摘 要

此次毕业设计课题来源于工程实践，按照指导老师给定的资料和设计任务要求，对贵州道新高速公路毛冲湾大桥进行上部结构设计，此桥桥型设计采用连续T梁桥，施工方法为先简支后结构连续法。

本次设计中，运用Midas/Civil有限元软件比较精确地模拟毛冲湾大桥的上部结构，完成成桥阶段内力分析，完成恒载内力标准值计算，活载内力标准值计算，预应力损失引起的二次内力标准值计算，收缩及徐变引起的二次内力标准值计算，荷载组合，各主要构件承载力极限状态验算，各主要构件正常使用极限状态验算。本次毕业设计主要任务为Midas建模，Cad施工图绘制和设计说明书的编写。

本方案上部结构为（5×40m）装配式预应力混凝土先简支后结构连续T梁，全长200m,宽12.25m，每跨有5片T梁，简支转连续梁桥既能统一生产管理，助于缩短工期和提高经济效益，又能充分利用连续结构体系的受力优点，拥有较强的跨越能力。

关键词：连续T梁桥；Midas建模；简支转连续；截面验算

Abstract

This graduation design comes from engineering practice. According to the information and the design task given by the instructor , it carries on the upper structure of Maochongwan Bridge of Daoxin highway in Guizhou province. The bridge design adopts continuous T beam bridge. The construction method is firstly using simply supported beams and then turning them to continuous beams.

In this design, I use Midas/Civil finite element analysis software to simulate the upper structure of Maochongwan Bridge, complete the internal force analysis of finished bridge state, complete the constant load internal force standard value calculation, live load internal force standard value calculation, the secondary internal force standard value calculation caused by the prestressed loss and shrinkage and creep, the load combination, checking the main components at bearing capacity limited state and at serviceability limit state. The main tasks of this graduation design are Midas modeling , drawing construction drawings with Cad and writing structural design specification.

The superstructure of the program is (5×40m) prefabricated prestress concrete T beams which is firstly simply supported and then structural continuous. The bridge with 5 T beams each span has a total length of 200m and a width of 12.25m. It can not only be uniformly produced and beneficial to shorten the construction period but also fully use the mechanical advantage of continuous structural system. It also has a strong ability to cross the barrier

Key word： continuous T girder bridge; Midas modeling; simply supported beam turns to continuous beam; section checking

目录

第一章 绪论 1

1.1桥梁的类型和作用 1

1.1.1桥梁的主要类型 1

1.2桥梁设计的基本要求 3

1.3本次设计的任务要求 3

1.3.1课题来源 3

1.3.2设计依据 3

1.3.3设计内容 3

1.3.4提交成果 3

1.4本次毕业设计规划 4

第二章 桥梁的方案设计 5

2.1毛冲湾大桥设计基本资料 5

2.1.1 设计标准 5

2.1.2 主要材料及性能 5

2.2上部结构设计 6

2.2.1 总体设计 6

2.2.2 主梁细部尺寸 7

2.2.3 预应力布置 7

2.2.4 T梁截面细部尺寸 7

2.3施工事项 9

2.3.1 施工要点 9

2.3.2 测量 9

2.3.3 主梁施工 9

2.3.4 施工监测与控制 10

第三章 Midas建模过程 11

3.1建模过程 11

3.1.1 设定操作环境 11

3.1.2 定义材料 11

3.1.3 定义截面 12

3.1.4 单元的建立 17

3.1.5 定义变截面组 19

3.1.6定义结构组 20

3.1.7 定义时间依存性材料 20

3.1.8 定义边界条件和边界组 22

3.1.9 定义荷载组 23

3.1.10 定义静力荷载工况 24

3.1.11 定义移动荷载工况 26

3.1.12 定义预应力钢束 28

3.1.13 定义支座沉降 32

3.1.14 将荷载转换为质量 32

3.1.15 定义施工阶段 32

3.1.16 建立分析控制数据 33

3.2 Midas分析过程 34

3.2.1 生成荷载组合 34

3.2.2 模型的结构内力图 35

3.2.3 进行PSC设计 36

第四章 结构内力计算 37

4.1 恒载内力计算 37

4.2 活载内力计算 37

4.3 内力组合分析 39

4.3.1 荷载的分类 39

4.3.2 荷载分项系数 39

4.3.3 荷载组合 40

第五章 次内力计算及有效预应力计算 42

5.1 次内力计算 42

5.1.1 温度次内力 42

5.1.2 支座沉降次内力 43

5.1.3 收缩徐变次内力 44

5.1.4 预应力次内力 45

5.2 有效预应力计算 45

第六章 主梁截面验算 48

6.1 施工阶段法向压应力验算 48

6.2 受拉区钢筋的拉应力验算 49

6.3 使用阶段正截面抗裂验算 50

6.4 使用阶段正截面压应力验算 50

6.5 使用阶段斜截面主压应力验算 52

6.6 使用阶段正截面抗弯验算 53

6.7 简支状态下的主梁截面验算 54

6.7.1 简支状态下施工阶段法向压应力验算 54

6.7.2 简支状态下受拉区钢筋的拉应力验算 55

参考文献 56

毕业设计总结 57

致谢 58

第一章 绪论

1.1桥梁的类型和作用

桥梁是跨越河流、山谷等障碍的重要建筑结构。桥梁既是交通运输的重要组成，又是精美的艺术品。桥梁不仅利于国民经济发展，促进文化交流，而且对人类文明的进步发展也有重要意义，反映了一个时代的高度。

1.1.1桥梁的主要类型

桥梁在力学上主要归结为梁式、拱式和悬吊式这三种基本体系，现代的桥梁在内容和形式方面更具差异性和多元化，材料上更高性能与绿色可持续，技术上更先进与安全可靠。

1.梁式桥

梁式桥在竖向荷载下没有水平反力，以受弯为主，具体又分为简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥结构简单，设计与施工便捷但行车不舒适。连续梁桥行车舒适，优化弯矩的分配，节约材料，但构造相对复杂且受墩台不均匀沉降影响大。悬臂梁桥同跨径下主梁更长，但行车条件也不好，构造相对复杂。梁式桥适用于中小跨径。

图1.1 梁桥

2.拱式桥

拱式桥是在竖直平面内以拱圈或拱肋作为结构主要承重构件的桥梁。结构以受压为主，它的跨越能力强，造形美观，但施工方面比较困难，且下部结构和地基必须可以承受很大的水平力。拱桥主要分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。

图1.2 拱桥

3.斜拉桥

斜拉桥受力主要以拉索受拉和塔柱受压为主，主梁自重较小，结构刚度大，抗风振能力较好，所以跨越能力极强，适合跨度200米以上甚至1000米以上，但其结构复杂，设计和施工难度很大。

图1.3 斜拉桥

4.悬索桥

悬索桥以缆索为主要承重结构，需在两岸修筑巨大锚定结构。其自重小，结构刚度较差，在风载和车载作用下易产生较大变形和振动。其结构复杂，设计施工难度较大。适合大跨度。

图1.4 悬索桥

1.2桥梁设计的基本要求

桥梁的设计，要根据其使用要求和途径线路的多方面长远发展需要，应符合以下要求：技术先进、结构安全可靠、耐久适用、经济合理、施工可行，并尽量做到便于养护、美观协调、取材便捷、环保可持续等等。设计者需积累国内外的宝贵经验，积极采用或研发先进的技术、材料和结构，做到最优最合理的设计。

为了使得桥梁设计得既满足其必要性有满足其经济合理性，所以桥梁设计程序分为四个阶段：“预可”和“工可”研究阶段，初步设计，技术设计，施工图设计。

1.3本次设计的任务要求

1.3.1课题来源

本次课题来源于工程实践，即贵州道新高速公路毛冲湾大桥。

1.3.2设计依据

《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）

　　《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2012）

1.3.3设计内容

1.使用Midas软件较精确模拟毛冲湾大桥上部结构；

2.完成恒载内力标准值计算，活载内力标准值计算，收缩及徐变引起的二次内力标准值计算，预应力损失引起的二次内力标准值计算，荷载组合，各主要构件承载力极限状态验算，各主要构件正常使用极限状态验算；

3.完成成桥阶段内力分析；

4.绘制相关图纸；

5.编写设计说明书。

1.3.4提交成果

1.Midas模型；

2.外文翻译；

3.Cad图纸绘制（25张以上）；

4.设计说明书（60页以上）。

1.4本次毕业设计规划

本次毕业设计的题目为贵州道新高速公路毛冲湾大桥施工图设计，是对工程实践中的毛冲湾大桥上部结构的一次检验，这是一座5×40m装配式预应力混凝土的简支转连续T梁桥，每跨有5榀T梁，预应力钢束有梁肋钢束和顶板钢束，因此，模型的单元和预应力钢束还是很多的。所以，根据指导老师建议，我提前在寒假就开始熟悉桥梁施工规范和桥梁施工图，学习使用Midas软件进行建模，争取为后面的建模与设计打下一定基础。此次毕业设计根据不同时间节点都做出了有序合理的任务安排，前两周进行查阅文献，熟悉资料，熟悉软件的工作，第3到8周进行Midas建模，第9到12周完成内力计算分析，第13周完成毕业设计文档及图纸，第14周进行进一步地修改与整理，并定稿第15周进行答辩。总共用时15周，按照计划循序渐进，一步一个脚印，定能攻坚克难，解决面对的困难，交出满意的答卷。当遇到软件上的困难，或者是设计要求上、结构上不理解弄不清楚的地方时，一定要积极询问指导老师，多沟通交流，及时解决问题，而非蒙头不吭声，钻牛角尖。我相信，经过此次毕业设计，定能使我成长很多，掌握或熟练更多的技能，为我今后的工作与学习积累宝贵的经验。

第二章 桥梁的方案设计

2.1毛冲湾大桥设计基本资料

2.1.1 设计标准

1.道路等级：一级公路；

2.设计速度：80km/h；

3.桥梁结构设计基准期：100年；

4.设计荷载：公路-Ⅰ级；

5.桥梁设计安全等级：一级；

6.高程系统：1985国家高程系统；

7.坐标系统：1980西安坐标系；

8.设计洪水频率：1/300；

9.环境类别：Ⅱ类；

10.抗震等级：抗震设防烈度为Ⅵ度，抗震设防措施7度，抗震设防B类。

2.1.2 主要材料及性能

1.混凝土

混凝土材料的选用须严格遵照设计规范^[2]要求，不可出现材料误用情况。此次设计使用的混凝土如下表所示：

表2.1

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

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