摘 要

本设计根据设计任务书中所给的设计资料，对桥梁设计展开了研究，具体包括以下四个方面的内容：

（1）根据所给地形地貌资料，提出三个可供选择的方案：预应力混凝土连续刚构桥、中承式连续钢管拱桥和独塔斜拉桥。通过方案比选后，本设计采用预应力混凝土连续刚构桥。

（2）进行截面设计及尺寸拟定：主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁结构，梁高按二次抛物线变化；桥墩釆用墩梁固结的双肢薄壁墩。

（3）用于计算的内力组合结果由MIDAS电算软件计算而得，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束。竖向预应力筋以及箍筋根据使用阶段正截面抗弯验算和使用阶段斜截面抗剪验算结果布置。

（4）在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算。如不符合要求则应对截面尺寸和钢筋的布置进行调整直到合格。

本设计对桥梁扭转计算，风荷载，地震影响，以及结构动力特性没有考虑。

关键词：方案比选；预应力混凝土连续刚构桥；单箱单室截面；双肢薄壁墩；结构计算。

Abstract

According to the design data given in the design specification， the design of the bridge is studied， including the following four aspects:

(1) According to the landform data， three alternative schemes are proposed: prestressed concrete continuous rigid frame bridge， through type continuous steel tube arch bridge and single tower cable-stayed bridge. After scheme comparison， this design adopts prestressed concrete continuous rigid frame bridge.

(2) Section design and size determination: the main beam adopts single box and single chamber prestressed concrete box girder structure， and the beam height changes according to the secondary parabola; the pier adopts double limb thin-walled pier consolidated by pier beam.

(3) The results of internal force combination for calculation are calculated by Midas software， so as to estimate the number of longitudinal prestressing tendons， and then arrange the prestressing tendons. The vertical prestressed reinforcement and stirrup shall be arranged according to the results of the bending check calculation of the normal section and the shear check calculation of the inclined section in the use stage.

(4) In the checking calculation of serviceability limit state， it includes the checking calculation of normal stress of concrete， the checking calculation of tensile stress in prestressed reinforcement and the main stress calculation of section. If it does not meet the requirements， the section size and reinforcement arrangement shall be adjusted until it is qualified.

The design does not consider the calculation of bridge torsion， wind load， earthquake impact， and structural dynamic characteristics.

Key words: Scheme comparison; prestressed concrete continuous rigid frame bridge; single box single chamber section; double limb thin-walled pier; structural calculation.

目 录

1绪论 1

2设计资料与方案比选 2

2.1设计资料与技术标准 2

2.1.1桥址概述 2

2.1.2路线资料 2

2.1.3桥址处纵断面地形 2

2.1.4桥位平面图 2

2.1.5地址资料 3

2.1.6水文资料 3

2.1.7气象资料 4

2.1.8技术标准 4

2.2方案设计 4

2.2.1预应力混凝土连续刚构桥 4

2.2.2三跨连续中承式钢管混凝土拱桥 5

2.2.3 独塔双索面斜拉桥 7

2.3方案比较及最优方案的选定 9

3尺寸拟定与设计 11

3.1上部结构构造设计 11

3.1.1主梁构造尺寸拟定的原则 11

3.1.2主桥主梁主要构造尺寸 11

3.1.3桥面铺装 12

3.2下部结构构造设计 12

3.2.1 1、2号墩构造(桥墩从左往右依次编号为1，2) 12

3.2.2 桥台设计 14

4结构计算 15

4.1创建模型 15

4.1.1结构材料 15

4.1.2定义材料、节点和单元 15

4.1.3截面 19

4.1.4变截面 21

4.1.5修改截面及变截面组 23

4.1.6添加时间依存材料 23

4.1.7定义静力荷载工况 27

4.1.8计算模型 28

4.2内力计算 28

4.2.1全桥施工阶段信息 28

4.2.2恒载内力计算 34

4.2.3活载内力计算 37

4.2.4使用阶段荷载组合 42

5结构配筋 48

5.1主桥配筋 48

5.1.1配筋估算 48

5.1.2预应力钢筋使用的材料 48

5.1.3主要计算公式 49

5.1.4预应力钢束的布置 52

5.1.5钢筋布置结果 52

6持久状况承载能力极限状态验算 54

6.1 截面受压区高度 54

6.2正截面抗弯承载能力验算 54

6.3 斜截面抗剪承载能力的验算 57

6.4 支反力的计算 59

7持久状况正常使用极限状态验算的结果 60

7.1结构正截面抗裂验算 60

7.2 结构斜截面抗裂的验算 61

8持久状况构件应力验算的结果 63

8.1 正截面混凝土法向压应力的验算 63

8.2 正截面受拉区钢筋拉应力的验算 64

8.3 斜截面混凝土的主压应力验算 67

9短暂状况构件应力验算的结果 69

9.1 短暂状况构件应力的验算 69

10设计感想与收获 72

参考文献 73

致谢 75

1绪论

本文结合设计规范以及经验，对此跨河、山谷桥展开设计，通过方案比选后，采用预应力混凝土连续刚构桥。

通过本次毕业设计，我深刻认识到各种桥梁形式的构造特点，施工方法等。在施工图设计过程中掌握了连续刚构桥桥的桥跨布置、上下部结构形式的选择和结构设计计算方法，深化了所学结构理论和桥梁知识，将理论和实际合理联系起来，为今后的学习和工作打下基础，对我个人来说具有十分重要的意义。

2设计资料与方案比选

根据设计任务书给出的设计资料，初步确定三种桥型方案。

2.1设计资料与技术标准

2.1.1桥址概述

拟建大桥位于重庆市奉节县草堂镇七里村境内，呈255°走向展布。本桥跨越蔡家包东侧一条近南北走向的溪沟，有渝巴(重庆～巴东)公路，在桥址北侧约1.5公里隔石马河西岸通过，与其相接的村级简易路在桥址中部溪沟沟床横穿而过，交通相对较为方便。

2.1.2路线资料

桥梁段线形设计时简化为直线设计。

桥梁起点桩号为K54 760.000，中点桩号为K54 921.000，终点桩号为K55 082.00。

2.1.3桥址处纵断面地形

桥址处纵断面地形详图见下图：