1. 研究目的与意义（文献综述）

一．选题的目的和意义
随着科学技术的进步和经济、社会、文化水平的提高，人们对桥梁建筑提出了更高的要求，大跨度、轻材质、行车舒适、外形美观等要求己成为桥梁设计时需重点考虑的地方。

经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建筑规模上，还是在科技水平上，均己跻身世界先进行列。

各种功能齐全造型美观的立交桥、高架桥，横跨长江、黄河等大江大河的特大跨度桥梁，如雨后春笋般频频建成。

2. 研究的基本内容与方案

二．国内外设计（研究）现状和发展趋势

欧洲工业革命后，钢桥、混凝土桥和预应力混凝土桥兴起并蓬勃发展，至20世纪30年代，由于高强钢丝和高强混凝土的使用，预应力混凝土结构最终以自重轻、刚度大、抗震、抗裂性能好等优点独占鳌头，广泛应用于各类工程中，被称为混凝土技术革命。在预应力混凝土桥梁方面，出现了很多新的桥梁形式和新的桥梁设计理论，施工工艺也日趋完善，从而提高了质量、降低了造价，甚至在大跨径桥梁方面可与钢桥媲美。

国际上，20世纪30年代法国与德国首先采用预应力混凝土修建了桥梁，1937年曾建成跨径33m的预应力钢筋混凝土简支梁桥和跨径69m的外露配筋悬臂梁桥。第二次世界大战以后，欧洲要修建被战争破坏的桥梁，但苦于缺少木材和钢材，于是跨径在30m以下的大部分中、小桥梁也采用了预应力混凝土。首先采用的是结构简单的简支梁桥，如法国里昂简支梁桥跨径为66m, 1953年原联邦德国采用悬臂法进行桥梁施工获得成功，建成悬臂浇筑式T型钢沃尔姆斯桥。现己建成的200m以上跨径的预应力混凝土桥梁有多座，如日本浦户、彦岛、滨名诸桥，美国的科罗一巴伯尔图阿普桥，阿根廷的巴拉圭桥等。

1960年中国最早建成的钢筋混凝土箱型薄壁梁桥一山东济宁跃进桥，是我国第一座混凝土箱梁桥，跨径为37m 53m 37m; 1964年又建成广西昌江悬臂箱梁桥，主跨55m。由于钢筋混凝土结构存在用钢多、自重大、易开裂等缺点，因此，为满足大跨径桥梁发展的需要，使用预应力混凝土是必由之路。1973年建成的北京复兴门立交桥，为8.25m 25m 8.25m三跨连续梁桥，桥宽51.64m，分三段预制先形成双悬臂静定体系，然后连续，横向由变截面实腹宽翼缘梁组成。1974年设计了65mX4包头三联连续梁桥，悬臂法施工完成跨径37m 70mX3 37m的兰州黄河连续梁桥1976年兴建了30m 45 X2 30m的河北洛河四跨箱型连续梁试验桥。此后，于19781981年相继建成了采用悬臂法施工的兰州黄河桥，顶推法施工的广东东莞、湖南伪江等桥。

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有50多年的历史，比欧洲起步晚，但近20年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

近十年来，引进、消化、吸收外国建桥经验，以先进的技术集成为依托，建成各种体系桥梁占据世界桥梁跨径记录的半壁江山。桥梁结构分析手段、分析方法等全面与世界先进水平接轨。特别是通过大跨进跨河、跨海桥梁工程，把世界桥梁工程界的目光聚焦在中国。随着城市交通的爆炸性增长，城市桥梁设计建造理念发生了改变，桥梁不再仅仅省交通功能，它越来越成为城市景观、城市标志性建筑的重要体现。

预应力混凝土梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内，上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。

三．主要设计内容

3.1初步拟定方案

3.1.1桥型选择

考虑到地质情况及经济条件以及施工的的安全性与方便性，斜拉桥与悬索桥不经济，拱桥施工困难，所以在连续梁桥与间支梁桥间选择最佳方案。

3.1.2方案拟定

根据给定的毕业设计任务书和河床断面图，通过比较各种桥型的结构特点、受力特点以及根据现行公路桥梁设计规范，确定桥梁总跨径、桥孔分孔，初拟桥梁图示、基础以及墩台的形式、桥梁横断面尺寸的设计、上下部构造主要尺寸的拟订，得出2—3套可行方案，并进行桥梁方案的比选

3.2设计计算

3.2.1截面性质计算;建立有限元计算整体模型

(1)截面性质计算:由于强度和应力验算中用到的截面各有不同，故应计算各界面的净截面特性和换算截面特性，此计算过程由程序进行。

(2)建立计算模型:使用Dr. Bridge和MIDAS软件。

3.2.2施工阶段内力计算

根据施工程序计算各施工阶段由恒载、施工荷载等引起的内力，得到不计预应力作用的最终恒载内力;

(1)确定各施工阶段的合理计算图式;

(2)施工阶段内力组合;

(3)将各施工阶段的内力进行累加，得到最终恒载内力。

3.2.3成桥阶段内力计算

(1)计算二期恒载、活载引起的截面内力;

(2)桥面板日照温差、整体温度引起的温度次内力计算;

(3)桥墩基础沉降引起的次内力计算;

(4)混凝土收缩、徐变内力计算。

3.2.4预应力筋及非预应力筋估算及布置

(1)将步骤2得到的恒载内力(无预应力筋作用)与步骤3得到的成桥阶段内力进行内力组合，得到各控制截面的设计内力包络图;

(2)依据初步拟定的布束形式确定结构各截面纵向预应力筋;

(3)跟据构造设置纵向非预应力筋的数量。

3.2.5施工阶段应力计算

(1)计算各施工阶段相应预应力束的预应力损失，并计算该阶段预应力钢束张拉、混凝土收缩、徐变等引起的次内力;

(2)将预应力引起的内力与步骤2得到的相应施工阶段的内力相组合;

(3)验算该施工阶段的正应力是否满足规范要求;

(4)将各施工阶段的内力进行累加，得到最终恒载内力。

3.2.6运营阶段应力及强度验算

(1)将步骤5得到的最终恒载内力(有预应力筋作用)与步骤3得到的成桥阶段内力进行内力组合，得到各控制截面的设计内力包络图;

(2)根据相应的组合内力，验算正截面和斜截面的抗裂性，并验算截面的正应力、主应力是否满足规范要求，并根据计算出的主拉应力配置抗剪钢筋;

(3)根据基本组合内力验算正截面抗弯强度和斜截面抗弯强度是否满足规范要求，若不满足要求，应配置适当的纵向非预应力钢筋，以提高截面的抗弯强度。

3.2.7桥面板横向计算

选取主跨的跨中截面，计算桥面板在恒载、活载、日照温差、横向预应力等荷载作用下引起的横向内力，并验算截面的正应力是否满足要求。

3.2.8腹板竖向计算

选取主跨的l/4截面，计算箱形截面在恒载、活载、竖向预应力等作用引起的竖向剪应力，并验算截面的剪应力是否满足要求。

3.2.9变形及预拱度设计

设施预拱度应考虑施工时的一期恒载、二期恒载、次内力和1/2汽车活载的影响。

3.2.10桥墩设计

包括墩台与基础

3.2.11箱梁分析

对典型截面的箱梁进行横向分析，包括剪力滞效应、自由扭转、约束扭转、畸变等。

3.2.12绘制桥梁构造及配筋图

(l)桥型一般布置;(2)上部结构构造;(3)上部结构施工顺序;(4)预应力束布置;(5)非预应力筋配置。

3.3设计重点

（1）上部结构尺寸的确定；

（2）利用桥梁电算程序计算主梁截面特性；

（3）主梁内力的计算；

（4）配筋计算以及钢筋的布置；

（5）施工图的绘制

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] jtg b01-2003, 公路工程技术标准[s]. 北京：人民交通出版社，2004.

[2] jtg d60-2004, 公路桥涵设计通用规范[s]. 北京：人民交通出版社，2004.

[3] jtg d63-2005, 公路砖石及混凝土桥涵设计规范[s]. 北京：人民交通出版社，2005.