摘 要

本论文研究对象是预应力混凝土连续梁桥，其孔径布置为60 100 60m，全长为221.5m，主梁采用变高度变截面的单箱单室箱型截面，施工方法采用对称悬臂施工法。通过利用Midas软件分析，考虑施工过程体系转换和混凝土收缩徐变因素进行恒载内力分析，分析施工阶段各控制截面的内力，研究其位移、剪力和弯矩的变化。最后，对该桥进行钢束的拉应力分析和结构内力分析。

关键词：连续梁；Midas 建模；挂篮施工；内力分析

Abstract

As the time goes by, and accelerated the pace of the development of the modernization, development of our country’s transportation change rapidly , therefore there are across rivers and Straits of long-span bridges need to be built is becoming more and more, and as span degree become larger, the difficulty of construction is increase. So the prestressed concrete continuous beam bridge with its superior architecture has become a widely used type of bridge. Its structure is strong, the entirety is good, not easy deformation, seismic performance is good, especially the bridge expansion joints, main girder deformation is gentle, driving more comfortable. In large span pre stress concrete continuous beam bridge construction process, the majority of the cantilever pouring construction And bridge structure during construction will produce complex displacement and internal force change, in order to ensure the quality and safety of construction must be internal force analysis of the bridge, the correctness of the simulation can in theory analysis of internal force of bridge construction stage, but also to provide effective reference for engineering design and construction.

The research object of this thesis is a prestressed concrete continuous bridge, the aperture arrangement for 60 100 60m, full-length for 221.5m, girder with variable height variable cross-section single box single room box type section, construction method using symmetrical cantilever construction method. Using the Midas software analysis considering construction process system conversion and shrinkage and creep of concrete factors of dead load internal force analysis, the internal force analysis of the construction phase of the control section, and to study the change of displacement, shear force and bending moment . Finally, on the bridge were steel beam tensile force analysis and structural internal force analysis.

Key words: continuous beam; Midas modeling; hanging basket construction; analysis of internal force

摘要 3

第1章 绪论 1

1.1预应力混凝土连续梁桥概述 1

1.2预应力混凝土连续梁桥的主要施工方法 1

1.3.2体系转换施工过程 3

1.3.3体系转换对桥梁结构的影响和作用 4

1.4本文的研究内容和研究方法 5

第2章 Midas 建模步骤 6

前言 MIDAS CIVIL软件简介 6

2.1 设定操作环境 7

2.2定义材料 7

2.3定义截面 7

2.4 节点单元建立 10

2.4.2 扩展生成单元 10

2.4.3 修改节点坐标 11

2.4.4 修改截面 11

2.4.5设置变截面组 12

2.5 修改单元依存材料特性 13

2.6 修改截面有效宽度 13

2.7 结构组、边界组、荷载组的定义 13

2.7.1结构组的定义 13

2.7.2边界组的定义 14

2.7.3 荷载组定义 15

2.8 荷载工况定义及荷载输入 15

2.8.1 静力荷载工况定义 15

2.8.2移动荷载工况的定义 17

2.8.3 预应力荷载及预应力钢束输入 17

第3章 Midas 施工过程的建立与荷载组合 19

3.1施工阶段的定义 19

3.2生成荷载组合 20

第4章 模型结果查验 23

4.1使用阶段自重作用下的结构内力查看 23

4.2 施工阶段法向压应力的验算 24

4.3 预应力钢筋中的拉应力验算 24

4.4 施工过程中预应力钢束的应力损失 24

第5章 悬臂施工阶段内力分析 30

5.1 悬臂施工内力分析 30

5.1.1 A1悬臂块的内力分析 30

5.1.2 A12悬臂块的内力分析 31

5.2 边跨合拢施工段内力分析 33

5.3 中跨合拢施工段内力分析 34

第6章 施工阶段的内力监控 36

6.1施工阶段的监控的意义 36

6.2施工阶段监控的目的与目标 36

6.3施工阶段监控的主要内容 36

第7章 结论与展望 38

附表 39

附表1 施工阶段法向压应力的验算 39

参考文献 60

致谢 61

第1章 绪论

1.1预应力混凝土连续梁桥概述

连续梁桥是指两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩会抵消跨中正弯矩的作用，使连续梁的内力状态更加均匀合理，因此它的梁高可以适当减小，这样便可以增大桥下净空，连续梁有着节省材料、且刚度大、整体性好、超载能力大、安全度大、桥面伸缩缝少、行车舒适等优点。本节主要简要介绍预应力连续梁桥的发展历史。最初，由于普通的钢筋混凝土结构在长期的使用过程中暴露出很多缺点：例如梁体上过早地出现裂缝，导致它无法充分地发挥高强度材料的优势，因此结构的自重必然增大，从而限制了它的横跨能力，并且导致了材料的利用率低下。
为了解决这些难题，预应力混凝土结构才应运而生，预应力混凝土结构就是指梁体结构在承受外部荷载之前，先通过高强度钢绞线对混凝土施加一定的与外部荷载方向相反的压应力。这样就可以利用之前预先施加的压应力来抵消由于外部荷载作用混凝土时所产生的拉应力，从而能保证混凝土本身的结构不易被破坏而且能发挥作用。由于预应力结构在这些方面的巨大优势，所以有许多的普通钢筋混凝土结构都逐渐被预应力混凝土结构所替代。
预应力混凝土桥梁的发展大致是从二战开始的，当时因为许多西欧国家由于战争的影响都十分缺乏钢材的时候，为了能够尽量节约钢材和尽快修复带来的战争创伤，很多国家开始都采用预应力混凝土结构来代替一部分的钢结构。大致在上世纪50年代，预应力混凝土的桥梁跨度开始不断突破，从100米到80年代达到440米。然而面对特别大跨度的桥梁，预应力混凝土结构并不会比其他结构拥有更多的优势，但是，在实际跨度在400米以下的桥梁中，预应力混凝土桥梁总是能够占据绝对的优势。
我国预应力混凝土结构，在近些年才开始起步，虽然起步较晚但却得到了飞速的发展。目前，我国对于简支梁、用铰链或用吊梁T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系的使用已经慢慢地成熟。尽管到现在为止我国的预应力混凝土桥梁的发展历史还没到80年。但是，随着预应力混凝土理论的不断拓展，不断完善和实际中的运用，相信以后预应力混凝土桥梁结构体系的应用也将会越来越广泛。

连续梁的特点：连续梁是指两跨或者两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有抵消作用，使桥整体的内力状态比较均匀合理，因而梁高可以适当减小，同时可以节省材料，且刚度大，整体性能好，超载能力大，安全性好，桥面伸缩缝少行车舒适。