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摘 要

本文以某五跨曲线连续梁桥为对象，进行了上部结构设计与计算。首先上部结构尺寸拟定，包括：截面形式的选择、梁高的确定及其他细部尺寸的拟定。在初步设计方案确定的情况下，采用midas/civil建立有限元模型，进行自重内力、汽车荷载内力、次内力的计算，并进行荷载组合。然后，根据荷载组合的大小，进行预应力钢筋数量的估算和布置，最后，利用midas/civil的功能模块，进行结构的承载力和相关应力项的验算。验算结果表明，本文提出的设计方案，满足规范的各项检算要求。

关键词: 曲线连续梁桥 结构设计 结构验算

Abstract

In this paper, the superstructure design and calculation of a five-span curved continuous beam bridge is studied. First of all, the superstructure size, including: the selection of section form, the determination of beam height and other details of the size. When the preliminary design scheme is determined, the Midas/Civil finite element model is used to calculate the internal force of deadweight, automobile load and secondary internal force, and the load combination is carried out. Then, according to the size of the load combination, the number of prestressed reinforcement was estimated and arranged. Finally, the functional modules of Midas/Civil were used to check the bearing capacity and relevant stress terms of the structure. The results show that the design scheme proposed in this paper meets the requirements of the specification.

Key Words: Curved continuous beam bridge; Structural design; Structural check

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1国内外曲线梁桥的发展概况 1

1.2曲线梁桥的力学特性 2

第二章 设计依据 3

2.1设计资料 3

2.1.1材料参数 3

2.1.2主要技术指标 3

2.2设计规范 4

第三章 桥梁总体布置及截面尺寸拟定 5

3.1桥型布置 5

3.2截面类型 5

3.3细部尺寸拟定 5

3.3.1梁高 5

3.3.3底板 6

3.3.4腹板 6

3.3.5梗腋 6

第四章 桥梁建模 7

4.1参数定义 7

4.1.1材料参数 7

4.1.2截面特性 8

4.1.3混凝土收缩徐变特性 9

4.2建立节点单元 10

4.2.1建立节点单元 10

4.2.2修改截面 13

4.2.3修改单元依存材料特性和截面有效宽度 13

4.3边界条件定义 14

4.4荷载定义 15

4.4.1自重及二期荷载 15

4.4.2移动荷载 16

4.4.3温度梯度 18

4.4.4系统升降温 18

4.4.5支座沉降 18

第五章 结构内力计算与内力组合 20

5.1恒载内力计算 20

5.2活载内力计算 21

5.3次内力计算 23

5.3.1温度 23

5.3.2支座沉降 23

5.4内力组合 24

5.4.1承载能力极限状态内力组合 24

5.4.2正常使用极限状态下的效应组合： 27

第六章 预应力钢束设计 30

6.1计算原理 30

6.2预应力筋估算 32

6.3预应力筋实际布置 35

6.4预应力损失计算 36

6.4.1预应力钢筋张拉（锚下）控制应力 37

6.4.2钢束预应力损失 37

第七章 结构验算 43

7.1使用阶段正截面抗弯验算 43

7.1.1计算依据 43

7.1.2验算结果 43

7.2使用阶段斜截面抗剪验算 44

7.2.1计算依据 44

7.2.2验算结果 46

7.3使用阶段正截面抗裂验算 47

7.3.1计算依据 47

7.3.2验算结果 48

7.4使用阶段斜截面抗裂验算 48

7.4.1计算依据 48

7.4.2验算结果 49

7.5使用阶段正截面压应力验算 50

7.5.1计算依据 50

7.5.2验算结果 50

7.6使用阶段斜截面主压应力验算 51

7.6.1计算依据 51

7.6.2验算结果 51

7.7使用阶段抗扭验算 52

7.7.1计算依据 52

7.7.2验算结果 53

总结 54

参考文献 55

致谢 56

第一章 绪 论

1.1国内外曲线梁桥的发展概况

（1）国外对于曲线梁桥的研究始于20世纪中叶，考虑到研究成本和设备的因素，主要集中在美国、德国、日本、挪威和加拿大等发达国家中。第一座曲线梁桥是一座钢桁架铁路桥，于 1914 年在德国建成。随着混凝土结构被不断地青睐和采用，到了 20 世纪 70 年代末，国外迅速开始建造曲线梁桥，城市立交和高速公路建设中大量使用曲线桥型。到 1985 年，曲线梁桥的建造和研究达到了新的高度。其中典型代表的有：1976 年建成的日本长谷大桥、1982 年建成的加拿大 Bow River Bridge、1985 年建成的美国 Linn Cove Viaduct 桥等。建成于1987 年的日本青森大桥为三跨预应力混凝土连续曲线箱梁桥，计算跨径达到了 496m，最大跨径达到 240m，而最小圆曲线半径仅为 40m。该桥在施工技术上也取得了巨大的突破，应用在直线桥中的施工方法，如现浇、悬臂浇注、悬臂拼装、顶推法等均被用于该桥的施工中，这也为后来的曲线梁桥的设计和施工开创了先河。

（2）国内对曲线梁桥的研究始于 20 世纪 80 年代，由于整体的经济水平较国外发达国家还存在着一定的差距，对曲线梁桥的研究和应用与国外发达国家相比还比较落后。20 世纪 70 年代末，美国马里兰大学教授 C.P.Heins被邀请来华，针对曲线梁桥的设计理论，做了详细的介绍，引起了国内工程界的关注。经过一段时间的摸索、实践和研究，自 80 年代以来，我国正在迎头赶上，迫于城市立交的交通压力，开始广泛的建造曲线梁桥。这其中不乏一些具有代表性的桥梁，如江苏彩虹桥、武汉琴台桥、南京中央门立交桥等。进入 90 年代以后，曲线梁桥的建设更加繁多，在设计和施工技术层面也得到了进一步完善，并且在主梁截面形式方面也有了较大发展，矩形、箱形、外高内低及左右不对称等截面比比皆是。在平面布置方面也是种类繁多，有单跨的、多跨的曲线梁桥，也有闭合圆弧曲线梁桥。在施工方法层面，大多都是采用现浇法，也有采用悬臂浇筑法、顶推法和预制组装法等。

1.2曲线梁桥的力学特性

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