷载来进⾏结构分析；在偏⼼荷载作⽤下，箱形梁将产⽣纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。
详见图2-4。
1、纵向弯曲产⽣竖向变位w ，在横截⾯上起纵向正应⼒Mσ及剪应⼒M τ。
对于肋距不⼤的箱形梁，M σ按初等梁理论计算，当肋距较⼤时，会出现所谓“剪⼒滞效应”。
即翼板中的M σ分布不均匀，近肋翼板处产⽣应⼒⾼βα+= 刚性扭转横向挠曲图2-4 箱形梁在偏⼼荷载作⽤下的变形状态峰，⽽远肋翼板处则产⽣应⼒低⾕，这称为“正剪⼒滞”；反之，如果近肋翼板处产⽣应⼒低⾕，⽽远肋翼板处则产⽣应⼒⾼峰，则为“负剪⼒滞”。
对于肋距较⼤的宽箱梁，这种应⼒⾼峰可达相当⼤⽐例，必须引起重视。
2、刚性扭转刚性扭转即受扭时箱形的周边不变形。
扭转产⽣扭转⾓θ。
分⾃由扭转与约束扭转。
（1）⾃由扭转：箱形梁受扭时，截⾯各纤维的纵向变形是⾃由的，杆件端⾯虽出现凹凸，但纵向纵维⽆伸长缩短，能⾃由翘曲，因⽽不产⽣纵向正应⼒，只产⽣⾃由扭转剪应⼒K τ。
（2）约束扭转：受扭时纵向纤维变形不⾃由，受到拉伸或压缩，截⾯不能⾃由翘曲。
桥梁结构的基本体系及其受力特点
桥梁结构的基本体系及其受力特点1.梁体受力：梁体是桥梁结构的主要承载构件，它承受来自车辆行驶的荷载。
梁体的受力特点受到横向和纵向力的影响。
在横向方向上，梁体将受到来自车辆轮胎与桥面接触的水平力，这会引起弯曲和剪切应力。
在纵向方向上，梁体将受到车辆的垂直荷载，这会引起压应力和拉应力。
2.支座的受力：支座负责将梁体的荷载传递到桥墩和地基上，同时也承受梁体的相对运动。
支座受力特点主要包括垂直荷载、水平力和旋转力。
垂直荷载由梁体传递到支座上，同样引起压应力和拉应力。
水平力主要由于梁体的挠度和温度变化引起，会导致水平位移和侧向力的产生。
旋转力则来自梁体相对于支座的转动。
3.连结的受力：梁体与支座之间的连接通常由螺栓、焊接或钢筋混凝土接头等方式实现。
连接部位承受着梁体和支座的力传递，同时还要考虑到连接部位的刚度和可靠性。
连接部位受力主要包括剪切力、扭矩和拉力。
剪切力由梁体和支座连接面的相对滑动引起，扭矩则由梁体和支座的相对转动引起，拉力则是由于连接材料的伸缩性或温度变化引起。
除了上述基本受力特点，桥梁结构还需要考虑其他因素，如动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化。
这些额外的荷载会增加结构的复杂性，并且可能导致非线性行为和结构失稳。
为了确保桥梁结构的安全和可靠性，工程师需要根据不同的桥梁类型和设计要求选择适当的结构形式和材料。
传统的桥梁结构包括悬索桥、斜拉桥、梁桥和拱桥等，而近年来还出现了新型桥梁结构，如预应力混凝土箱梁桥、钢-混凝土组合桥和悬臂桥等。
不同类型的桥梁结构具有不同的受力特点和适用范围，工程师需要根据具体情况进行选择和设计。
总之，桥梁结构的基本体系包括梁体、支座和连接部位，其受力特点主要包括梁体的弯曲、剪切和拉伸，支座的垂直荷载、水平力和旋转力，以及连接部位的剪切力、扭矩和拉力。
工程师需要综合考虑动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化等因素，选择适当的结构形式和材料，确保桥梁结构的安全和可靠性。
小箱梁设计指南
半幅 全宽
(cm) 1225 1225 1600 1600 1300 1300 1675 1675 2050 2050 1400 1375 1725 1700 2100 2075
桥面 净宽
L (cm) 1088.5 1125.0 1463.5 1500.0 1163.5 1200.0 1538.5 1575.0 1913.5 1950.0 1238.5 1275.0 1563.5 1600.0 1938.5 1975.0
18
18
25
100
30
160
18
25
18
18
25
100
35
180
18
25
18
18
25
100
吊装重量(简支正交)：
跨径
20m 25m 30m 35m
吊装重量 (t)
中梁
边梁
54.5
57.9
72.9
77.2
91.5
96.8
117.1
123.0
二、设计输入： 2.1 技术标准与设计规范：
2
[1]《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）； [2]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）； [3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》（JTG D62－2004）； [4]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000）； [5]《公路交通安全设施技术规范》（JTG D81－2006）； [6]《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224－2003）； [7]《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》（GB 13013－1991）； [8]《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》（GB 13014－1998） 2.2 资源准备 2.2.1 资料： [1] 前阶段的研究成果和资料； [2] 设计规范和标准的掌握和理解； [3] 院小箱梁设计参考图纸（试用版）； [4] 具体项目的咨询、审查意见及施工反馈； 2.2.2 计算软件： [1] Midas Civil 2006 [2] 桥梁博士V3.1 [3] 公路桥梁结构设计系统GQJS9.7 [4] 横向分布计算、配筋设计以及验算等附属小程序。 2.2.3 主要参考文献： [1] 易建国《混凝土简支梁（板）桥（第三版）》人民交通出版社2006.9 [2] 胡兆同等《桥梁通用构造及简支梁桥》人民交通出版社2001.3 [3] 邵旭东等《桥梁设计与计算》人民交通出版社2007.2 [4] 贺栓海等《公路桥梁荷载计算方法》人民交通出版社1996.9 [5] 黄平明《混凝土斜梁桥》人民交通出版社1999 [6] 胡肇滋《桥跨结构简化分析－荷载横向分布》人民交通出版社1990 三、设计过程： 3.1 尺寸拟定与构造处理：
箱梁横隔梁的受力特性及实用计算方法
单元截面常取“ 字形（ 工” 横梁矩形截面附带部分邻 近的顶 、 底板１ 。然而这种简化的计算模式在对横梁
受力特性 的把握上并不准确和全面。 本文结合具体 算例 ， 过对横梁受力特性的分析 ， 通 重新建立横梁 计算 的力学模型。 １ 常规计算方法分析 以一 ２ ２ 跨 ５ ｍ的钢筋混凝土箱形梁桥为例 ， 分别采用平面杆系模 型和实体模型对 中横梁的受 力 进行 分析 。桥 梁 宽 １ 梁 高 １ 单 箱 双室 截 ２ｍ， ．ｍ， ４
ｒｑ ｒｍｅ ｔ ｅ ｕｉｅ ｎ．
Ｋｅ ｒｓ： ｉｐ ｒｇ ；ｏ ｉ ｅ ；ｆ ｃｉｅｗｉｔ ｃ ｃ ｌｔ ｎｍｏ ｅ ｙｗｏ ｄ ｄａ ｈａ ｍ ｂ ｘｇｒ ｒｅ ｅ ｔ ｄｈ；ａ ｕａｉ ｄ ｌ ｄ ｖ ｌ ｏ
０ 引言
梁端 为双柱支 承 ， 中支点 为独柱支 承。 中横梁宽 ２ ｍ，
面 ， 臂板长 ２ 顶 、 板均厚 ２ 腹 板厚 ４ 悬 ｍ， 底 ０ｃ ｍ， ０ ｍ。 ｃ
由表 ｌ 可以看 出， 平面杆系结果与实体单元结 果 相 比在 各单 项 上均 存 在较 大偏 差 ， 中车轮 荷 载 其
作者简介 ： 胡健（９ Ｏ ）男， １ ８一 ， 江苏淮阴人 ， 助理 工程 师， 主要从 事桥 梁设计工作。
负 、 为正） 拉 。
表 １ 常规计算 方法结果与实体 单元结果 比较
荷载单项 平面杆系结 果／ ａ 实体单元结果／ ａ 偏差， ＭＰ ＭＰ ％
将横梁简化成平面杆系模型进行计算 。 恒载和小部 分活载以集 中力 的形式作用在腹板中心位置处 ， 而
大部 分 活载 则 以横 向车列 的形 式进 行 影 响线 加载 。
（ａ ｇｕＣ ｍｍ ｎｃｔ ｎ ｌｎ ｉｇ ｎ ｅｉｎ ｎｔｕｅ Ｎ ｎ ｎ １０ ５ Ｃ ｉａ Ｊ ｎ ｓ ｏ ｕ ｉ ｉ ｓ ａ ｎ ｄＤ ｓ ｓｔｔ， ａｊ ｇ ０ ０ ， ｈｎ） ｉ ａｏ Ｐ ｎａ ｇＩ ｉ ｉ ２
预应力混凝土弧形底宽箱梁受力及构造特点研究
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维普资讯
中 环线论文集
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预应力混凝土弧形底宽箱梁受力及构造特 点研究
沈 桂 平
（ 海 中环 线 建 设发 展 有 限 公 司 ，上 海 ２ ０ ７ ） 上 ０ ０２
收 稿 日期 ：２ ０ — ５ １ ０７ ０— ５
分 析 ；对 边 跨 ，对 应 于 中跨 横 桥 向的 ４种工 况 分 别
５ ６
维普资讯
中国希篮 ｚ程
沈桂平： 预应力混凝土弧形底宽箱梁受力及构造特点研究
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中环线论文集
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１ 工 程概 述
圈 ２ 桥 面 冤 厦 ３ ． 弧 形 底 箱 粱 空 闻 计 算 模 型 图 ０５ ｍ
桥 梁结 构设 计荷 载等 级 为城一 Ｂ级 。 采 用 Ｃ Ｊ Ｊ ７ 一 ｌ９ 城 市桥 梁设 计荷 载标 准》 中的荷载 标准 。 ７ ９ ８《
２２ 纵 向受 力特点 分析 。
已 经建 成 通 车 的上 海 中环 线 （ 西段 ）高 架 工 浦
程 果用 预 应力 混凝 土 弧形 底 箱 梁 ，有 较 好 的视 觉 效
分 析 。 图 ２所 示 为 桥 面宽 度 ３ ． ｍ 弧形底 三跨 连续 ０５
轨道现浇实心箱梁结构介绍
轨道现浇实心箱梁结构介绍说起轨道现浇实心箱梁，可能大家第一反应是，“这又是什么高大上的东西？”别担心，听我慢慢给你说，保证让你瞬间明白！其实轨道现浇实心箱梁，听起来很专业，但它的原理其实没那么复杂。
简单来说，它就是一种桥梁结构，专门用来支撑铁路或者高速公路的轨道。
那你可能会问，为什么要用它而不是其他的桥梁结构？别急，往下看，你就会明白。
得说说这个“现浇”二字。
现浇，顾名思义，就是现场浇筑混凝土。
这种方式相当于在工地上，直接把混凝土倒进模具里，等它硬化后就成了坚固的结构。
这样做的好处是什么呢？不受预制构件尺寸的限制，可以根据现场的实际情况来调整，非常灵活。
而且一旦浇筑完成，这种结构的整体性特别强，几乎没有接缝，像个铁板一块，稳定性自然就不言而喻了。
你想想看，交通那么繁忙，特别是铁路那些列车来来往往的，要是桥梁不够稳固，那后果可想而知。
所以，现浇箱梁的这种优势就显得尤为重要。
说到“箱梁”，这个名字倒是挺形象的。
它就像一个长方形的大盒子。
想象一下，你拿起一个大盒子，翻过来，里面空空的，但是四个边都特别结实，这就是箱梁的外形。
这个箱梁不仅仅是外形结实，内部结构也很独特。
它的中空设计，使得重量得到了合理分配，又不失强度，像极了有着强大背包的铁人。
你看，这样的结构不仅能承受轨道上的列车压力，还能抵御风吹日晒，一点不逊色于“钢铁巨人”。
你要说它的好处，那真是数不胜数。
像铁路这种特殊环境，经常要跨越大江大河，或者穿越复杂的地形，普通的桥梁设计可能就不太适合了。
而现浇实心箱梁，结构稳定、承载力强，而且能有效减少震动和噪音。
这个特点，简直就是铁路建设中的“静音高手”！大家在坐火车的时候，可能注意到列车经过桥梁时，几乎没有太大震动，对不对？这就是得益于箱梁结构，缓解了列车对桥梁造成的冲击力，保持了整条铁路的平稳运行。
这种结构适应性强，不管是大城市里密集的交通网，还是偏远地区的荒山野岭，箱梁都能完美适配，丝毫不感到吃力。
钢箱梁
适用范围：跨径较大（超过60m） 分类：
• 按截面分：单箱单室、双箱单室、单箱多室、多箱单室、 扁平钢箱梁 （适用于大跨桥梁的加劲梁）
• 按桥面分：钢筋砼桥面（小于60m） 钢桥面 （大于80m）
• 按受力分：简支梁、连续梁（适于钢箱梁）、悬臂梁
第一节 钢箱梁桥结构形式与总体布置
第一节 钢箱梁桥结构形式与总体布置
• 顶底板变厚度时，采用箱内对齐的结构形式。
第二节 主梁
翼板加劲肋
• 一般垂直于翼缘 板布置 • 加劲肋接头与翼板或腹板 接头，应错开250mm以上。 • 受拉翼缘加劲肋与横隔板或横肋不焊接 (防疲劳) • 受压翼缘加劲肋与横隔板或横肋应焊接
第二节 主梁
二、主梁梁高与梁宽
主梁梁高
• 经济梁高，用钢量最省，由截面应力控制 • 最小梁高，刚度控制 • 最大梁高，由建筑高度控制 综上 梁高为跨径的1/20~1/30。
第一节 钢箱梁桥结构形式与总体布置
钢箱梁的优势
•翼缘宽度大，具有很大抗弯能力、跨度大； •抗扭刚度大，荷载横向分配均匀，适于弯桥； •横向抗弯刚度大，抵抗水平力强，可省纵联，单箱还省横联；
•单根箱梁整体稳定性好，施工快； •梁高小，适用于立交和建筑高度受限制的桥梁； •外形美观，横隔和加劲结构均在箱内； •箱内为中空结构，便于布置附属设施、检修和维护等。
• 纵梁间距： 对于钢筋砼桥面板，不大于3m。 对于钢桥面板，横梁或横肋间距小时，可不设 桥宽较大时，可设。
第一节 钢箱梁桥结构形式与总体布置
纵梁与中间横梁的连接
(a) 腹板搭接
(b) 腹板对接
第一节 钢箱梁桥结构形式与总体布置
纵梁与端横梁的连接
(a) 腹板搭接
双箱单室箱梁顶板受力分析
双箱单室箱梁顶板受力分析摘要随着我国高速公路的建设，双箱单室现浇箱梁因其箱璧薄、腹板间距大、横向挑臂大，外形美观、经济性相对较好，常常作为跨线桥被采用。
本文结合某互通式立交双向两车道匝道桥3x20m跨径双箱单室现浇混凝土箱梁桥设计，对箱梁间顶板的受力状态采用空间有限元进行分析计算，并与规范按有效工作宽度的方法进行计算对比，验证规范方法对本桥的适用性。
关键词双箱单室箱梁；桥面板计算；有限元国内外桥梁工程的实践表明,无论是公路桥梁还是城市高架桥和立交桥,预应力报凝土及钢筋混凝土薄壁箱型梁的应用日益广泛,常用的横断面形式有单箱单室、单箱双室及双箱单室。
当桥较宽,尤其是采用顶推法或悬臂拼装法施工时,多采用双箱单室横断面形式。
随着我国高速公路的建设，双箱单室现浇箱梁因其箱璧薄、腹板间距大、横向挑臂大，外形美观、经济性相对较好，常常作为跨线桥被采用，而对于双箱单室结构的箱间顶板的受力情况往往参照规范按有效工作宽度的简化方法进行计算。
某高速公路某互通式立交匝道桥采用整体现浇钢筋混凝土和预应力混凝土连续箱梁，采用双箱单室截面。
施工时，先分别施工两个箱室，落架后再浇筑纵向湿接缝形成双箱截面，如图1。
本文分别采用空间有限元程序（Super sap）和规范按桥面板有效分布宽度两种方法对箱梁间的桥面板进行受力计算和配筋计算，并把两种计算结果进行比较，验证规范方法对本桥的实用性。
如图1，双箱顶板宽16m、单箱底板宽4m，腹板宽40cm，顶板厚度22cm，底板厚度20cm，梁高1.3m，两侧悬臂长1.75m，纵向湿接缝宽1.5m，两箱梁间的间距为4.5m。
1 空间有限元模型计算1.1 计算原理、计算方法和计算参数按空间有限元理论，用Super SAP 通用有限元软件进行分析。
箱梁混凝土采用8节点块体单元模拟。
本文主要计算箱梁顶板局部受力状态，纵桥向取三跨20m跨径连续梁计算。
计算模型见图2：计算参数如下：C50号混凝土弹性模量Eh = 3.5x104 MPa，泊松比ν=0.1667桥面铺装按均布荷载施加，荷载集度q铺装= 0.1x25+0.06x26 = 4.06 kN/m2中分带护栏按均布荷载施加，荷载集度q护栏= 8.5/0.66 = 12.88 kN/m2汽车荷载按规范公路I级荷载中车辆荷载数值和间距作为集中力作用在顶板上，汽车按一辆重车计，横向车轮距护栏50cm，两车轮间距1.8m，护栏两侧各布置一辆车；纵向车轮间距1.4m。
箱梁桥的名词解释
箱梁桥的名词解释箱梁桥是一种常见的桥梁结构，也是公路和铁路桥梁中最常用的桥梁类型之一。
它得名于其横截面形状类似于箱子。
箱梁桥的结构稳定性好，承载能力强，适用于跨越较长距离的桥梁工程。
1. 箱梁的结构形式箱梁桥由上部结构和下部结构组成。
上部结构由连续的箱形梁构成，而下部结构则由墩台支撑。
箱梁桥的横截面通常呈矩形或椭圆形，也有一些特殊情况下使用其他几何形状的箱梁。
梁体的材料可以是钢、混凝土或钢混凝土复合材料。
2. 箱梁的优势箱梁桥的设计和建设有许多优势。
首先，箱梁结构的强度和刚度大，能够有效分散和承担荷载，具有较好的抗震和抗风性能。
其次，箱梁桥具有较大的工作空间，可以容纳公路或铁路，并为交通提供便利。
此外，箱梁结构施工简便，施工周期短，可快速建设完成。
3. 箱梁的应用范围箱梁桥广泛应用于公路、铁路和地铁等工程中。
在公路领域，箱梁桥可以用于跨越河流、湖泊或山谷等地形障碍物。
在铁路领域，箱梁桥可以用于跨越河流或平原等场地。
此外，在城市中，箱梁桥也常用于地铁工程，提供通行便利。
4. 箱梁桥的设计和施工箱梁桥的设计和施工需要经过详细的工程规划和测量分析。
首先，工程师需要考虑地理环境、交通负荷和地质条件，以确定最佳的桥梁位置和梁体形状。
然后，根据设计参数和施工要求制定具体的施工方案。
箱梁桥的施工过程通常包括基坑开挖、梁体制作和安装、桥面铺装等步骤。
5. 箱梁桥的维护和保养为确保箱梁桥的正常运行和使用寿命，定期的维护和保养至关重要。
维护工作包括梁体表面的清洁、涂漆以及检修桥墩和桥面等部分。
此外，定期检查桥梁结构的变形和裂缝，以及桥面的平整度和防滑性。
总结：箱梁桥作为一种常见的桥梁结构形式，具有结构稳定性好，承载能力强，施工简便等优点。
它广泛应用于公路、铁路和地铁等工程中，为交通提供便利。
设计和施工过程需要细致的规划和分析，而定期的维护和保养则能保证桥梁的长期使用。
通过不断的技术进步和创新，未来箱梁桥的设计和建设将进一步发展，以满足越来越复杂的交通需求。
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（二）箱形截面的配筋
箱形截面的预应力混凝土结构一般配
有预应力钢筋和非预应力向普通钢筋。
1、纵向预应力钢筋：结构的主要受力
钢筋，根据正负弯矩的需要一般布置在顶板
和底板内。
这些预应力钢束部分上弯或下弯
而锚于助板，以产生预剪力。
近年来，由于
大吨位预应力束的采用，使在大跨径桥梁设
计中，无需单纯为了布置众多的预应力束而
增大顶板或底板面积，使结构设计简洁，而
又便于施工。
2、横向预应力钢筋：当箱梁肋板间距
厚的桥面板。
的上、下两层钢筋网间，锚固于悬臂板端。
3时，可布置竖向预应力钢筋，面桥梁都采用三向预应力。
4
钢筋网。
必须指出，因此必须精心设计，做到既安全又经济。
第二节 箱形梁的受力特点
作用在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。
恒载
一般是对称作用的，活载可以是对称作用，但更多的
情况是偏心作用的，因此，作用于箱形梁的外力可综
合表达为偏心荷载来进行结构分析；
在偏心荷载作用下，箱形梁将产生纵向弯曲、扭
转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。
详见图2-4。
1、纵向弯曲
产生竖向变位w ，在横截面上起纵向正应力M
σ及剪应力M τ。
对于肋距不大的箱形梁，M σ按初等梁
理论计算，当肋距较大时，会出现所谓“剪力滞效应”。
即翼板中的M σ分布不均匀，近肋翼板处产生应力高
βα+= 刚性扭转 横向挠曲 图2-4 箱形梁在偏心荷载 作用下的变形状态
峰，而远肋翼板处则产生应力低谷，这称为“正剪力滞”；反之，如果近肋翼板处产生应力低谷，而远肋翼板处则产生应力高峰，则为“负剪力滞”。
对于肋距较大的宽箱梁，这种应力高峰可达相当大比例，必须引起重视。
2、刚性扭转
刚性扭转即受扭时箱形的周边不变形。
扭转产生扭转角θ。
分自由扭转与约束扭转。
（1）自由扭转：箱形梁受扭时，截面各纤维的纵向变形是自由的，杆件端面虽出现凹凸，但纵向纵维无伸长缩短，能自由翘曲，因而不产生纵向正应力，只产生自由扭转剪应力K τ。
（2）约束扭转：受扭时纵向纤维变形不自由，受到拉伸或压缩，截面不能自由翘曲。
约束扭转在截面上产生翘曲正应力w σ和约束扭转剪应力w τ。
产生约束扭转的原因：支承条件的约束，如固端支承约束纵向纤维变形；受扭时截面形状及其沿梁纵向的变化，使截面各点纤维变形不协调也将产生约束扭转。
如等厚壁的矩形箱梁、变截面梁、设横隔板的箱梁等，即使不受支承约束，也将产生约束扭转。
3、畸变（即受扭时截面周边变形）
畸变的主要变形特征是畸变角γ。
薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后，无法保持截面的投影仍为矩形。
畸变产生翘曲正应力dw σ和畸变剪应力dw τ。
4、横向弯曲：畸变还会引起箱形截面各板的横向弯曲，在板内产生横向弯曲应力dt σ （纵截面上）。
5、局部荷载的影响：箱形梁承受偏心荷载作用，除了按弯扭杆件进行整体分析外，还应考虑局部荷载的影响。
车辆荷载作用于顶板，除直接受荷载部分产生横向弯曲外，由于整个截面形成超静定结构，因而引起其它各部分也产生横向弯曲。
图2-5表示箱形截面在顶板上作用车辆荷载，在各板中产生横向弯矩图。
这些弯矩在各板的纵截面上产生横向弯曲正应力c σ及剪应力。
综合箱形梁在偏心荷载作用下产生的应力有：
在横截面上：纵向正应力：dw w M z σσσσ++=
剪应力：dw w M K τττττ+++=
在纵截面上；横向弯曲正应力：c dt s σσσ+= 在预应力混凝土梁中，跨径越大，恒载占总荷载比例就越大。
一般地，由于恒载产生的对称弯曲应力是主要的，而由于活载偏心所产生的扭转应力是次要的。
如果箱壁较厚，或沿梁的纵向布置一定数量的横隔板，限制箱形梁的畸变，则畸变应力也是不大的。
但对于少设或不设横隔板的宽箱薄壁梁，畸变应力不可忽视。
板的横向应力对于顶板、肋板及底板的配筋具有重要意义，必须引起重视。
图2-5 局部荷载作用下 横向弯矩图
第三讲 薄壁箱梁的弯曲剪应力
现代工程结构广泛使用薄壁结构，特别是桥梁工程，从特大跨径的悬索桥、大跨径斜拉桥，到中小跨径的连续梁桥，甚至简支梁桥等，多采用箱形截面的薄壁结构或桁架形式的薄壁杆件。
如杭州湾跨海大桥，建设方采用设计施工总承包的招标方式，各投标单位均采用了钢箱梁斜拉桥和箱形截面混凝土连续梁桥形式。
1、悬索桥：主要有美国式和英国式两种形式悬索桥。
美国式悬索桥采用钢桁架加劲梁（如Golden Gate bridge ，Verrazano bridge ，日本的明石海峡大桥等）；英国式悬索桥采用钢箱梁（如Severn bridge ， Humber bridge ，我国的江阴长江大桥，在建的润扬长江大桥南汊桥等）。
2、斜拉桥：主梁多采用预应力混凝土或钢结构箱形截面。
如日本多多罗大桥、南京长江二桥、等采用钢箱梁；而钱江三桥、招宝山大桥等采用预应力混凝土箱形梁。
3、悬壁梁桥、T 型刚构桥、连续梁桥：多采用预应力混凝土箱梁作主梁。
如虎门大桥辅航道桥、南京长江二桥北汊桥、钱江二桥、钱江五桥、钱江六桥等。
薄壁杆件在弯扭变形时，其正应力和剪应力分布及大小与通常的实体截面杆件差别很大，且开口截面与闭合截面杆件在相同受力情况下其正应力和剪应力也大不相同。
因此，有必要对开口截面和闭合截面杆件分别加以讨论。
第一节 坐标系的建立
薄壁杆件分析中，常取杆件的中面（到两纵向表面距离相等的面）来表示杆件，取横截面的中线表示横截面。
应用的坐标系有两种，如图3-1所示。
其一是以截面某一特定点为原点（如形心）的xyz 固定坐标系，取杆件轴线为z 轴，坐标轴正向符合右手法则；或者为了运算方便，采用曲线坐标，即在截面上选定一原点o ，以自原点o 量取的截面中线（曲线）长s 为坐标量值，取逆时针方向为正，于是截面上任意点p 的位置可表示为),,(z y x p 或),(z s p 。
其二是以截面上任意点p 为原点的z pn τ动坐标系，z 轴平行于杆件轴线，τ为p 点处截面中线的切线，n 为相应的外法线，三者之间也符合右手法则。
τ
3-1 二种形式坐标系。