摘 要

本次毕业设计为32 52 52 32m杭埠湖大桥上部结构设计。杭埠湖大桥是预应力混凝土连续梁桥，它具有变形小、行车平稳舒适、结构受力性能好、跨越能力大、施工方法灵活、适应性强、结构刚度大、抗震能力强、后期维护量小等诸多优点，常常成为现代桥梁桥型方案比选中的优胜者。

在本次设计中，首先根据设计经验及构造要求拟定了主梁的主要结构尺寸；由于桥梁采用悬臂现浇法按三个T构同步施工，以此划分主梁单元并建立Midas Civil基本模型；然后利用有限元软件进行内力分析、预应力筋的估算与布置以及截面验算。在建模时考虑了混凝土收缩和徐变、温度、基础沉降等因素的影响，并进行了相关次内力的分析和预应力损失计算。

验算结果表明，本次设计结构内力分布合理、结构承载力符合要求，成功满足了设计任务书的要求。

关键词：连续梁；悬臂现浇法；Midas Civil

Abstract

This graduation design is 32 52 52 32m superstructure design of Hangbu Lake Bridge. Hangbu Lake Bridge is a prestressed concrete continuous beam bridge. It has so many advantages of small deformation, stable and comfortable driving, good mechanical performance, large span capacity, flexible construction method, strong adaptability, large stiffness of structure, strong seismic capacity and small maintenance that it is often the winners of modern bridge schemes.

In this design, the main structural dimensions of the main beam are first drawn up according to the design experience and requirements of constructions; according to that the cantilever cast-in-place method is used to synchronize the construction in a way of three T-structures , the main beam element is divided and the basic model of Midas Civil is established. Then the finite element software is used to analyze the internal force, the estimation and arrangement of the prestressing tendons and the checking calculations of cross sections. The factors such as shrinkage and creep, temperature and foundation settlement are taken into account in the modeling, and the secondary internal forces are analyzed and the prestress loss is calculated.

The results of checking calculation show that the internal force distribution of the design structure is reasonable and the bearing capacity of the structure meets the requirements of the design task successfully.

Key Words:continuous beam bridge; the cantilever cast-in-place method; Midas Civil

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 预应力混凝土连续梁桥概述 1

1.2 毕业设计的主要内容 1

1.3 毕业设计的目的及意义 2

第2章 桥跨总体布置级结构尺寸拟定 3

2.1 设计资料及基本数据 3

2.1.1 技术标准 3

2.1.2 材料及其设计参数 3

2.2 桥型布置 3

2.3 主梁结构尺寸 4

第3章 有限元模型的建立 6

3.1 模型简化 6

3.2 主要参数说明 6

3.2.1 材料参数 6

3.2.2 荷载参数 7

3.2.3 边界条件 7

3.2.4 施工阶段的说明 7

第4章 桥梁结构内力计算 9

4.1 主梁截面几何特性计算 9

4.2 恒载内力 9

4.3 施工阶段内力计算 13

4.4 活载内力 16

4.5 作用效应组合 20

第5章 纵向预应力筋布置及预应力损失估算 23

5.1 纵向预应力筋估算 23

5.1.1 Midas电算 23

5.1.2 手算校核 24

5.2 预应力筋的布置 27

5.3 钢束预应力损失 28

5.3.1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失 28

5.3.2由锚具变形，钢束回缩以引起的预应力损失 28

5.3.3 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失 29

5.3.4 钢筋松弛引起的预应力损失 29

5.3.5 混凝土收缩徐变引起的预应力损失 30

5.3.6 预应力损失计算 30

第6章 次内力的计算 33

6.1 温度次内力 33

6.1.1 计算依据及方法 33

6.1.2 温度次内力计算结果 33

6.2 基础不均匀沉降次内力 39

6.3 预应力次内力 41

6.4 收缩次内力 43

6.5 徐变次内力 45

第7章 截面验算 47

7.1 内力组合 47

7.2 承载能力极限状态计算 48

7.2.1 正截面抗弯承载能力计算 48

7.2.2 斜截面抗剪验算 51

7.3 正常使用极限状态计算 51

7.3.1 使用阶段正截面抗裂验算 51

7.3.2 使用阶段斜截面抗裂验算 52

7.4 持久状况和短暂状况构件的应力计算 54

7.4.1 施工阶段正截面法向应力验算 54

7.4.2 使用阶段正截面压应力验算 56

7.4.3 使用阶段斜截面主压应力验算 58

7.4.4 受拉区钢筋的拉应力验算 59

第8章 结 论 61

参考文献 62

致 谢 63

第1章 绪 论

1.1 预应力混凝土连续梁桥概述

连续梁是一种古老的结构体系，它具备整体性能好、结构刚度大、变形小、桥梁伸缩缝少等特点，以及主梁变形挠曲线平缓，行车平顺，维修养护便捷，抗震能力强等优点。

在20世纪早期，预应力混凝土连续梁桥开始出现并不断发展。大概从30年代起，它顺应时代要求，其理论、材料、施工工艺等诸多方面在土木工程与建筑中广泛应用，且伴随着技术的革新和时代的发展，其本身的科技含量和技术水平也取得了巨大的进展。但在20世纪50年代之前，预应力混凝土连续梁虽然是常常被采用的一种结构体系，但其跨径均在一百米以下。随着桥梁行业的不断发展，连续梁桥逐渐有了向大跨度桥梁发展的需求。而在当时，连续梁桥的建造主要采用满堂支架法施工，费工费时，且价格昂贵，极大的制约了它的发展。直到50年代预应力混凝土梁桥开始采用悬臂施工方法，这大大促进了预应力混凝土连续梁桥的发展，从而使世界上许多国家开始广泛采用预应力混凝土连续梁桥这种桥梁形式。

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已经有60年的历史，在国际上起步比欧洲稍晚，但我国在当时的国情，交通问题急需解决的情况下，在桥梁的设计、结构分析与研究、预应力材料应用和施工工艺等方面的发展十分迅速。促使我国近年来的桥梁结构形式不断增加和完善。特别是从70年代后期开始，我国不断颁布和修订了诸多桥梁设计规范，预应力混凝土连续梁桥的设计方法和施工方法开始逐渐走向成熟。不仅如此，我国还大力开发桥梁结构分析软件和推广CAD技术应用，编写了采用有限元法编制的桥梁通用综合程序和其他桥梁结构设计计算专用软件，实现了桥梁结构的设计、计算、绘图一体化，避免了大量繁琐重复的运算，简化了结构应力的分析过程，大大提高了计算速度和精确度，使得预应力混凝土连续梁桥发展更为迅速。