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摘 要

本设计为“525m预应力混凝土连续梁桥设计与计算”，单向行驶双车道，横向布置为：0.5m（护栏） 7m（机动车道） 0.5m（护栏）。设计时先依据任务书要求和相关规范进行桥梁总体布置及结构尺寸的拟定，其次用Midas有限元软件进行结构分析，根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型，然后进行内力分析，计算配筋结果并选用布置方法，最后通过Midas有限元软件对主梁进行施工阶段分析及相关截面验算。同时必须要考虑混凝土收缩徐变、温度荷载和支座沉降等因素的影响，并利用CAD软件进行辅助计算，验算通过后绘制该桥桥梁布置图、桥跨结构一般构造图以及预应力钢筋布置图等。

本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计。设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸的拟定、桥梁荷载内力计算、桥梁预应力钢筋的估算与布置、桥梁预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算以及主梁截面应力验算。

关键词：预应力混凝土连续梁桥 设计 内力计算 截面验算

Design and calculation of 525m prestressed concrete continuous beam bridge

Abstract

The design title is “Design and calculation of 525m prestressed concrete continuous beam bridge with one-way two lanes. The horizontal layout is: 0.5m (guard rail) 7m (motor vehicle lane) 0.5m (guard rail) = 8m. During the design, the general layout and structural dimension of the bridge shall be drawn up according to the requirements of the task specification and relevant specifications. Secondly, the structural analysis shall be carried out with Midas finite element software. The basic model of the bridge shall be established according to the size of the bridge. Then the internal force analysis shall be carried out, the reinforcement results shall be calculated and the layout method shall be selected. Finally, the construction stage analysis and relevant sections of the main beam shall be carried out with Midas finite element software Face to face checking. At the same time, the influence of concrete shrinkage and creep, temperature load, bearing settlement and other factors must be considered, and CAD software should be used for auxiliary calculation. After the checking calculation, the layout of the bridge, the general structural drawing of the bridge span structure and the layout of prestressed reinforcement should be drawn.

This design is mainly the superstructure design of prestressed concrete continuous beam bridge. In the design, the general layout and structural size of the bridge, the internal force calculation of the bridge load, the estimation and layout of the prestressed reinforcement of the bridge, the check calculation of the prestress loss and stress of the bridge, the check calculation of the secondary internal force, the check calculation of the internal force combination and the check calculation of the section stress of the main beam are mainly carried out.

Keywords：prestressed concrete continuous beam bridge；Design；Internal force calculation；

Section checking

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

第二章 设计资料 2

2.1 工程概况 2

2.2 设计基本资料 2

2.2.1 主要技术标准 2

2.2.2 主要材料 2

2.2.3 设计荷载 3

2.2.4 桥面铺装 3

2.2.5 温度作用 3

2.2.6 支座沉降 3

2.2.7 施工方法 3

2.2.8 设计规范 4

第三章 结构设计 5

3.1 桥型布置 5

3.2 截面形式及截面尺寸的拟定 5

3.2.1 截面形式 5

3.2.2 梁高拟定 5

3.2.3 细部尺寸 5

3.2.4 横截面构造图 6

第四章 结构有限元建模 8

4.1 定义材料截面 8

4.1.1 定义材料 8

4.1.2 定义截面 8

4.2 建立节点、单元 9

4.3 边界条件 10

4.4 支座沉降 10

4.5 添加荷载 11

4.5.1 定义静力荷载工况 11

4.5.2 恒载输入 11

4.5.3 横梁自重 12

4.5.4 移动荷载 12

4.5.5 温度荷载 14

4.5.6 荷载组合说明 15

4.6 施工过程 16

第五章 主梁内力计算结果 18

5.1 恒载内力计算 18

5.1.1 自重 18

5.1.2 二期恒载 23

5.2 活载内力计算 28

5.2.1 移动荷载 28

5.3 次内力计算 38

5.3.1 温度荷载 38

5.3.2 支座沉降内力 42

5.4 作用效应组合 43

5.4.1 作用基本组合 43

5.4.2 作用频遇组合 49

5.4.3 作用准永久组合 55

第六章 预应力钢筋计算 60

6.1 预应力钢筋的估算 60

6.2 预应力钢筋布置 61

6.2.1 预应力钢筋布置原则 61

6.2.2 钢束特性值 62

6.2.3 横断面布置 63

6.2.4 立面及平面布置 63

6.3 预应力损失计算 63

6.3.1 控制应力 64

6.3.2 各项预应力损失及计算原则 64

6.3.3 有效预应力 64

6.3.4 钢束预应力损失 65

第七章 主梁截面验算(PSC设计) 66

7.1 持久状况承载能力验算 66

7.1.1 正截面承载力验算 66

7.1.2 斜截面承载力验算 67

7.2 应力验算 69

7.2.1 短暂状况正截面压应力验算 69

7.2.2 持久状况正截面压应力验算 71

7.2.3 持久状况斜截面主压应力验算 72

7.2.4 受拉区钢筋的拉应力验算 72

7.3 抗裂性验算 73

7.3.1 频遇作用组合正截面抗裂验算 73

7.3.2 频遇作用组合斜截面抗裂验算 75

参考文献 76

致谢 77

附录 78

附表1 短暂状况正截面压应力验算数据表 78

附表2 特征截面频遇作用组合正截面抗裂验算表格 90

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