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摘 要

以江苏省交通运输科技项目“中等跨径钢箱梁桥标准化建造关键技术研究与应用”的相关研究为技术依托，应用BIM技术实现钢箱梁桥的标准化设计，并完成相关的计算分析和图纸绘制。选定方案为连续梁桥，采用双箱单室截面，桥面板采用正交异性钢桥面板。

并采用CATIA软件对桥梁的上部结构进行BIM建模模拟，以更好地展示桥梁的构造。

关键词：标准化 BIM 钢箱梁桥 内力计算 下部结构设计

Standardized design of (30 40 30) m span two-way four lane steel box girder bridge based on BIM Technology

ABSTRACT

This design is based on the requirements of the design specification, the specified codes of expressways and bridges, and the standardized construction of medium span steel box girder bridge based on the key technology of relevant research and application, Jiangsu transportation science and technology project and BIM Technology are applied to realize the standardized design of steel box girder bridge, and the related calculation, analysis and drawing are completed.

Key words: standardized BIM steel box girder bridge

Internal force calculation Substructure design

目录

第一章 方案设计 1

1.1设计基本资料和设计依据 1

1.2上部结构标准化设计 2

第二章 恒载计算 12

2.1 有限元模型建立 12

2.2 一期恒载计算 13

2.3 二期恒载计算 13

2.4 总恒载效应 16

第三章 活载计算 18

3.1 汽车荷载 18

3.2 最大、最小弯矩计算 19

3.3 最大、最小剪力计算 21

第四章 次内力计算 24

4.1 温度次内力计算 24

4.2 支座沉降次内力计算 26

第五章 内力组合及内力包络图 29

5.1 频遇组合 29

5.2准永久组合 29

5.3基本组合 30

5.4 包络图 31

第六章 承载能力极限状态验算 34

6.1 应力验算 34

6.2 疲劳验算 37

6.3 横向倾覆稳定性验算 40

6.4整体稳定性验算 41

6.5 局部稳定性验算 41

6.6局部支承加劲肋验算 43

第七章 正常使用极限状态验算 45

7.1挠度计算 45

7.2预拱度计算 45

第八章 墩及桩基础设计与计算 47

8.1 支座 47

8.2 墩身设计与验算 50

8.3 设计承台 55

8.4桩基础设计 55

第九章 施工方案设计 60

9.1 工程简介 60

9.2 吊装设计 60

9.3 钢箱梁现场安装 61

9.4 吊装吊点设置 64

第十章 桥梁工程预算 65

10.1工程量估算 65

10.2工程造价预算 65

第十一章 BIM模型建立 68

11.1建模工具 68

11.2设计结构特点 69

11.3钢桥拼装 70

参考文献 73

致 谢 74

第一章 方案设计

1.1上部结构标准化设计

1.1.1设计方法

1.1.1.1标准化

中等跨径钢箱梁桥的标准化目的主要是为了更加合理地利用原材料，使构配件具有更好的通用性和互换性，节省建设成本，以工业化的生产方式来提高经济效益。

中等跨径钢箱梁桥标准化设计要求建立完善的标准部品部件库以及节点库，其中包括钢箱梁桥的单元构部件、商业化部品以及通用构造连接方式等。同时，还需考虑个性化的定制需求，包括美化和丰富城市景观等。

1.1.1.2 模块化

模块化设计就是指依照功能不一样或功能相同但特性、品质、规格型号等属性不一样划分模块，在功能分析的基本上，选择不一样的模块进行科学合理组合以完成产品的用户化和定制化，最终形成满足市场需求的不一样设计产品。

1.1.2 梁高

跨径组合为(30 40 30)m,国内相关工程常用高跨比为1:30~1:20，本设计取梁高为1.7m,高跨比为1:24。

1.1.3 横断面布置

以 N=0.5m 为基本模数，横桥向划分为三种模块：挑梁TL、钢梁GL、横梁HL运用这些模块能够组成不一样的横断面。

桥面宽度为12.75m，模块组合为TL-3.5N GL HL-7.5N GL TL-3.5N。横断面布置图如图1-1所示。

图1-1 横断面布置图（单位mm）

1.2.4 纵断面布置

以M=5m 为基本模数，纵桥向划分为4种模块：边支座型AB/TB、跨间型KJ、中支座型ZZ、跨中型KZ。各种类型的模块都包括几种模数，利用这些模块就可以组合出不同的跨径。

边支座型：基本尺寸为 2.5M，为满足焊接要求依据非梁端侧顶板的凹凸性质又含有两个衍生类——凹顶板边支座型（简写为 AB）和凸顶板边支座型（简写为 TB）；可简写为AB、TB；

跨中型，基本尺寸为 3M，可简写为 KZ

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