摘 要

本设计题目为G348沙洋汉江公路二桥上部结构设计，桥梁跨径为5×30m，采用预应力混凝土连续箱梁，施工方法采用预制装配。

此次桥梁设计主要要完成用 Midas civil 模拟沙洋公路二桥的上部结构，并完成其内部结构分析，具体包括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。本次毕业设计重点在于 Midas 建模及相关验算，运用 CAD 绘制桥梁构件图，并进行计算书编写以及相关资料的收集。

关键词：连续梁桥；Midas 建模；预制装配；截面验算

Abstract

This graduation design carries on the upper structure of the second Han river highway bridge in Shayang ,whose span is 5×30m. The bridge is designed with continuous prestressed concrete continuous box girder, and its construction method is prefabrication.

In this paper , Midas is mainly used to simulate the superstructure of the second Han river highway bridge. Internal structure analysis, inluding standard value calculation of the internal force caused by constant load and live load, the secondary internal force caused by shrinkage and creep, the secondary internal force caused by the prestressing loss, together with load combination, checking of the limit state of bearing capacity of the main components and the serviceablity limit state of the main components is completed. The graduation design focuses on Midas modeling and related checking, using CAD to finish the papers of bridge components, preparing calculation books and collecting related data.

Key word：continuous beam bridge; Midas modeling; prefabrication;section checking

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 装配式预应力混凝土连续梁简介 1

1.2 Midas软件简介 2

1.3 本次设计的任务要求 3

第二章 桥梁的方案设计 4

2.1 沙洋汉江公路二桥设计基本资料 4

2.1.1 设计标准 4

2.1.2 主要材料及性能 4

2.2 上部结构设计 6

2.2.1 总体设计 6

2.2.2 结构尺寸 6

2.3 施工要点 9

第三章 Midas建模 11

3.1 Midas建模过程 11

3.1.1 操作环境的设定 11

3.1.2 材料的定义 12

3.1.3 截面的定义 16

3.1.4 节点与单元的建立 19

3.1.5 静力荷载工况的定义 21

3.1.6 温度荷载的定义 23

3.1.7 预应力荷载的定义 24

3.1.8 移动荷载工况的建立 26

3.1.9 静力荷载工况的建立 28

3.1.10 边界条件的定义 28

3.1.11 组的定义 30

3.1.12 施工阶段的定义 31

3.2 Midas分析过程 32

3.2.1 主控数据 32

3.2.2 荷载组合 32

• • 1. 3.2.3 模型的内力图 33
    2. 3.2.4 运行PSC设计 34

第四章 结构内力计算 36

4.1 恒载内力计算 36

4.2 活载内力计算 37

4.3 温度内力计算 38

4.4 内力组合分析 39

4.4.1 荷载的分类 39

4.4.2 荷载分项系数 39

4.4.3 荷载组合 40

第五章 预应力损失及有效预应力计算 42

• 1. 预应力损失分析 42

第六章 主梁截面验算 46

6.1 施工阶段法向压应力验算 46

6.2 受拉区钢筋拉应力验算 47

6.3 使用阶段正截面抗裂验算 49

6.4 使用阶段正截面压应力验算 52

6.5 使用阶段斜截面主压应力验算 54

6.6 使用阶段正截面抗弯验算 56

第七章 结论 59

参考文献 60

毕业设计总结 61

致谢 62

第一章 绪论

1.1 装配式预应力混凝土连续梁简介

装配式预应力混凝土连续梁桥是一种集简支梁与连续梁优点于一身的桥型，它既能像简支梁一般工厂化预制、快捷拼装，又具有连续梁刚度大、变形小、行车平顺等特点，因而在现代高速公路桥梁中得到了越来越广泛的应用。

与一般连续梁的受力状态相同，在荷载作用下，梁的跨中截面承担正弯矩，而支点截面承担负弯矩，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面正弯矩，且正负弯矩的绝对值均小于同等跨径的简支梁。而装配式连续梁桥的施工工艺则是将预制梁和现浇梁相结合，即将正弯矩区梁段预制，负弯矩区梁段现浇而成。由于预制梁的同时，桥墩、桥台可以进行施工，故而缩短了工期；施工过程无需大量支架，相较于满堂支架法节省了施工费用；预制段和现浇段梁高在受力上均可得到充分利用，材料用量得以减少。在施工方法上，一般采用先简支后连续的工艺，即先预制小箱梁并完成正弯矩预应力束的张拉，并在顶板预留负弯矩束孔道，架设安装以后浇筑湿接缝，在混凝土强度达到设计要求后张拉负弯矩预应力束，最后解除临时支座，使整联桥梁连续。装配式连续梁结构简单，其跨径易于标准化，目前常见的跨径为30-50m。

该桥型的设计与施工现已较为成熟，施工质量与工期容易控制，运营阶段的养护工作量也较小，符合经济、适用、安全、美观的建筑方针，在公路及铁路桥梁中均非常常见。

1.2 Midas软件简介

Midas Civil是一款通用的有限元分析软件，它主要用于桥梁结构的分析与设计，其主要特点如下：

（1）提供菜单、表格、文本、导入CAD和部分其他程序文件等灵活多样的建模功能，并尽可能使鼠标在画面上的移动量达到最少，从而使用户的工作效率达到最高。

（2）提供刚构桥、板型桥、箱型暗渠、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手。

（3）提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动荷载规范。

（4）提供桁架、一般梁/变截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、间隙、钩、索、加劲板轴对称、板(厚板/薄板、面内/面外厚度、正交各向异向)、实体单元(六面体、楔形、四面体)等工程实际时所需的各种有限元模型。

（5）提供静力分析(线形静力分析、热应力分析)、动力分析(自由振动分析、反应谱分析、时程分析)、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、动力边界非线形分析、几何非线形分析(P-delta分析、大位移分析)、优化索力、屈曲分析、移动荷载分析(影响线/影响面分析)、支座沉降分析、热传导分析(热传导、热对流、热辐射)、水化热分析(温度应力、管冷)、施工阶段分析、联合截面施工阶段分析等功能。

（6）在后处理中，可以根据设计规范自动生成荷载组合，也可以添加和修改荷载组合。

（7）可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。提供静力和动力分析的动画文件;提供移动荷载追踪器的功能，可找出指定单元发生最大内力(位移等)时，移动荷载作用的位置;提供局部方向内力的合力。

（8）可在结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计与验算。

1.3 设计任务要求

课题来源

本次课题来源于工程实例——沙洋汉江公路二桥。

设计依据

1.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004

2.《城市桥梁设计通用规范》（2007 年征求意见稿）

3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004

4.《公路工程技术标准》JTG B01－2003

设计内容

1、Midas 软件较精准的模拟沙洋汉江公路二桥上部结构；

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、绘制相关施工图；

4、编写毕业设计说明书。

提交成果

1、Midas 模型；

2、外文翻译；

3、CAD 图纸绘制（25 张以上）；

4、设计计算书（60 页以上）。

第二章 桥梁的方案设计

2.1 沙洋汉江公路二桥设计基本资料

2.1.1 设计标准

（1）公路等级：一级公路，双向四车道；

（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）净空高度：4.5m；

（6）桥面宽度：0.5m(防撞护栏） 11.25m（桥面净宽） 0.5m（防撞护栏） 0.5m（中央分隔带） 0.5m(防撞护栏） 11.25m（桥面净宽） 0.5m（防撞护栏）=25.0m；

（7）抗震设防标准：抗震设防烈度为7度；

（8）航道等级：Ⅲ-（2）级；

（9） 坐标系及高程系统：本项目采用1980西安坐标系和1985国家高程系统。

2.1.2 主要材料及性能

（1）混凝土

混凝土材料的选定必须遵照设计规范要求，不可出现材料使用错误的情况。此次设计所使用的混凝土型号如下表所示：

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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