箱橋整體性好，其混凝土壓力區(qū)能更好地承受正、負(fù)轉(zhuǎn)矩，在一定截面面積下能獲得較大的彎曲轉(zhuǎn)矩，扭曲剛度大，在偏心活載作用下各梁肋的力也比較均勻其主要設(shè)計(jì)構(gòu)想是從扭轉(zhuǎn)剛度大的箱梁上挑出足夠長(zhǎng)的懸臂，不僅滿足了使用要求，而且經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，最大限度地減少了橋墩身體和基礎(chǔ)寬度。因此，廣泛應(yīng)用于江浙運(yùn)河一帶大中跨徑橋的設(shè)計(jì)，隨著現(xiàn)代城市高架橋的快速發(fā)展，目前箱梁的發(fā)展也逐漸趨向于大箱懸臂板的形式。

一、懸臂板結(jié)構(gòu)受力狀況分析

1.1懸臂板彎曲分析

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，往往將復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為直觀的平面問(wèn)題進(jìn)行考慮，但復(fù)合式箱式懸臂橋是空間結(jié)構(gòu)。懸臂板與腹板之間的結(jié)構(gòu)高度發(fā)生突變，兩者的形心跳躍，恒活載在箱梁截面內(nèi)各部件的內(nèi)力和應(yīng)力變化非常復(fù)雜。采用電算時(shí)，分析箱梁作為整體空間結(jié)構(gòu)，其縱向受力計(jì)算通常只考慮板的整體彎曲結(jié)構(gòu)檢查，忽視懸臂板受力的不均勻性，其主要受力部位的縱向彎曲往往成為結(jié)構(gòu)計(jì)算的盲點(diǎn)。

如圖2所示的箱梁懸臂板在恒活載作用下，除了橫向彎曲變形外，縱向彎曲變形也很常見(jiàn)。箱梁懸臂板為薄壁部件，高度不足梁高的三分之一，但傳遞較大的垂直和水平應(yīng)力，成為上部結(jié)構(gòu)的弱部分，懸臂根部產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋。懸臂板橫截面設(shè)計(jì)時(shí)，懸臂的長(zhǎng)度和端部的厚度通常參照相關(guān)圖表，根據(jù)橫向預(yù)加應(yīng)力和鋼筋的配置等情況，懸臂過(guò)長(zhǎng)時(shí)恒活負(fù)荷會(huì)在懸臂根部產(chǎn)生很大的剪切力，懸臂側(cè)腹板會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲應(yīng)力，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪切力作為外載處理，根據(jù)該剪切力產(chǎn)生的彎矩在腹板側(cè)配置足夠的受力鋼筋，即箱梁整體驗(yàn)算的基礎(chǔ)上縱向受力鋼筋

目前采用的電算程序只注意將縱向彎曲鋼筋平均分配到箱梁底板上，縱向受力鋼筋已經(jīng)足夠，但根據(jù)實(shí)際受力情況的特征，懸臂側(cè)腹板根部應(yīng)力集中，腹板根部?jī)蓚?cè)逐漸減少。按常規(guī)設(shè)計(jì)，懸臂側(cè)腹板內(nèi)縱向受力鋼筋配置不合理，箱梁懸臂板側(cè)腹板根部彎曲能力不足，產(chǎn)生裂縫。

二、懸臂板強(qiáng)度檢測(cè)

根據(jù)懸臂板的空間受力特征，分別計(jì)算懸臂板的橫向和縱向。

2.1懸臂板橫向彎曲強(qiáng)度檢查

懸臂板橫向彎曲強(qiáng)度檢查各種參考書(shū)詳細(xì)介紹，本文不予探討。

2.2懸臂板縱向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)

可以考慮改變角度考慮問(wèn)題。例如，單獨(dú)考慮懸臂板參與縱向受力，板的厚度過(guò)小，承載能力不足，縱向斷裂。考慮到箱梁懸臂板受力的特點(diǎn)，懸臂板的縱向受力可以與鄰居的腹板共同承擔(dān)，但計(jì)算腹板厚度時(shí)不得超過(guò)懸臂根的高度。縱向最大彎矩通常發(fā)生在與懸臂板相鄰的腹板跨過(guò)中根部，因此計(jì)算時(shí)受力的簡(jiǎn)單圖可以取得脫離體-倒l形截面用t形簡(jiǎn)單的支梁進(jìn)行檢查。

恒載可考慮懸臂板、腹板、鋪裝層等重量，活載可考慮脫離體配置的車輛負(fù)載。根據(jù)簡(jiǎn)單的t形梁進(jìn)行彎曲和剪切強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)計(jì)算得到的鋼筋全部布置在橋板懸臂的根部。

2.3懸臂板的鋼筋配置

懸臂板縱向彎曲的抗彎能力可由最近的腹板共同承擔(dān)，因此在腹板內(nèi)需配置能夠承擔(dān)該彎曲矩的鋼筋骨架和預(yù)應(yīng)力鋼筋，如圖4所示。

三、案例

某人行橋采用C40箱橋板，跨度12m，計(jì)算跨度l=11.4m，設(shè)計(jì)人員負(fù)荷5kN/m2，橋面毛寬3.6m，凈寬3.1m，鋪裝層采用5~7cm厚混凝土，鋪設(shè)3cm厚花崗巖，路面1.5%縱坡，不設(shè)橫坡。橋面由兩塊板組合，寬180cm(預(yù)制寬179.5cm，剩下0.5cm為施工調(diào)節(jié)馀量)，板厚70cm，兩側(cè)設(shè)置扶手。

(1)負(fù)荷計(jì)算

橋面板自重:15.44T(包括鉸鏈和頭部縫)橋面花崗巖:1.24T鋪裝層4.29T扶手:2.4T。每個(gè)橋板恒載設(shè)計(jì)值:g=2.337T/m活載設(shè)計(jì)值:q=1.085t/m。

（2）整體強(qiáng)度驗(yàn)算

按簡(jiǎn)支梁計(jì)算彎矩：M跨中=55.59T·m，按T形梁截面配筋計(jì)算需配置14根φ20Ⅱ級(jí)鋼筋。

（3）左側(cè)懸臂板局部強(qiáng)度驗(yàn)算

懸臂板縱向彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算按圖3取脫離體按T形截面進(jìn)行配筋計(jì)算（本文右側(cè)懸臂板強(qiáng)度驗(yàn)算及其它驗(yàn)算略）。脫離體荷載計(jì)算：脫離體自重：0.395T/m；橋面花崗巖：0.024T/m；鋪裝層0.18T/m；欄桿：0.2T/m。恒載設(shè)計(jì)值：g=0.959T/m；活載設(shè)計(jì)值：q=0.273T/m。

根據(jù)簡(jiǎn)單的支梁計(jì)算扭矩:m跨度=20.01Tm，根據(jù)t形梁的斷面配筋計(jì)算，需要配置φ20ⅱ級(jí)的鋼筋4根。鋼筋配置如圖4所示(其他鋼筋未顯示)。

四、結(jié)語(yǔ)

目前通行的懸臂橋板計(jì)算，只考慮板統(tǒng)一的整體空間結(jié)構(gòu)，忽略了局部懸臂板受力的不均勻性，特別忽略了縱向彎曲受力的特征，其受力鋼筋不是受力的特征，而是均勻配置

本文介紹的計(jì)算方法是根據(jù)懸臂板的實(shí)際受力特征配置受力鋼筋，可以避免根部出現(xiàn)裂縫，保證箱梁懸臂板的安全運(yùn)行。

對(duì)于外部選擇長(zhǎng)度超過(guò)2.0m的箱形懸臂板，建議在懸臂板上設(shè)置強(qiáng)力肋或斜撐間隔，通過(guò)強(qiáng)力肋或斜撐傳輸力，使外部選擇懸臂板不會(huì)縱向產(chǎn)生過(guò)大的彎曲應(yīng)力。