摘 要

本次毕业设计来源于工程实践，为深圳至茂名铁路江门至茂名段的一段48 80 48m连续梁桥。该桥为有砟轨道预应力混凝土连续梁（双线），全长177.3m（含两侧梁端至边支座中心各0.65m）。该梁体为单箱单室、变高度、变截面结构；箱梁顶宽12.2m，直腹板。中支点处梁高6.4m，端部及跨中梁高3.8m。施工方法采用挂篮悬臂灌注法施工。

本次毕业设计的主要任务为对该连续梁的上部结构验算。根据给定的该连续梁上部结构的一般构造图、一般钢筋布置图、预应力束布置图、施工阶段示意图等，使用Midas软件较精确地模拟该连续梁桥的上部结构，布置预应力钢束，施加各种荷载工况并根据施工方式进行施工阶段的分析。模型运行通过后，需进行力学结果的输出，包括截面验算结果、内力及次内力标准值计算等。验算通过后进行设计计算书的编写以及CAD图纸的绘制。

关键词：连续梁桥；Midas 建模；挂篮施工；截面验算

Abstract

It is a superstructure design of a 48 80 48m continuous girder bridge for the railway from Shenzhen to Maoming. The project comes from the engineering practices.It is a prestressed concrete continuous box girder bridge with ballasted track(double line).It is 177.3m( including 0.75m of the end region of beam to the center of the bridge supports). The beam is a single box and single room, variable height, variable cross- section structure. It is 6.4m tall at the 2nd and 3rd piers. It is 3.8m tall at the end region of the beam. In continuous rigid bridge construction process, usually use hang- ing basket-situ cantil-ever construction method of symmetry.

According to the drawings, Midas modeling and updating is what I need to do. Based on the results of superstructure calculation, the main information is gained for the bridge. Design and analysis: loading combinations, section steel area calculating, earring capacity computation, section stress checking, deformation and crack width checking and so on. By default, the results are printed to standard output. And the author also drew a set of  chart  using AUTO CAD software. 

Key Words：Continuous girder bridge; Midas modeling; Hanging basket construction; Cross section calculation

目 录

摘 要 1

Abstract 2

目 录 1

第一章 绪论 1

1.1 桥梁认知 1

1.2看世界桥梁发展 1

1.3 桥梁大国 4

1.4 从桥梁事故到桥梁设计以及桥型选择 5

第二章 设计的基本资料 7

2.1 桥梁设计概况 7

2.1.1 适用范围 7

2.1.2 结构形式 7

2.2 桥梁设计荷载 9

2.2.1 恒载 9

2.2.2 活载 9

2.2.3 附加力和特殊荷载 9

2.2.4 荷载组合 10

2.2.5 预应力钢束布置及预应力损失 10

2.3 建筑材料及施工方案 10

第三章 建模分析 12

3.1 模型整体描述 12

3.2 建模要点 13

3.2.1 材料和截面的定义 13

3.2.2 定义节点、单元及边界条件 16

3.2.3 考虑收缩徐变 18

3.2.4 对静力荷载工况进行定义 19

3.2.5 预应力钢束布置 21

3.2.6 移动荷载 24

3.2.7 支座沉降 27

3.2.8 定义施工阶段 27

3.2.9 结构类型 29

3.3 分析控制定义 29

3.3.1 定义施工阶段分析控制 29

3.3.2 定义移动荷载分析控制 30

第四章 结合规范进行设计 31

4.1 定义荷载组合 31

4.2 定义PSC设计 32

4.2.1 定义PSC设计参数 32

4.2.2 定义PSC设计材料 33

4.2.3 定义PSC设计截面位置 33

4.2.4 定义PSC设计计算书输出内容 34

4.3 PSC设计结果 35

4.3.1 正截面抗弯强度验算 35

4.3.2 正截面抗裂验算 36

4.3.3 斜截面抗裂验算 37

4.3.4 混凝土压应力验算 37

4.3.5 预应力钢筋应力幅验算 39

4.3.6 混凝土剪应力验算 40

4.3.7 预应力钢筋应力验算 41

4.3.8 混凝土法向应力验算 42

第五章 内力结果分析 44

5.1 荷载的分类 44

5.2 恒载和主力组合 45

5.3 主力 附加力 49

5.4 收缩与徐变对二次内力的影响 51

5.5 预应力损失对二次内力的影响 52

5.6 温差应力对二次内力的影响 57

5.7 基础沉降对二次内力的影响 59

第六章 总结 61

参考文献 62

致 谢 64

第一章 绪论

随着经济的飞速发展，交通运输行业的进步也是有目共睹。特别是在铁路运输方面，发展十分迅速。尤其在交通运输压力日益增长的今天，铁路运输的作用和功能更加明显展现出来。所以铁路桥梁建设也越来越受到人们的重视，其中不但涉及到许多的工学和力学知识，在实际的工程建设中还要结合桥梁的实用性、耐久性、经济性和美观性等做综合方面的考虑，保证桥梁在能够满足承载运输压力的基础上，尽可能的节省建筑材料，从而实现建设的环保性和经济性。因此，对于现代的铁路桥梁建设，预应力混凝土桥梁结构愈来愈发被人们所应用，发挥着十分重要的作用。

1.1 桥梁认知

关于桥梁的认知，《鹖冠子·备知》中有提到：“山无径迹，泽无桥梁，不相往来”，其实从这我们可以认识到桥梁在沟通和跨越上的功能和作用。而对于桥梁较为官方的释义，则指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。而人类最早对于桥梁的利用，可能是恰好架在溪流上的一根树干抑或石块、藤萝。从古巴比伦的多跨木桥，到中国周朝的梁桥、木浮桥，到古罗马的浮船桥，再到古美索不达米亚地区的石拱桥，桥梁的发展在17世纪以前一直处于一种十分缓慢的状态，分类方式基本也只有木桥、石桥之说。其中比较有名的，有中国的赵州桥，西班牙的阿尔乔，意大利的巴萨诺桥，日本的锦带桥等。

1.2看世界桥梁发展

18世纪以来，近代工业的发展、水泥材料的发明以及人们在静力学、材料力学、结构力学等理论知识上的进步，桥梁的发展也有了质的提升。世界桥梁的发展也不断飞速变化着，多种多样的桥型，趋于向着大跨径、高强材料、轻型结构上发展。下面我们就从一些典型的例子来简单了解一下世界桥梁的发展概况。

图1-1 布鲁克林大桥