摘 要

本设计是根据毕业设计任务书的具体要求和相关的设计规范规定，对金尚路高架桥第一联箱梁进行顶升改造设计，通过顶升、旋转、加铺混凝土调平层、减载等措施实现改造目标。

运用有限元软件Midas对金尚路高架桥进行有限元建模分析，包括改造前原桥的结构计算分析，顶升后加铺调平层的结构计算分析，箱梁加固后的结构进行计算分析，主要验算改造后的结构能否满足规范的要求，并对加固设计的预应力钢束进行调整，使得结构受力符合规范。对桥梁进行下部结构改造设计，包括顶升后的支座调整，墩柱加高的设计以及0号桥台改造桥墩的设计，并对改造后的桥墩作出分析验算。

本设计全部设计图纸采用计算机辅助软件CAD设计绘制，计算机软件编档、排版，打印出图及设计说明书。

关键词：Midas、预应力混凝土、箱梁顶升、加固设计、墩台

Abstract

This design is based on the specific requirements of the graduation design task book and the relevant design specifications. The design of the top lift of the first box girder of the viaduct of Jin Shang road is designed, and the reform targets are achieved through the measures of lifting, rotating, adding concrete leveling layer and load reducing.

The finite element software Midas is used to analyze the finite element modeling of the viaduct of Jin Shang Road, including the structural calculation and analysis of the original bridge before the transformation, the structural calculation and analysis of the leveling layer after the top rise, and the calculation and analysis of the structure after the reinforcement of the box girder. The stress steel bundle is adjusted to make the structural stress conform to the specification. The design of the substructure of the bridge is designed, including the adjustment of the support after the lifting, the height of the pier column and the design of the pier of No. 0 abutment, and the analysis and calculation of the pier after the transformation.

All the design drawings of the design are designed and drawn by computer aided software CAD, computer software is compiled and typed, and the drawings and design instructions are printed.

Key words: Midas, prestressed concrete, box girder jacking, reinforcement design, pier and abutment

目录

第一章 绪论 1

第二章 桥梁现状 2

2.1 原桥基本情况 2

2.2 新建、改造主线桥 2

2.3 第一联箱梁顶升改造方案 4

第三章 顶升前桥梁结构计算分析 6

3.1 结构基本情况 6

3.1.1 结构描述 6

3.1.2 桥梁荷载 7

3.1.3桥梁采用材料 7

3.2计算模型 8

3.2.1计算单元划分 8

3.2.2静力荷载工况 10

3.2.3移动荷载工况 11

3.2.4支座沉降荷载工况 11

3.2.5荷载工况名称 11

3.2.6荷载组合 12

3.3预应力钢束损失计算 15

3.4改造前结构持久状况承载能力极限状态验算 19

3.4.1持久状况承载能力极限状态验算 19

3.4.2 正截面抗弯承载能力验算 20

3.4.3 斜截面抗剪承载能力验算 23

3.5持久状况构件应力验算 25

3.5.1使用阶段正截面压应力验算 25

3.5.2使用阶段斜截面主压应力验算 27

3.5.3预应力钢筋最大拉应力验算 28

表3.17 受拉区预应力钢筋的拉应力验算表 29

3.6持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 29

3.6.1结构正截面抗裂验算 29

3.6.2斜截面抗裂验算 32

3.7原结构整体分析 35

3.7.1支座反力计算 35

第四章 桥梁顶升改造 36

4.1桥梁改造方案 36

4.1.1改造过程 36

4.1.2桥面调平层 36

4.1.3桥面调平层荷载 39

4.2增设调平层后的模型 39

4.2.1计算模型的划分 39

4.2.2荷载组合 40

4.2.3内力分析 42

4.3结构持久状况承载能力极限状态验算 43

4.3.1 正截面抗弯承载能力验算 43

4.3.2 斜截面抗剪承载能力验算 44

4.4持久状况构件应力验算 45

4.4.1使用阶段正截面压应力验算 45

4.4.2使用阶段斜截面主压应力验算 45

4.5持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 46

4.5.1结构正截面抗裂验算 46

4.5.2斜截面抗裂验算 47

4.6 结构整体分析 47

第五章 桥梁加固设计 49

5.1顶升后桥梁加固方案 49

5.1.1加固设计方案 49

5.2锚下局部承压验算 50

5.2.1局部受压区截面尺寸验算 51

5.2.2局部承压区的承载力验算 52

5.3计算模型 52

5.3.1模型划分 52

5.3.2次内力计算 53

5.3.3加固预应力束的预应力损失 57

5.3.4结构分析内力图 58

5.4结构持久状况承载能力极限状态验算 59

5.4.1 正截面抗弯承载能力验算 59

5.4.2 斜截面抗剪承载能力验算 60

5.5持久状况构件应力验算 60

5.5.1使用阶段正截面压应力验算 60

5.5.2使用阶段斜截面主压应力验算 61

5.5.3预应力钢筋最大拉应力验算 61

5.6持久状况正常使用极限状态抗裂性验算 62

5.6.1结构正截面抗裂验算 62

5.6.2斜截面抗裂验算 63

5.7结构分析 63

5.7.1支座反力计算 63

第六章 箱梁结构对比分析 65

6.1结构持久状况承载能力极限状态验算对比分析 65

6.1.1正截面抗弯承载力验算对比 65

6.1.2斜截面抗剪承载力验算对比 66

6.2持久状况构件应力验算对比分析 66

6.2.1使用阶段正截面压应力验算对比 66

6.2.2使用阶段斜截面主压应力验算对比 67

6.3持久状况正常使用极限状态抗裂性验算对比分析 68

6.3.1结构正截面抗裂验算对比 68

6.3.2结构斜截面抗裂验算对比 69

第七章 桥墩改造设计 70

7.1 O号桥台改造为桥墩 70

7.2 1、2号桥墩改造 71

7.3 3～5号桥墩改造 71

7.4桥墩改造计算 72

7.4.1轴向荷载计算 72

7.4.2墩柱截面复核 73

结 束 语 75

参考文献 76

致 谢 77

第一章 绪论

在大学期间对桥梁建设进行了充分的学习，为巩固所学的桥梁工程的知识，提高理论知识在实际工程中的运用能力，我选择了仙岳路西段顶升改造工程中金尚路高架顶升改造设计作为我的毕业设计，这将是毕业参加工作前的最后一次自我检查机会，因此在整个设计过程中要做到严谨以待，勤学善问，从各方面提升自己的能力。毕业设计是教学计划中本科学生培养计划中的重要环节，是培养目标要求的理论联系实际的重要途径，有助于培养实际应用型的人才，增强实际操作能力，利用本次毕业设计机会，我将对预应力箱梁设计验算进行掌握，设计过程中，锻炼自己独立分析和解决实际问题的能力，不断的提升自己，学会广泛查阅文献资料、熟练使用设计规范手册和专业软件建模分析计算。

仙岳路位于厦门本岛的中部，西起海沧大桥，东至翔安隧道，自西向东贯穿整个厦门岛，全长10.1km，是厦门连接海沧、翔安辅城的重要通道，同时也是海西高速路网重要干道之一，高架桥终点落地后，与南北走向的成功大道在地面形成十字交叉路口，之后再跨上金尚路高架，为了有效提高此节点处的通行能力，减少交通拥堵和交通安全隐患，尽量提升仙岳路的城市快速路功能。完成后仙岳路西段高架将和金尚路跨线桥相连，就需要对高架下的桥梁和跨线桥上桥处的桥梁结构进行顶升改造处理，考虑现有的跨线桥运营时间较短，结构受力情况良好，同时为节省工程投资和施工周期，减少拆除桥梁重建产生的社会影响，在保证改造后结构受力满足规范，安全运营，行车舒适的条件下，尽量采用顶升改造来利用既有桥梁。