摘 要

这次毕业设计通过使用Midas软件进行建模，并进行部分验算，桥墩等下部结构进行手动计算。通过对桥梁知识的学习，选择桥型、桥位布置已经结构尺寸等内容。

本毕业设计包含三个方面的内容：上部结构设计，下部结构设计和施工图绘制。其中：上部结构设计部分：上部结构设计时首先是根据规范拟定主梁的结构尺寸，用Midas 建模。然后进行主梁内力计算，并进行荷载效应组合，在活载内力计算时横向分布系数选用刚性横梁法计算。根据荷载效应组合结果进行主梁配筋设计，初步配筋以后还要进行反复调束，直至各施工阶段和成桥阶段满足梁的基本内力和位移要求，然后再进行预应力损失计算和预应力损失组合。最后进行截面强度验算、截面应力验算、刚度验算等（由于本设计中没有考虑普通钢筋和竖向、横向预应力束，因此不进行抗裂验算）。经过验算，本设计的箱梁尺寸及配筋设计合理。

关键词：简支转连续、强度验算、CAD图纸绘制

Abstract

The graduation design is modeled by using Midas software, and a part of the calculation is carried out. The bridge pier and other substructures are manually calculated. Through the learning of the bridge knowledge, the bridge type is chosen, the layout of the bridge position has been structured and so on.

This graduation design contains three aspects: superstructure design, substructure design and construction drawing. The upper structure design part: the upper structure design is first designed according to the specification of the main beam structure size, modeling with Midas. Then, the internal force calculation of the main beam is carried out, and the load effect combination is carried out, and the internal force is carried out in the live load. The transverse distribution coefficient is calculated by the rigid beam method. According to the combination of load effect, the reinforcement design of the main beam is carried out. After the initial reinforcement, the beam should be adjusted repeatedly until the basic internal forces and displacement requirements of the beam are satisfied at the construction stage and the bridge stage, and then the pre stress loss is calculated and preloaded. Stress loss combination. Finally, the section strength check, section stress check, stiffness check, etc. (the design does not consider the ordinary steel bar and vertical, transverse prestress bundle, so do not carry out crack check calculation. After checking calculation, the design of box girder size and reinforcement design is reasonable.

Key words: simple support and continuous conversion；strength checking calculation； CAD drawing drawing

目 录

第1章 绪论 1

1.1 预应力混凝土连续梁桥的发展概述 1

1.2 选题设计思想及意义 2

第2章 桥型方案比选 3

2.1 桥位条件及人文环境 3

2.2 主要标准 3

2.3 设计方案 3

2.4 方案比选 3

第3章 设计资料与构造布置 5

3.1设计资料 5

3.1.1 桥面跨径及宽度 5

3.1.2 技术标准 5

3.1.3 主要材料 5

3.1.4 施工方法 5

3.2 上部结构截面布置 6

3.3 下部结构布置 6

3.3.1 桥墩拟定 6

3.3.2 桥台拟定 7

3.3.3 桩基础拟定 7

第4章 建模 8

4.1 模型简化 8

4.2 参数说明 8

4.2.1 混凝土参数 8

4.2.2 钢筋参数 9

4.2.3 荷载参数 9

4.2.4 支座设置 9

4.2.5 施工阶段划分 9

第5章 桥梁结构内力计算 10

5.1 恒载内力 10

5.2 活载内力 12

第6章 预应力钢束设计及预应力损失计算 15

6.1 预应力钢束设计 15

6.1.1 纵向预应力筋的估算原理 15

6.1.2 主要使用公式 15

6.1.3 预应力筋的布置 18

6.2 预应力损失的计算 18

6.2.1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦 18

6.2.2 锚具变形、钢筋回缩及接缝压缩 19

6.2.3 预应力钢筋与台座之间的温差 19

6.2.4 混凝土的弹性压缩 19

6.2.5 预应力钢筋的应力松弛 20

6.2.6 混凝土的收缩和徐变 20

6.2.7 预应力损失计算结果 20

第7章 次内力计算及内力组合 25

7.1 温度次内力 25

7.1.1 计算规范 25

7.1.2 温度计算结果 25

7.2 地基沉降次内力 27

7.3 预应力次内力 29

7.4 收缩次内力 31

7.5 徐变次内力 32

7.6 内力组合 34

7.6.1 承载能力极限状态组合 34

7.6.2 正常使用极限状态组合 36

第8章 主要截面验算 39

8.1 承载能力极限状态截面验算 39

8.1.1 使用阶段正截面抗弯 39

8.2 正常使用极限状态截面验算 42

8.2.1 使用阶段正截面抗裂验算 42

8.2.2 使用阶段斜截面抗裂验算 43

8.3 持久状况和短暂状况构件应力验算 44

8.3.1 使用阶段正截面压应力验算 44

8.3.2 使用阶段斜截面主压应力验算 45

8.3.3 施工阶段法向压应力验算 47

8.3.4 受拉区钢筋的拉应力验算 49

第9章 锚下局部承压验算 52

9.1 局部受压区的截面尺寸验算 52

9.2 局部抗压承载力验算 52

第10章 行车道板计算 54

10.1 中间单向板计算 54

10.1.1 恒载的计算 54

10.1.2 活载内力 54

10.2 悬臂板计算 58

10.2.1 恒载内力 58

10.2.2 活载内力 59

10.3 桥面板配筋 60

10.3.1 支点处配筋 60

10.3.2 跨中处配筋 61

10.3.3 抗剪验算 62

第11章 桥墩计算 63

11.1 荷载计算 64

11.1.1 轴向恒载计算 64

11.1.2 活载计算 64

11.2 截面配筋 64

第12章 钻孔灌注桩计算 65

12.1 荷载计算 67

12.2 桩长计算 67

12.3 桩基内力计算 68

12.3.1 基本假定 68

12.3.2 内力计算 69

12.4 截面配筋计算 71

12.4.1 墩顶纵向水平位移验算 73

参考文献 74

致谢 76

绪论

预应力混凝土连续梁桥的发展概述

随着我国经济实力的不断增强和交通事业的蓬勃发展，我国的桥梁建设事设方兴未艾，推动了桥梁施工技术的创新与发展，其中出现了一种新型的桥梁结构—先简支后结构连续梁桥，它兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点，同时又克服了两者的缺点，所以对先简支后结构连续的研究和探讨有重要意义。

虽然该结构体系近几年才出现在大众视线里，但该施工方法在我国已经得到了广泛使用，建造了许多优秀的桥梁，像京沈高速公路潮白河大桥（20米空心板梁）、福宁高速公路八尺门海湾特大桥（50米T梁）、敦延一级公路长新高架桥引桥（40米T梁）都是采用此方法建成的简支转连续梁桥。在我国科研人员的研究下，简支变连续施工方法的应用面也在不断扩大，不仅适用于早期的连续桥面、普通钢筋结构的连续，还使用于钢-混凝土组合连续梁桥等新型技术。

尽管目前国内对简支转连续结构体系的研究已广泛发展，但仍存在几个主要问题：①我国由于简支转连续施工方法的研究起步较晚，所以缺乏相应的规范及参考资料，预制构件的设计仍根据规范上简支梁和连续梁的相关规范进行，没有将简支变连续结构体系的结构特点和受力规律考虑在内，存在一定的误差。②我国研究人员在简支变连续结构体系的施工工艺上存在较大的分歧，对后连续端部的浇筑顺序，后连续预应力的张拉顺序以及后连续端部的浇筑方式缺乏统一的认识。③在后连续端部的配筋方式和配筋量上没有统一的规定，因而导致端部配筋的设计种类繁多，且带有一定的主观随意性。以上的主要问题都是由于我国对简支转连续结构体系的研究不够深入从而引发的，所以探讨新型连续桥梁的几何特征、概念设计、分析与建造迫在眉睫。

在国外，无论是美洲地区和欧洲地区，又或是我们的邻国日本、韩国等亚洲国家，他们采用先简支后连续施工方法建造连续梁已经颇有建树。早在20世纪60年代就已经有了对预制梁通过现浇面板和连续横隔板连续方法的研究，在1993年，随着内布家斯加林肯市第十街高架桥工程的问世，简支变连续的施工方法正式走进大众视野，该桥梁为预应力混凝土连续梁桥，后连续工艺利用了内布拉斯加大学研究的一种新型后连续工艺，从此，各种对简支转连续的研究成果让了人们对传统桥梁施工有了新的观念。而且国外对于该工艺的研究不仅包括连续与后连续端部的力学特性，还包括后连续端部的正负弯矩筋的配设和混凝土的收缩徐变对线简支后连续结构体系的影响上。

可以看出，国内的研究深度与国外还是有一定的差距，随着先简支后连续体系在交通建设中大量应用，高速公路的迅速发展也提供了良好的应用环境。理解“线简支后连续结构体系”的原理、掌握“结构体系转换施工”方法对于保证预应力混凝土结构的承载力和桥梁结构体系的安全与稳定有重要意义。

选题设计思想及意义

本次毕业设计以灵璧县新汴河城区段建设南路为背景，新汴河是淮北平原上人工平地开挖的河道，是总结淮北地区治水经验而提出的，治理思路是通过洪涝分排、高水高排的方法，达到改造濉河，漴潼河两大水系的目的。新汴河河属淮河流域，新汴河位于宿县中部，距宿城北5华里，是宿县境内最大的人工河，全长135.8公里，河底宽90～115米，河深4～5米，堤距350～560米，堤高4～5米，堤顶宽10～50米，河口宽150～200米，集水面积为6467平方公里。新汴河使濉河、沱河的排涝能力提高到原标准的3.7倍和5.3倍。平均每年减少受涝面积20万亩。宿县段设计和灌溉面为20万亩。每年供应城镇民间用水约1亿立方米。该桥梁是连续梁桥，为超静定结构，对其的计算量过大且很难保证准确性和精确性，所以采用迈达斯软件，即Midas Civil软件进行桥梁模型的建立在来运算，解决问题以保证我们的计算效率和准度，施工方面结合其地形情况及现场设备的考虑，采用落地支架逐跨现浇的方法施工。作为工科学院的学生，做好毕业设计可以使学生的土木工程基础理论知识与专业知识得到系统的延伸和巩固，从实践、计算、绘图甚至外文阅读等各个方面得到加强，学会用自己的思维去这分析问题，解决问题，从理论进步到实践才是我们工科学生最大的收获。

桥型方案比选

桥位条件及人文环境

桥位区位于淮北平原东部新汴河流域，地势平坦，地貌单元属淮河冲积平原，地形较为平坦。桥主墩及引桥段均位于位于新汴河两侧滩地。滩地高程一般在20.3～21.0m，河床高程一般16.0～17.0m左右，河床最深处15.30m。

本桥位于安徽省灵璧县南，跨新汴河，属暖温带半湿润季风气候区，主要特点是气候温和，四季分明，雨热同季，光照充足，降雨适中，但往往因为降水集中，易造成洪涝灾害。旱涝灾害对本区农业影响最大。属亚热带湿润性季风气候，气候温和，四季分明，雨热同季，无霜期长。年无霜期平均为201至210天。历年平均气温14日极端最高气温40℃，最低极端气温-20℃。

主要标准

桥梁的设计需要秉承着保证安全性、适用性、耐久性、经济性几大原则的前提下，要考虑也桥梁建造的可行性和环保性，可行性大部分取决于地形地貌，故一方面要考虑设计合理性，另一方面也要重视施工可行性，而环保成为现如今社会的热点问题，我们也必须尽量在修建过程少破坏自然地形。通过在经济、适用、环保等方面综合考虑，我们才能确定最佳的施工方案。

2.3设计方案

方案一：30 45 30m预应力混凝土等截面先简支后结构连续小箱梁桥，全长105m；

方案二：3×35m预应力混凝土先简支后结构连续T梁桥，全长105m；

方案三：3×35m预应力混凝土变截面先简支后连续箱梁桥，全长105m。

2.4方案比选

通过工艺技术要求、结构特点及用料工期的综合对比，为了降低材料指标和方便施工架设，同时考虑到对施工进度的要求，等截面的桥梁虽然施工难度较小，但是为了减轻自重，此方案采用3×35m预应力混凝土变截面先简支后连续箱梁桥。

设计资料与构造布置

3.1设计资料

桥面跨径及宽度

（1）标准跨径：335m

（2）计算跨径：34m

（3） 桥面宽度： 3.0m（人行道） 0.5m（路缘带） 7.5m(行车道) 0.5m(中间带) 7.5m(行车道) 0.5m（路缘带） 3.0m（人行道），主桥全宽22.5米。

技术标准

（1）汽车荷载：城—A级

（2）人群荷载：2.5kN/m²

（3）地震烈度：桥位处地震动加速度峰值为0.10g，相当于基本烈度Ⅶ度

（4）横坡：双向2%

（5）纵坡：桥面纵坡3%

（6）桥梁安全等级为一级

主要材料

（1）混凝土主梁：C50混凝土；

（2）桥墩墩身、桥台台帽、耳背墙：C40混凝土；

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