摘 要

连续梁桥在力学性能上优于悬臂梁桥和简支梁桥，其具有结构刚度大、桥面变形小、动力性能好以及有利于高速行车的突出特点。尤其是在当前各种施工技术在连续梁桥中的应用，充分发挥了预应力技术的优点，提高了施工质量，降低了施工费用。

本次匝道设计采用（5×27）m等截面预应力混凝土连续梁桥设计，梁宽8m，梁高1.8m。桥面设2×0.5m（护栏） 2×3.5m（双车道）。荷载等级为公路—I级。梁断面为单箱单室截面。主梁采用满堂支架的施工方法。结构计算采用Midas/civil软件进行桥梁上部主梁结构的设计和计算。

进行桥梁上部结构和下部结构的设计和计算，上部结构的设计和计算主要是指主梁的设计和计算；下部结构的设计和计算包括盖梁的设计与计算，桥台的设计与计算，墩柱的设计与计算以及桩基的设计与计算。

关键词：连续梁桥、预应力、满堂支架法、上部结构、下部结构、Midas/civil

Abstract

The continuous beam bridge is better than cantilever girder bridge and the simply supported girder bridge on the mechanical performance.The continuous beam bridge has been of great rigidity and has little bridge deck deformation,also it’s stability for traffic conditions.Especially now all kinds of construction technology has been applied in the continuous girder bridge.So it Gives full play to the advantages of prestressed technology, improving the construction quality and reducing the construction cost.

This ramp design uses (5×27) m same section of prestressed concrete continuous girder bridge design, bridge width of 8.0m, beam of high 1.8m. Bridge design 2×0.5m (barrier)2×3.5 m (two lanes). Load rating of highway-I level. Beam cross section as a single box single room sectional. Construction method of full support is adopted in this bridge construction. Structure calculation and analysis use Midas checking software to calculate .

The second step is to design and calculate both upside structure and lower part structure .The design and calculation of upside structure mainly includes main girder ; the design and calculation of lower part structure includes Abutment, Cap girder, Pier column, and Pile foundation.

Keywords : Continuous beam bridge；Prestress； Full support；Upside structure；Downside structure； Midas/civil

目 录

摘 要 一

Abstract 二

1 绪 论 1

1.1 概述 1

2 设计基础资料 3

2.1 地形地貌 3

2.2 工程地质 3

2.2.1 区域地质构造 3

2.2.2 场区工程地质条件 5

2.3 气象 9

2.4 河流 9

2.5 地震 10

3 桥梁的方案设计 13

3.1 桥梁线形布置 13

3.2 技术标准与设计规范 13

3.3 技术指标 14

3.4 主要材料 14

3.4.1 混凝土 14

3.4.2 桩端后压浆 15

3.4.3 钢材 15

3.4.4 支座伸缩缝 15

3.4.5 沥青混凝土 15

3.5 结构尺寸的设计 16

3.5.1 本次桥梁设计跨径的布置 16

3.5.2 梁高的尺寸初步确定 16

3.5.3 截面类型的选择与确定 16

3.5.4 单箱单室箱梁截面细部尺寸的选择 16

3.5.5 施工方法的选择 18

4 Midas/civil建模及主梁内力计算 19

4.1 建模过程 19

4.1.1 设定建模操作环境 19

4.1.2 定义材料 20

4.1.3 满堂支架法桥梁建模助手建模 21

4.1.4 节点单元截面信息 22

4.1.5 定义时间依材料特性 25

4.1.6 定义边界条件及边界组 27

4.1.7 建立静力荷载工况 28

4.1.8 移动荷载工况的定义 30

4.1.9 定义施工阶段信息 33

4.2 分析过程 34

4.2.1 生成荷载组合 34

4.2.2 一期自重、二期恒载作用效应计算 35

4.2.3 移动荷载效应计算 40

4.2.4 内力组合 44

5 预应力钢束的估算及布置 58

5.1 钢束面积估算 58

5.2 钢束布置 73

5.2.1 钢束布置构造要求 73

5.2.2 钢束布置原则 73

5.2.3 钢束起弯角和线型的确定 74

6 非预应力钢筋的估算与布置 81

6.1 非预应力钢筋面积估算 81

6.2 普通钢筋的布置 93

7 预应力与普通钢筋的输入 95

7.1 预应力钢束的输入 95

7.2 普通钢筋的输入 98

8 预应力损失估算 101

8.1 基本理论 101

8.2 预应力损失计算 101

8.2.1 预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 101

8.2.2 后张法锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 101

8.2.3 后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失 102

8.2.4 后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值 103

8.2.5 后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 103

8.2.6 截面预应力损失合计和有效预应力 104

8.2.7 预应力损失结果表格 104

9 预应力与普通钢筋抗力验算 112

9.1 使用阶段正截面抗弯验算 112

9.2 使用阶段斜截面抗剪验算 124

9.3 使用阶段抗扭验算 136

10 墩柱的设计与计算 155

10.1 截面配筋计算及应力验算 156

10.1.1 作用于墩柱顶的外力 156

10.1.2 作用于墩柱底外力 156

10.1.3 墩柱的配筋 156

11 钻孔灌注桩计算 158

11.1 荷载计算 158

11.2 桩长计算 158

11.3 桩基配筋计算及桩身材料截面强度验算 161

12 桥台设计 163

12.1 桥台类型和主要材料 163

12.2 桥台一般构造尺寸的拟定 163

12.3 台帽计算 163

12.3.1 荷载计算 163

12.3.2 内力计算及截面验算 164

结 束 语 166

参考文献 167

致 谢 168

1 绪 论

1.1 概述

预应力混凝土连续梁桥既有预应力结构的优点，又有连续梁桥的优点，它的结构受力性能好、变形小、材料利用率高、行车平顺舒适，并且抗震能力相比其他的桥型强。由此它是一种竞争力十分强的桥型。

由于普通钢筋混凝土结构一般在荷载的作用下是处于受弯的一种状态，有时候钢筋还没有承受很大弯拉应力，它的受弯区就已经出现裂缝，这些裂缝可能使钢筋暴露在外，进而导致钢筋锈蚀。由于过早地出现裂缝，所以它的材料利用率很低，结构自重因此也很大。由于这些原因导致了普通混凝土的跨越能力十分差，一般情况下普通混凝土结构的跨越能力不超过30米。

在这样的发展背景下，预应力混凝土结构应运而生。所谓的预应力结构，是在构件加载之前的时候，先就给混凝土施加了一个预压力，就是在混凝土的受拉区附近，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区可以得到一个预先压力。这种情况下储存下来的预加压力，当构件承受到了由外荷载产生拉力时，将会首先抵消受拉区中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这样一来就限制了混凝土的伸长，延缓或者不使裂缝出现。因为有着这样不可替代的优点，预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被其所取代。

而连续梁的体系在恒载的作用下时，在支点处由于负弯矩的作用有着卸载作用，可以使得跨中的正弯矩减小很多；如果是在活载作用下，因为主梁连续体系会产生支点负弯矩对跨中正弯矩还是有卸载作用，其弯矩的分布情况相比于悬臂梁的分布是更合理的。梁桥发展起初是因为限于当时施工工艺，当时的背景下主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时，所以即使连续梁有很多优点，它的应用在预应力结构中也并不广泛。直到后来有了悬臂施工工法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中才得到了很好的的发展。无论是城市桥梁、高架道路桥、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优选的方案。