论文总字数：41916字

摘 要

本课题设计对象为（45 60 45）m跨径的钢箱梁桥，桥宽16.75m，桥面板采用正交异性钢桥面板。横截面采用三箱单室钢箱桥梁截面，全桥采用纵横向分段方法进行模块编号，在参数化模型库中选取相应编号模型进行成桥组装。下部结构采用钢筋混凝土多柱墩，基础采用钻孔灌注桩基础。

通过midas civil软件建立有限元模型，计算结构的恒载、活载及次内力等荷载和内力，接着进行内力组合，读取内力数值；然后电算加手算对上部结构进行验算，判断是否符合设计要求。然后进行下部结构初步设计，拟定盖梁、桥墩及桩基础尺寸，判断是否符合设计要求。上下部结构设计完后，进行施工组织设计与概预算，设计好施工方案。最后通过CATIA软件进行三维建模，构建出各个部件后进行拼装，完成二维出图并对二维出图进行修正。

关键词：Midas 钢箱梁桥 标准化 内力分析 BIM

Standardized design of (45 60 45) m span bidirectional six-lane steel box girder bridge based on BIM technology

Abstract

This project is the design object of a (45 60 45) m span steel box girder bridge with a bridge width of 16.75m. The bridge panel adopts orthotropic steel bridge panel. The cross section of three-box single-room steel box bridge is adopted, and the whole bridge is numbered by the method of longitudinal and transverse section. The corresponding numbered model is selected from the parametric model library for bridge assembly. The lower structure adopts reinforced concrete multi-column piers and the foundation adopts bored cast-in-place pile foundation.

The finite element model was built by Midas civil software to calculate the load and internal force of the structure such as constant load, live load and secondary internal force, and then the combination of internal forces was carried out to read the internal force value. Then the superstructure is checked by computer calculation and manual calculation to judge whether it meets the design requirements. Then carry on the substructure preliminary design, draw up the cover beam, bridge pier and pile foundation size, judge whether accord with the design request. After the upper and lower part structure design, construction organization design and budget, design a good construction program. Finally, CATIA software was used for 3D modeling, and various parts were constructed for assembly, so as to complete the 2D drawing and correct the 2D drawing.

Key words: Midas Steel box girder bridge Standardized Internal force analysis BIM

目录

摘要 I

第一章 设计资料 II

1.1设计概况 1

1.1.1技术标准及技术指标 1

1.2选用材料 2

1.2.1混凝土： 2

1.2.2钢材 2

1.2.3钢筋焊接网 2

1.2.4桥面铺装 2

1.2.5支座 2

1.2.6伸缩缝 2

1.2.7护栏 2

1.3计算参数 3

第二章 桥型布置及横纵断面设置 4

2.1桥型布置及孔径划分 4

2.2上部结构设计 4

2.2.1梁高设计 4

2.2.2截面设计 4

2.3平面组合 5

2.4细部尺寸设计 6

2.4.1顶底板 6

2.4.2腹板 8

2.4.3横向连接系 9

2.4.4正交异性桥面板加劲肋设计 12

2.5桥面铺装体系 15

第三章 恒载内力计算 16

3.1模型建立 16

3.1.1有限元模型建立 16

3.1.2节段划分 16

3.1.3荷载布置情况 17

3.2一期恒载计算 18

3.2.1横隔板计算 18

3.2.2建模计算 19

3.3二期恒载计算 19

3.3.1二期恒载集度q的计算 19

3.3.2建模计算 20

3.4总荷载效应 20

3.4.1总恒载效应计算 20

3.4.2弯矩折减 21

第四章 活载内力计算 23

4.1汽车荷载计算 23

4.1.1计算荷载 23

4.1.2冲击系数 23

4.1.3车道折减系数 23

4.2最大、最小弯矩计算 24

4.2.1弯矩影响线 24

4.2.2内力计算 24

4.3.2内力计算 28

第五章 次内力计算 29

5.1温度次内力计算 29

5.1.1温度计算模式 29

5.1.2整体升温计算 29

5.1.3整体降温计算 30

5.2支座沉降次内力计算 31

5.2.1沉降计算参数 31

5.2.2沉降次内力汇总 31

第六章 内力组合及内力包络图 33

6.1频遇组合 33

6.2准永久组合 33

6.3基本组合 34

第七章上部结构验算 38

7.1顶底板正应力验算 38

7.2腹板剪应力验算 38

7.3实腹式横隔板刚度与应力验算 38

7.3.1刚度验算 38

7.3.2应力验算 40

7.4疲劳验算 41

7.5横向倾覆稳定性验算 43

7.6局部稳定性验算 44

7.7 局部支承加劲肋验算 45

7.8正常使用极限状态验算 47

第八章 下部结构设计 49

8.1 桥墩的设计与计算 49

8.1.1支座选择 49

8.1.2横桥向及顺桥向尺寸 49

8.1.3墩高设计与验算 51

8.2承台设计 52

8.3桩基础设计 53

第九章 施工方案设计与验算 56

9.1吊装工艺设计 56

9.1.1吊装工艺概述 56

9.1.2构件分段 56

9.1.3现场吊装机械 57

9.1.4现场安装起重机械配备计划 58

9.2钢箱梁部件运输 58

9.2.1构件运输清单 59

9.2.2运输分析 59

9.2.3钢箱梁部件装车与加固 59

9.3钢箱梁施工 60

9.3.1施工准备 60

9.3.2构件进场验收 61

9.3.3临时支撑设立位置示意图 61

9.3.4钢结构吊装 63

9.3.5边跨节段1的吊装 64

9.3.6边跨节段2的吊装 64

9.3.7中跨节段3的吊装 66

9.3.8边跨节段4的吊装 67

9.3.9边跨节段5的吊装 68

9.3.10 边跨节段6的吊装 69

9.4吊点设置与验算 70

9.4.1钢箱梁吊点设置 70

9.4.2吊装吊耳的验算 70

9.4.3钢丝绳验算 73

9.5钢箱梁焊接 73

9.5.1焊接概况 73

9.5.2 现场焊接主要工作内容 73

9.5.3钢箱梁出厂技术要求 74

9.6下部结构与施工 74

9.6.1基础施工 74

9.6.2桥墩、桥台施工 74

第十一章 BIM技术应用 75

11.1CATIA V5软件 75

11.2 模块化设计 75

11.3钢箱桥梁模型库 76

11.4钢桥拼接 79

11.5工程绘图 82

第十二章 主要结论与展望 87

12.1主要结论 87

12.2展望 87

参考文献 88

致谢 89

第一章 设计资料

1.1设计概况

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