摘 要

预应力混凝土连续刚构桥与其它型式的梁桥相比，它也有自己的优点，首先跨度特别大，这是梁桥比不了的；其次，它的强刚度也特别好，能承受较大的力；然后花费的钱也比较少，性价比极高。对于桥梁所受力方面，作用了一定荷载以后，刚构桥的墩顶负弯矩会明显变小，而固定桥墩，可以减小跨中的梁高，减小跨中截面尺寸，使恒载内力减小，增大主跨径。

我的毕设选用的是连续刚构桥，这次课题我主要设计上部结构，下部结构就根据以往的资料布置了一个，没有作详细计算。然后上部结构我是用MIDAS软件来进行整个设计，我采用建模助手先行建了个模，然后数据方面是根据自己的桥情况来假定，先把建桥所需的所有数据都准备放在一旁，运行设计时就很顺利的导入，在初次验算不合格后，我反复修改参数，直至一个勉勉强强的合格结果出现在我眼前，在做完所有计算后，绘制结构主要施工图。

关键词：预应力混凝土，连续刚构桥，悬臂施工

Abstract

Compared with other types of beam bridge, prestressed concrete continuous rigid frame bridge also has its own advantages, first of all, the span is very large, which is impossible for beam-bridge ratio, secondly, its strong stiffness is also very good, and it can bear greater force. Then the money spent is also relatively small, and the performance-to-price ratio is extremely high. For the stress of the bridge, after a certain load, the negative bending moment at the top of the pier of the rigid frame bridge will obviously become smaller, while the fixed pier can reduce the beam height in the middle of the span, reduce the cross section size of the middle span, reduce the internal force of the dead load and increase the main span.

I choose the continuous rigid frame bridge, this project I mainly design the superstructure, The lower structure is arranged according to the previous data, and no detailed calculation is made. Then I used MIDAS software to design the superstructure, and I used the modeling assistant to build a model first, and then the data assumed that all the data needed to build the bridge was ready to be put aside. The running design was introduced smoothly. After the initial check calculation was not up to standard, I repeatedly modified the parameters until a reluctant qualified result appeared in front of me. After all the calculations,main construction drawing of drawing structure.

Key words: prestressed concrete, rigid frame bridge, cantilever pouring construction.

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景  1

1.2研究的意义与价值 1

1.3研究现状 1

第2章 设计背景 3

2.1 地区环境资料 3

2.2 工程概况、技术标准以及选用材料 3

第3章 桥型选取及基本尺寸拟定 5

3.1 桥梁设计原则 5

3.2 方案比选 5

3.2.1 梁拱组合桥 5

3.2.2 双塔斜拉桥 6

3.2.3 预应力混凝土连续刚构桥 6

3.2.4 最终选取： 7

3.3 主跨径的假设 7

3.4 主梁高度 7

3.5 主要截面尺寸 8

第4章 主梁内力计算 9

4.1 建立Midas模型 9

4.2 内力图 9

4.3 组合荷载 11

第5章 预应力筋的设计 14

5.1 预应力钢筋估算 14

5.2 预应力钢筋的布置 16

5.3 预应力筋的损失计算 18

5.3.1 预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 19

5.3.2 由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 19

5.3.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失 20

5.3.4 由钢筋松弛引起的应力损失的终极值 20

5.3.5 由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 21

5.3.6 有效预应力计算 21

第6章 截面验算 25

6.1 施工阶段正截面法向应力验算 25

6.2 受拉区预应力钢筋拉应力验算 27

6.3 正截面抗裂验算 29

6.4斜截面抗裂验算 31

6.5 正截面应力验算 33

6.6 斜截面主压应力验算 35

6.7 正截面抗弯验算 36

6.8 斜截面抗剪验算 39

第7章 施工方案及设计 42

7.1 施工方法 42

7.2 施工组织设计 42

7.3 施工具体步骤图（Midas） 45

第8章 毕业设计总结 48

参考文献 49

致 谢 50

第1章 绪论

1.1研究背景 

河南的八仙洞所在地就是我所设计的小三峡所在地，这座大桥建立在丹江湖上，成功建造这座桥对于南水北调有重要意义。它是丹江口两岸连接纽带，是两岸沟通的控制工程。

1.2研究的意义与价值

桥梁不仅是需要用来运作的结构，同时也是一项具有艺术性的工程，是供人欣赏的风景，也是人们日常生活必不可少的枢纽。

加大力度发展交通事业，建立四通八达的交通线，将增强全国人民的团结，发展国民经济，促进文化交流，消除城乡差异，巩固国防。两者的作用都特别重要。自改革开放之后，路桥建设的快速发展为投资创造了一个良好的环境，还为不同地域的经济发展起到了重要作用。桥梁工程不仅成本比道路低，也是交通运输的咽喉，关乎于全线通车。

而对于我自己，通过该课题，我们翻阅文献、自己思考、亲身操作的能力提高了，提高我们创新意识，同时，让我们对国内外桥梁研究的现状有一定的认识；巩固大学所学的理论知识，学习很多其他知识如动力学、有限元等方面的知识，对MIDAS、ANSYS软件的建模操作也更加熟悉。另外，通过软件建模，掌握有限元分析的基本步骤、方法与原则，学会对计算出的数据的分析，找到其中规律；利用实际案列来提高我们解决实际问题的能力，并且提高了我们理论联系实践的能力。经历了这次毕业设计，我的耐性和求知性又上升了一大步，面对困难我也会勇往直前了。

1.3研究现状

从行业发展来看，我国桥梁行业仍是黄金周期。自1960年来，科学技术的飞跃，我国经济增长、人民文化水平提升，建设的桥梁有了更高的要求。在当代，各种各样的丰富的桥梁被人们给设计出来，接着频繁地被建造。更大跨度的海峡桥梁的宏伟工程也急需要我们去完成。更多新颖、复杂的桥梁正挑战着桥梁技术人员，我们需要克服这个过程中的艰难险阻，去一步步进行人类的伟大创造。桥跨不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻量化，这些历史，就是所谓的桥梁发展的历史，这个历史需要我们共同去推动发展。

第2章 设计背景

2.1 地区环境资料

小三峡大桥的地区性就决定了它的气候，冬天冷，夏天热。年均温为，夏天的最高气温，并且然后冬天最低温达到了，年均降水量在左右，年降雨量混乱，不好预估。一年中段，即夏季降雨占了主要部分，占了全年一大半多。夏季为雨量充沛期，所降下的雨量多至全年一半。蒸发的雨量接近在左右，年底和开年很小，夏季最大。风速一般平均在，历史最大风速发生在1964年5月。

根据设计院资料得，三峡小桥位于南水北调工程丹江口库区，距丹江口大坝约50公里。桥区正常水位为168.229米，死水位为143.229米。千年难遇水位为170.429米

目前，正在下游实施加高大坝。大坝施工期间水库水位设计为:夏季防洪最低水位为143.22米，全年20%的洪水达到155.192米，在千年一次的洪水和20%的洪水流量下，水位达到164.192米。

2.2 工程概况、技术标准以及选用材料

1.工程概况

河南的八仙洞所在地就是我所设计的小三峡所在地，这座大桥建立在丹江湖上，成功建造这座桥对于南水北调有重要意义。它是丹江口两岸连接纽带，是两岸沟通的控制工程。

1. 技术标准

本次设计有如下标准：建设安全等级为一级；三级公路以及双向两车道；大桥宽度是净；级公路，人群荷载为；设计车速；桥上最大纵坡0.5%，横坡双向2.0%

3.选用材料及信息

（1）混凝土

桥跨上部主梁结构选用C80混凝土，桥墩C60混凝土，桥面板C20混凝土，预应力筋取高强低松弛钢绞线，根据参考文献规定，具体材料特性如下表2-1所示：

表2-1 混凝土材料特性表

(2)纵向预应力钢束

本设计选定的主梁纵向预应力钢筋为，，特别注意砼使用过程强度要达到设计强度90%。

预应力钢束的各种信息：弹性模量为；强度为；张拉控制应力；采用低松弛，松弛系数为0.3，张拉方式为超张拉。

第3章 桥型选取及基本尺寸拟定

本次桥梁设计参考双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构桥、梁拱组合桥三种形式的桥梁，进行安全、经济、适用、美观等方面的比较，选出最合适的桥型。

3.1 桥梁设计原则

安全性：桥梁的安全性一直都是我们设计桥梁首先需要考虑的问题，控制桥梁的振幅变形，避免桥面上有车行驶的时候对桥梁产生很大的冲击。

适用性：桥梁在满足安全性的条件下还需要检查是否合适，不仅仅需要在桥面上通行汽车和人群，桥跨以下净空也得让船安全通过，且需要便于检查和维修来保证其适用年限。

经济性：桥的设计过程中也应充分考虑经济，在满足安全的前提下，还需尽量降低桥的造价，以及在以后运作的过程中桥梁的保养及维护费用也应当充分考虑。

美观性：这个特性在现代也是特别重要的一点，在满足前面三点的情况下，我们就得考虑桥型的美观，与周围的美景协调，不突兀，最重要的一点是结构合理，这才是我们所追求的“美观”。

3.2 方案比选

3.2.1 梁拱组合桥

孔径布置：75m 180m 75m=330m。拱肋的矢跨比为1/6。即主跨180m，矢高30m

图3.1 梁拱组合桥

梁拱组合桥的组合结构由梁的弯曲和拱的承载性合成。在这种组合的混凝土结构中，梁体可以预留很大的承压来满足拱的水平力，结构具有拱的特点，又不是推力结构，对基础要求低，跨度也能很大，线条相当完美，与周围风景很是协调，是一道亮丽的风景线。并且它的施工方法转体施工不会影响旁边的事物，结构单独施工，最终封闭。成本不高，但是它的建设周期很长。

3.2.2 双塔斜拉桥

图3.2 双塔斜拉桥

上图是一座双塔斜张桥，是用斜索将主梁挂在桥塔上的桥梁。它还是一种组合形式的桥，外部载荷由主梁的弯曲和斜拉桥的张力承担。斜拉索还能以多种多样的形式布在立面上。各种电缆在结构和力学上都有自己的特点，在美观方面也有自己与众不同的地方。但是斜拉索的腐蚀问题并没有一个好的方法去解决，因此保证斜拉索的使用寿命，桥梁广大技术人员还需共同努力。斜拉桥外形轻巧，可以节约经济，但技术要求很高。

3.2.3 预应力混凝土连续刚构桥

。

图3.3

上图为一座连续钢构桥，所采用的的预应力混凝土，桥墩与上部结构均固结，因此桥墩处也会承受一部分弯矩，同时减轻上部结构的压力。同时相比于连续梁桥，连续刚构桥跨结构连续性更好，并且能做到更大跨度，建造的时候更加简便，费用也较少。钢构桥在主跨中间有个节点，边跨还是均为连续体系，同时边跨梁的重量能够使T构做成不等悬臂，这样主跨跨度就自然加大了。

3.2.4 最终选取：

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