摘 要

此次设计是对吉林湾连岛工程主桥进行设计。综合各种因素，对主桥墩的桥型进行对比选择，最终确定为预应力混凝土连续梁桥。

主桥的桥型为45 80 45m的连续梁桥。采用变截面连续梁桥，适应梁结构内力的变化。桥梁分为左右两幅，每幅宽17m，梁的截面选用单箱单室的箱形截面，底板宽9m。对于预应力钢筋的布置，这里仅仅设计了纵向预应力钢筋，横向和竖向预应力钢筋暂时不参与设计。

桥梁采用悬臂施工的方法，对称施工，总共十个施工块，先对墩出零号块进行施工，然后完成所有块的施工，最后是边跨、中跨的合龙，完成施工。

本设计上部结构采用的是电算，运用Midas Civil软件对结构进行验算。根据设计的截面尺寸，建立模型、进行内力分析、预应力的估算以及预应力钢束的布置、截面的验算。下部结构为桥墩和桩基，采用手算方式进行，桥墩主要是进行柱的偏心受压验算。

CAD图纸的绘制，包括桥型图、构造图、钢束图、构造筋、桥墩图、钻孔桩共28张图纸。

关键词：Midas Civil、Auto CAD、预应力混凝土、连续梁、墩、桩基。

Abstract

The design is for the main bridge of the island of jilin. Combining various factors, the bridge model of the main bridge pier is selected, and the continuous girder bridge of prestressed concrete is determined.

The bridge of the main bridge is 45 80 45m continuous girder bridge. The change of the internal force of the beam structure is applied to the continuous beam bridge. The bridge is divided into two sections, each width of 17m, and the section of the beam is selected by the box section of a single box. For the arrangement of prestressed reinforcement, the longitudinal prestressed bar is designed, and the horizontal and vertical bars are not designed.

Bridge cantilever construction method is adopted, symmetrical cantilever construction, a total of ten construction piece, to block out the first zero block construction, and then complete all block construction, finally the side span and midspan closure, complete the construction.

The upper structure of this design is an electric calculation, and the structure is checked by Midas Civil software. According to the sectional dimension of the design, the calculation of the model, the internal force analysis, the prestressing, and the layout of the prestressed steel beam and the examination of the cross section are obtained. The lower structure is the bridge pier and pile foundation, and the method of manual calculation is carried out, and the pier is mainly the eccentric compression of the column.

The design of all relevant design drawing with Auto CAD drawing, including the bridge diagram, structure diagram, figure, structural reinforcement steel beam, pier figure, borehole pile is a total of 28 drawing.

Keywords: Midas Civil, Auto CAD, prestressed concrete, continuous beam, pier, pile foundation.

目 录

第一章 绪论 7

1.1、概述 7

第二章 设计的基本资料 9

2.1、地形地貌 9

2.2、地层岩性 9

2.3、桥区水文地质条件及水土的腐蚀性评价 10

2.4、桥址工程地质条件评价 10

2.5、结论与建议 10

第三章 桥梁的方案设计 11

3.1、桥型布置图 11

3.2、设计标准与规范 11

3.3、主要技术指标 11

3.4、主要材料 12

3.5、结构尺寸设计 12

第四章 Midas Civil建模 16

4.1、设置操作环境 16

4.2、定义材料 17

4.3、时间依存材料的定义 18

4.4、截面的定义 20

4.5、建立节点 22

4.6、建立单元 23

4.7、组的定义 24

4.8、定义边界条件 26

4.9、定义静力荷载 27

4.10、定义移动荷载工况 29

4.11、定义施工阶段 32

第五章 模型分析 34

5.1、荷载组合 34

5.2、自重、二期恒载作用下内力 34

5.3、移动荷载作用下梁单元内力图 38

第六章 预应力钢束的布置 41

6.1、预应力钢束的估算 41

6.2、预应力钢束的布置 44

第七章 预应力损失估算 49

7.1、预应力损失 49

7.2、应力损失计算 49

7.3、预应力损失计算结果 52

第八章 Psc设计结果分析 57

8.1、使用阶段正截面抗弯验算 57

8.2、使用阶段正截面压应力验算 60

8.3、使用阶段斜截面主压应力验算 61

8.4、使用阶段正截面抗裂验算 63

8.5、使用阶段斜截面抗裂验算 64

8.6、施工阶段法向拉压应力验算 66

第九章 桥墩的设计与计算 70

9.1、桥墩的尺寸 70

9.2、内力计算 71

9.3、配筋计算 71

第十章 桩基的设计计算 74

10.1、桩径桩长的初步拟定 74

10.2、桩基的平面布置 74

10.3、桩基础的内力计算 76

10.4、桩基础的内力验算 79

10.5、桩基础配筋计算 80

第一章 绪论

1.1、概述

吉林湾连岛工程，主要是致力于受海域因素制约的海岛经济的发展，这一连岛工程的建立，极大的提高了吉林湾海域的经济发展。另一方面，跨海工程对于工程项目的建设也是一大突破，对设计施工都有较大的要求，通常会伴随这新的技术的生成，极大地促进了行业的发展。因此吉林湾连岛工程对于社会经济的发展以及工程技术发展都有一定的推动。

梁式桥是一种主要承受竖向荷载的工程结构，并且不会产生水平力的作用，结构受力时候，其力作用方向与结构的支撑方向大致一样，垂直于梁的纵向，主梁因此便是主要承受荷载的部位，主要受弯矩作用。结构为大跨度桥梁时候，通常是对预应力混凝土连续桥进行比选。

预应力混凝土连续梁桥近代随着科学技术的发展而发展起来的一种结构，这种结构的优点为：受力时的性能好、承受荷载时变形小、伸缩缝少、外形美观、后期保养容易。之后大跨度预应力连续梁桥的发展在一定的程度上是伴随着悬臂施工的方法而发展的。预应力混凝土技术得以创新发展的三个条件主要是：一、高性能混凝土的采用。预应力混凝土的高强轻质材料特性可以有效的减少构件的截面尺寸，从而就可以大大减少了结构的自重。另一方面，较好的饿耐久性以及较高的弹性模量也是预应力混凝土的一大特征。二、高强、低松弛和耐腐蚀是现代预应力钢材打的发展趋势。在预应力筋中，钢绞线的使用占有绝对的优势，而且这种优势将越来越大，钢绞线将成为预应力钢材的主流。三、张拉锚固体系的高效运行。经过不断地发展。以夹片锚的群锚体系使得预应力施加方便，安全可靠，张拉力最大可以达到千吨以上，锚具效率系数更高。预应力产品标准化、系列化，品种齐全，可以满足各种不同的需求。

未来的桥梁工程要求有高强、轻质、抗震、耐久等性能，预应力混凝土材料是最合适的选择。一方面预应力混凝土结构耐久性好，需要很少的维修，加上大量轻质材料的采用，抗震性因此得到较大提高。另一方面，混凝土材料丰富，价格较低，预应力钢材用量也很省。因此，预应力技术的应用使得预应力混凝土桥梁是当前世界上最重要、最具有发展潜力的结构之一。

作为桥梁结构中常被使用的一种结构，连续梁桥，其桥型大致可以分为：等截面、变截面、连续钢构梁桥等。变截面连续梁桥的主梁高度沿桥梁纵向变化的。在现今的公路桥梁中，变截面连续梁桥通常是第一选择，其主要的优点以下：结构的主要弯矩为，跨中截面的正弯矩和支座出的负弯矩，支座出的负弯矩较大，跨中截面出的正弯矩较小。变截面的形式适应结构的内力变化，不仅节省了材料用量，而且大大的减少了结构的自重。另外，悬臂法施工是大跨度桥梁的主要施工方式，变截面的这种形式也为悬臂施工提供了方便。截面变化规律与施工内力状态比较吻合。最后，施工方法为预制装配施工，截面变化由梁的内力决定。总之，变截面连续梁桥是一种比较经济实用的桥型方案。

总结起来，采用变截面预应力混凝土的主要情况有：1.当连续梁主跨的跨径比较大时，从经济以及施工方便的方面考虑，截面的变化与结构内力的变化规律基本一致，采用变截面布置。2.其内力的变化适用于悬臂法施工，为施工提供了较大的简便。3一般是采用不等跨布置。4.变截面布置外形美观，节省原材，受力合理。

悬臂施工法是一种适用于大跨度桥梁的施工方法，其施工的顺序为，先是中墩支座的施工，然后是悬臂阶段的施工，每一个阶段伴随着相应的预应力钢筋张拉，最后是边中跨合龙，完成连休梁桥的施工。其特点是，不需要大型的支架，而且不受桥下地形的影响，也不受水文以及交通的影响。由于各个桥墩相互独立，在施工过程中互不影响，大大缩短了施工工期。另外，桥梁结构饿恒载内里状态是与采用的施工方法息息相关的，对于大跨度桥梁在计算阶段就必须确定施工方法，并进行相关的施工计算，做到设计与施工相结合。

在桥梁的设计过程中，需要结合从方案性能、工程数量、材料用量、工程造价、投资来源、美学特点、施工难易程度和施工力量等方面，综合分析各个方面的因素，初步订定最为适合的桥型方案。然后建立模型对，对各个阶段截面进行验算，包括下部结构的设计与验算。

第二章 设计的基本资料

2.1、地形地貌

吉林湾位于我国东北部，属于渤海范围之类。其地形平缓，呈现自海湾西南部想东北方向倾斜，水深变化不大，死刑平坦。各种海洋动力以及周边的河流的作用还有泥沙的长期作用，才形成的这类地貌，其形态不不算复杂，主要是一堆积地貌，包括堆积平原以及河口三角洲等。

2.2、地层岩性

根据本工程地质勘探报告，桥址区主要土层。

（1）浅黄色的亚粘土，中间夹杂着铁锰质的锈斑湿，状态呈软塑状态，还有部分灰色耕植土。

（2）深灰色的淤泥质亚粘土，，含有大量的有机质，其间分布着少量的黏土，状态呈流～软塑状态，。

（3）褐黄色的亚粘土，富含着铁锰质结核，结构呈现厚层状构造，其状态为可塑～硬塑，叫湿，并且夹杂着少量的黏土。

（4）褐黄色的亚粘土，状态为偏湿，软塑，含较多的粉砂质，以及少量的亚砂土薄层。

（5）灰绿色的砂土，状态为稍湿，可塑，局部含有少量的铁锰结核。

（6）浅灰的亚粘土，局部呈现深灰色，状态偏湿，可塑，含有较多的粉砂质，局部分布着亚砂土以及夹杂着少量的螺壳。