摘 要

本设计题目为5×30m预应力混凝土等截面现浇连续箱梁桥施工图设计。桥梁布置为5跨，每跨30m，行车道设置为双向四车道，桥梁上部结构为预应力混凝土连续箱梁桥，采用现浇施工方法。连续梁桥在力学性能上比悬臂梁桥和简支梁桥要好，它的动力性能好，结构刚度较大，桥面变形比较小，适合汽车高速行驶。尤其是，当前各类施工技术在连续梁桥施工中的普及和应用，充分发扬了预应力技术的优点，降低了施工费用，提高了施工质量。

本设计利用Midas Civil软件，根据拟定的桥梁尺寸，进行上部结构配筋及验算。同时，必须要考虑混凝土收缩、徐变，基础不均匀沉降以及温度变化等因素所产生的次内力的影响。本设计包括桥梁上部结构和下部结构的设计和验算：上部结构的设计和验算主要是指主梁的设计和验算；下部结构的设计和验算包括墩柱的设计与验算和桩基的设计与验算。

关键词：预应力混凝土连续梁桥；内力分析；Midas Civil；次内力

Abstract

The topic is about 5 × 30m prestressed concrete of cast - in - place continuous box girder bridge construction designing. The span of the bridge is arranged at 5x30m, two-way four-lane, and the superstructure is a prestressed concrete continuous box girder bridge. The continuous beam bridge is superior to the cantilever bridge and the simply supported girder bridge in the mechanical performance. It has the characteristics of good dynamic performance, large structural rigidity, small deck deformation and favorable high speed driving. In particular, the current variety of construction technology in the continuous beam bridge construction in the popularization and application, fully carry forward the advantages of prestressed technology, reduce the construction costs and improve the construction quality.

This design uses Midas Civil software for structural analysis, according to the size of the bridge to develop the basic model of the bridge, and then internal force analysis, calculation of reinforcement results, the construction of the various stages of analysis and cross-section checking. At the same time, we must consider the concrete shrinkage, creep sub-internal force, the basis of uneven settlement of the internal force and temperature sub-internal forces and other factors. This design includes the design and calculation of the superstructure and the lower structure of the bridge. The design and calculation of the superstructure mainly refers to the design and calculation of the main girder. The design and calculation of the lower structure include the design and calculation of the pier As well as the design and calculation of pile foundation.

key words：Continuous beam bridge；Prestress； Full support；Upside structure；

Downside structure； Midas/civil

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 工程项目背景 1

1.2 工程建设条件 1

1.2.1 地形地貌 1

1.2.2 气象 1

1.2.3 地质构造及地质特征 2

1.2.4水文地质条件 3

1.2.5 场地地震效应 3

第2章 桥梁方案设计 4

2.1 设计基本资料 4

2.1.1 设计标准 4

2.1.2 设计计算依据 4

2.1.3 基本计算依据 4

2.2桥梁线型布置 4

2.3 主要材料 5

2.3.1 混凝土 5

2.3.2 桩端后压浆 7

2.3.3 钢材 7

2.3.4 支座伸缩缝 7

2.3.5 沥青混凝土 7

2.3.6 其他材料 8

2.4 结构尺寸设计 8

2.4.1桥梁设计跨径的布置 8

2.4.2初步确定梁高尺寸 8

2.4.3 截面类型的选择与确定 8

2.4.4 截面尺寸 9

2.5 施工方案选择 9

第3章 Midas/civil 建模及主梁内力计算 11

3.1 建模过程 11

3.1.1 设定建模操作环境 11

3.1.2 定义材料 12

3.1.3 定义截面 13

3.1.4 定义时间依存材料特性 14

3.1.5 节点，单元建立 15

3.1.6 修改单元依存材料特性 15

3.1.7 结构组，边界组，荷载组的定义和输入 16

3.1.8 施工阶段定义及建立 17

3.1.9 荷载工况定义及荷载输入 18

3.1.10 定义移动荷载 24

3.1.11 内力组合 28

3.1.12 预应力钢束的估算 29

3.1.13 预应力钢束布置 45

3.1.14 普通钢筋的布置 45

3.2 预应力钢束与普通钢筋抗力验算 46

3.2.1 支反力计算（见表3.6） 46

3.2.2 正截面抗弯承载能力验算（见表3.7） 49

3.2.3 斜截面抗剪承载能力验算（见表3.8） 62

3.2.4 抗扭承载能力验算（见表3.9） 74

3.2.5 结构正截面抗裂验算（见表3.10） 93

3.2.6 结构斜截面抗裂验算（见表3.11） 99

3.2.7 正截面混凝土法向压应力验算（见表3.12） 106

3.2.8 正截面受拉区钢筋拉应力验算（见表3.13） 112

3.2.9 斜截面混凝土主压应力验算（见表3.14） 115

3.2.10 施工阶段法向压应力验算（见表3.15） 122

4.墩柱的设计与计算 135

4.1 截面配筋计算及应力验算 135

4.1.1 作用于墩柱顶的外力 135

4.1.2 作用于墩柱底外力 135

4.1.3 墩柱的配筋 135

5. 钻孔灌注桩计算 137

5.1 荷载计算 137

5.2 桩长计算 138

6. 总结与展望 141

参考文献 143

致谢 144

第1章 绪论

1.1 工程项目背景

本次设计的楚平路位于武昌珞狮路至民族大道之间，是连接雄楚大街和南湖大道的一条南北向道路，道路全长2672m，道路红线宽20～30m。其中雄楚大街（设计桩号K0 060）～银行灾备中心（设计桩号K2 040）路段已于2012年10月完成施工图设计，目前正处于施工阶段。本次施工图设计范围为K2 040～K2 732.50路段，其中K2 116.25～K2 693.75路段跨越南湖水域，需建设跨越南湖水域桥梁；K2 040～K2 116.25路段和K2 693.75～K2 732.50路段为引道段。

本次设计的桥梁全长577.5m，桥宽20m；桥梁两端引道长为112.5m，道路红线宽20m。本次设计的主要内容为桥梁工程及其建筑景观附属工程。

1.2 工程建设条件

1.2.1 地形地貌

拟建工程场地位于洪山区，道路走向由北向南，起止点分别为雄楚大街和南湖大道。桩号K0 000～K0 720段现状为水泥路面，现状道路宽约30m；桩号K0 720～K1 320段地形变化不大，地面标高一般为26.00～30.20m，该段沿线分布有民房、厂房，建筑物较密集；因银行灾备中心用地场平及建筑施工，桩号K1 320～K1 720路段现场地形与2009年发生了较大的变化；桩号K1 720～K2 040段地形变化较大，地面标高一般为19.3～26.5m，该段沿线分布有施工便道、菜地、南湖及其湖汊。

1.2.2 气象

武汉市属亚热带大陆性季风气候，具有四季分明的气候特征。市区多年平均气温16.7℃，极端最高气温41.3℃（1934.8.10），极端最低气温－18.1℃（1977.11.30）。多年平均降雨量1204.5mm，最大年降雨量2107.1mm，最大月降雨量820.1mm（1987.6），最大日降雨量317.4mm（1959.6.9），最小年降雨量575.9mm，降雨一般集中在6～8 月，占全年降雨量的 40%，平均器皿蒸发量为1447.9mm。本区冬季受寒潮影响，多为西北风，夏季多为南风，风向具有明显的季节变化。武汉市的最大风速为29.4m/s（1967年1月27日），风向为NW，最大风力可达九级。大风以四月最多，九月、十月为最少，风向除六、七月偏南风较多外，其他季节为偏北风居多。每年六、七月常刮南洋风，其特点为风速较大，风向偏南，一般长达10～15天左右。

1.2.3 地质构造及地质特征

在勘探孔所穿透的深度范围内，沿线地层由人工填土、第四纪全新统湖积、冲洪相粘性土、中更新统冲洪积相粘性土构成。据野外钻孔岩性描述，原位测试结果及室内土工试验成果可将拟建工程场地勘探深度范围内地层划分为五层十三个亚层，各地层岩性特征见下表。

表1.1 工程地质分层表