摘 要

本设计题目是新余市虎城大桥结构设计，桥梁跨径布置为40 55 100 55 40m,双向六车道。根据设计任务要求，依据现行公路桥梁设计规范，综合考虑桥梁的地质条件，选用预应力混凝土连续箱梁桥的形式进行设计计算，施工方法采用悬臂施工法和满堂支架法。

运用有限元软件Midas对虎城大桥进行有限元建模分析。并对上部主梁结构进行设计验算，主要验算主梁在施工阶段及使用阶段的承载能力及使用性能。经验算该桥上部结构在施工及使用阶段能够满足承载能力及使用性能。

对该桥下部桥墩进行设计验算，主要验算柱墩偏心抗压承载力和抗裂性能以及辅助墩轴心受压承载力。经验算该桥桥墩符合规范要求。

本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出图及论文。

关键词：Midas;预应力混凝土;荷载组合;AutoCAD

Abstract

The title of this design is the structural design of Hucheng bridge in Xinyu City.The bridge span arrangement is 40 55 100 55 40m, two-way six lane. According to the design requirements, based on the existing high way bridge design specification, considering the geological condition of the bridge, the design and calculation of prestressed concrete continuous box girder bridge. The construction method of cantilever construction method and full support method.

Using the finite element software Midas finite element modeling analysis was carried out on the Hucheng Bridge. And the upper design and checking calculation of main girder structure, the main calculation of the main girder at construction stage and using stage carrying capacity and performance. Experience is the bridge upper structure in the construction and the construction stage can satisfy the bearing capacity and performance.

Design and checking calculation of the lower part of the bridge piers, the main calculation column pier eccentric compressive bearing capacity and crack resistance and auxiliary piers axial compression bearing capacity. Experience is the bridge piers meet specification requirements.

All of the design drawings were protracted by AutoCAD and so on.

Keywords:Midas;prestressed concrete;load combination;AutoCAD

目 录

第1章 绪论 1

第2章 桥址区概况 2

2.1 区域地质概况 2

2.1.1气象、水文特征 2

2.1.2地形地貌 2

2.1.3区域地质构造 2

2.2 地震 3

2.2.1地震设防烈度 3

2.2.2场地土类型和场地类别 3

2.2.3砂土液化 3

2.3 工程地质条件 3

2.3.1桥位区地层特征 3

2.3.2不良地质作用及特殊性岩土 4

2.4 水文地质 4

2.4.1地下水类型 4

2.4.2水土腐蚀性评价 5

第3章 方案比选 6

3.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支梁 6

3.1.1 基本构造布置 6

3.1.2材料及工艺 6

3.2方案二：预应力钢筋混凝土箱型连续梁桥 7

第4章 总体布置及主梁的设计 9

4.1设计标准及依据 9

4.1.1桥梁线形布置及主要技术指标 9

4.1.2 设计依据 9

4.2结构设计 10

4.2.1 上部结构设计 10

4.2.2 预应力体系 11

4.2.3 下部结构设计 12

4.2.4 施工方案设计 12

4.2.5 附属构造设计 12

第5章 荷载计算 13

5.1材料特性取值 13

5.2永久作用 13

5.2.1 恒载 13

5.2.2 基础沉降 14

5.3 可变作用 14

5.3.1 汽车荷载 14

5.3.2 汽车荷载冲击系数 14

5.4内力组合 15

5.5 计算模型 16

第6章 预应力钢束的估算和布置 18

6.1截面钢束的估算与确定 18

6.1.1估算方法 18

6.1.2钢束布置 18

6.2预应力钢束的布置 19

6.2.1跨中预应力钢束布置 19

6.2.2主墩处主梁预应力钢束布置 20

第7章 预应力损失及有效预应力计算 23

7.1 预应力损失计算方法 23

7.2 预应力损失及有效预应力计算结果 24

第8章 荷载组合 26

8.1荷载组合说明 26

8.1.1 静力荷载工况 26

8.1.2移动荷载工况 26

8.1.3支座沉降荷载工况 27

8.2荷载工况名称 27

8.3荷载工况组合 27

8.4持久状况承载力极限状态 29

第9章 持久状况承载能力极限状态计算 31

9.1正截面抗弯承载力计算 31

9.1.1 计算原理 31

9.1.2 验算结果 32

9.2斜截面抗剪承载力计算 37

9.2.1箍筋布置 37

9.2.2计算原理 37

9.2.3 验算结果 38

第10章 持久状况构件应力验算 43

10.1使用阶段正截面压应力验算 43

10.1.1计算原理 43

10.1.2 验算结果 44

10.2使用阶段斜截面主压应力验算 46

10.2.1 计算原理 46

10.2.2验算结果 47

第11章 持久状况正常使用极限状态验算 50

11.1 正截面抗裂验算 50

11.1.1 验算原理 50

11.2验算结果 50

11.2.1使用阶段正截面抗裂验算（长期） 50

11.2.2使用阶段正截面抗裂验算（短期） 53

11.2.3 使用阶段斜截面抗裂验算表 55

第12章 短暂应力状况验算 59

12.1 计算原理 59

12.2 施工阶段法向压应力验算表 59

12.3 施工阶段法向拉应力验算表 62

第13章 上部结构验算结论 65

13.1 持久状况承载力验算 65

13.2 持久状况构件应力验算 65

13.3 持久状况正常使用极限状态 65

13.4短暂应力状况验算 65

第14章 下部结构计算 67

14.1下部结构材料 67

14.2下部结构构造 67

14.3 使用阶段正截面偏心抗压承载力验算 68

14.4 使用阶段裂缝宽度验算 69

14.5 辅助墩轴心抗压强度验算 70

14.6下部结构结论 70

结 束 语 71

参考文献 72

致 谢 73

第1章 绪论

毕业设计是完成教学计划达到工科本科学生培养目标的重要环节。桥梁毕业设计是学生学完全部教学计划中的规定课程后，在教师悉心指导下，独立完成一项桥梁的土建设计任务，是培养目标所要求的理论联系实际的重要环节，也是教学计划中进行综合训练的重要实践环节，还是有助于培养实际应用性人才的一种教学方式，它能使学生在设计中综合运用所学知识的能力得到提高，解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。本设计的主要内容为五跨预应力混凝土箱梁桥全桥结构的设计和计算。通过这次设计计算，我对预应力箱梁设计验算有了更深入的体验。在设计过程中，自己独立分析和解决问题的能力得到了不断的提高，也学会了如何查阅文献资料、如何使用规范手册以及如何使用专业软件进行计算。

改革开放以来,我国预应力混凝土桥梁的发展节节攀升,无论在桥型，跨度以及施工工艺与技术方面都取得了突破性的发展,其中不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。为适应我国经济的发展,缓解交通压力,预应力混凝土结构的应用范围将会更加广阔。为了更好的掌握预应力混凝土的基础知识，此次设计是一次让我使用所学的知识解决预应力混凝土箱梁工程问题的机会。在计算（40 55 100 55 40）米预应力连续箱梁时使用了Midas软件，学会了如何建立计算模型以及输入荷载和边界条件的方法，能够快捷准确地得到结果。