论文总字数：49818字

摘 要

本文针对工程实例背武甲特大桥引桥，详细介绍了一联4x30m的简支转连续预应力混凝土T梁的设计计算过程。本设计桥梁结构为装配式T梁，桥梁布跨为4x30m一联的连续T梁，桥梁横向宽度12.25m，桥梁设计荷载为公路-I级，结构设计安全等级为一级，按A类部分预应力混凝土设计，该桥梁结构体系为先简支后连续体系。

本设计过程的重点是利用桥梁博士有限元软件对桥梁上部结构进行三维仿真计算，建立空间三维模型，并进行详尽的施工阶段分析；对上部结构的横断面的横向分布系数进行计算，以及对各个状态下的承载能力验算。

关键词：先简支后连续；预应力；装配式T梁；桥梁博士。

Abstract

In this paper, the design and calculation process of a 4x30m simple-supported to continuous prestressed concrete T-beam is introduced in detail for an engineering example of the approach bridge of the Beiwujia Bridge. The designed bridge structure is prefabricated T-beam, the bridge span is a continuous T-beam of 4x30m, the transverse width of the bridge is 12.25m, the design load of the bridge is highway-I, and the structural design safety level is level I. Stressed concrete design, the bridge structure system is a simple support first and then a continuous system.

The focus of this design process is to use Bridge Doctor’s finite element software to perform three-dimensional simulation calculations on the bridge superstructure, establish a spatial three-dimensional model, and perform detailed construction phase analysis; calculate the transverse distribution coefficients of the cross-section of the superstructure, and calculate each Checking the carrying capacity under the state.

Keywords: first simply supported and then continuous; prestressed; fabricated T-beam; bridge doctor.

目录

摘要 III

Abstract IV

第一章 绪论 1

1.1 背景意义 1

1.2 文献综述 1

第二章 桥梁总体规划设计 2

2.1 设计资料 2

2.1.1 主要技术标准 2

2.1.2 主要材料 2

2.1.3 设计规范及参考资料 2

2.2 纵横断面布置 3

2.2.1 桥型布置及孔径划分 3

2.2.2 截面尺寸拟定 3

2.3 桥面铺装 4

第三章 设计要点及计算数据 5

3.1 设计要点 5

3.2 毛截面几何特性计算 5

3.3 横向分布系数 5

3.3.1 杠杆原理法（支点） 5

3.3.2 刚性横梁法（跨中） 5

第四章 桥梁施工方法 8

4.1 施工方法 8

4.2 施工流程及施工流程图 8

第五章 有限元建模 9

5.1 梁桥建模 9

5.1.1 纵梁截面 9

5.1.2 横梁截面 10

5.1.3 单元划分 10

5.2 支承条件 10

5.3 荷载条件 10

5.3.1 施工阶段荷载 10

5.3.2 汽车荷载冲击系数 11

5.3.3 温度荷载与支座沉降 12

5.4 施工阶段划分 12

第六章 内力组合 13

6.1 承载能力极限状态下的基本组合 13

6.2 正常使用极限状态下的基本组合 14

6.2.1 正常使用极限状态下的准永久组合 14

6.2.2 正常使用极限状态下的频遇组合 14

第七章 预应力设计 16

7.1 预应力钢束配置设计 16

7.2 预应力钢束的布置 16

第八章 截面验算 17

8.1 持久状况承载能力验算 17

8.1.1 正截面承载能力极限状态验算 17

8.1.2 斜截面抗剪验算 21

8.2 持久状况正常使用极限状态验算 23

8.2.1 短期效应组合下正截面抗裂验算 24

8.2.2 斜截面抗裂验算 25

8.2.3 挠度验算 27

8.3 持久状况构件应力计算 28

8.3.1 标准值组合混凝土法向应力 28

8.3.2 标准值组合混凝土主应力 30

8.3.3 预应力钢筋应力 31

8.4 短暂状况构件应力计算 32

8.4.1 最大应力验算 32

8.4.2 最小应力验算 32

结语 47

致谢 48

参考文献 49

绪论

1.1 背景意义

装配式部分预应力混凝土T梁，制作相对简单，工艺成熟，支座平稳，跨径可以适当做大，桥梁跨度一般在25m—50m之间，是目前山区桥梁常用的桥型。缺点是梁重较大，安装需要大型架桥机，主要应用于高速公路及干线公路背武甲特大桥引桥，桥梁布跨为4x30m一联的连续T梁，桥宽12.25m，本设计通过结构设计系统的将本科生在大学四年学习到有关的桥梁知识融会贯通，掌握了解工程设计的程序和方法。深入了解工程中施工与设计交接协作的重要性，提升自己与同事的合作的能力，培养出本科生的土木工程素养。

1.2 文献综述

由于山区的地形条件等较为特殊，山区梁桥在选择桥梁类型以及桥梁位置时，十分的受限。桥梁的墩必须要求跨越沟谷之外，有的还需要沿着一定高度的边坡进行。在选择结构体系时，需要重点注意其桥梁建成后的舒适性以及整体性要求，优先选择连续性较强的结构体系。山区桥梁大多是具有一定坡度和弯度的，非常容易造成桥梁的受力面和受力点不均匀，造成支座发生破坏，进而导致桥梁的平面发生破裂等。因此，在选择山区桥梁类型时，选择先简支后连续Ｔ梁设计较为科学，同时该种设计方式操作性也更强，能有效的保障车的舒适度、平衡桥梁的受力均衡，其结构的使用年限也更长。桥梁跨度在25m——50m之间，通常选用装配式T梁和装配式小箱梁。在跨越能力方面，组装的T型梁与小箱形梁的差异不大；在美观方面，箱型结构超过了T型梁，许多平原上都使用了小箱梁。在地势平坦地区，道路交通发达，与其他结构相比，T形梁截面建筑物的高度更高，具有更多的主梁与横梁。 横、纵梁密集、凌乱并不漂亮；在线性适应方面，由于山路技术指标低和平面半径较小，这种现象是不可避免的。对于装配式小箱梁结构，在组装预制梁时，通常很难将梁的四个支点调平，并且支撑可能会导致松动和不均匀的力，但是T梁并无此种情。在山区道路上，通常对梁桥净空高度并没有严格的限制。在施工难易方面，装配式小箱梁虽然有较高的抗扭强度，但是预制非常复杂尤其是在桥梁内部安装横隔梁时，在箱内中的钢筋绑扎、混凝土的浇筑及拆除模板，都给施工带来很大不便。同时由于小箱梁具有较大腹板都被预应力管道占用，所以不得不考虑粗骨料的最大粒径，并加强严格控制。因此,T梁更具有优势。另外，由于T型梁在起重方面轻，因此山区公路桥梁倾向于使用T型梁结构。

从结构体系上看，此类桥梁通常采用先简支后结构连续体系，结构简单方便，结构受力非常清晰，结合了简支梁和连续梁二者的优点，还解决了结构和空间不足的问题。桥梁施工的机械化水平也因此提高。

第二章 桥梁总体规划设计

2.1 设计资料

2.1.1. 主要技术标准

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