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摘 要

斜拉桥作为一种新的桥梁，本身具有很大的优势。整个桥梁由桥跨、桥墩、拉索和桥塔组成。外形美观，结构轻巧，承受能力较好。

本设计是一座高速铁路90m 145m 90m的预应力混凝土矮塔斜拉桥，在结构特点上，斜拉索本身就承担一半部分的荷载，相当于预应力。其他部分的荷载由梁的受弯、受剪承受。斜拉桥的受力主体是桥梁，其次为斜拉索。因此桥梁承受荷载能力明显提高。

根据相关铁路桥梁规范，首先对桥梁截面尺寸进行设计。本设计中，主梁采用单箱双室的变截面形式，使用C60混凝土，桥面设计为16米，塔高18米，斜拉索则对称设置，布置在桥面两侧，每个索塔对称连有22根斜拉索，一共44根。然后根据桥跨长度确定斜拉索长度和桥塔高度。

通过Midas软件简历斜拉桥的模型。设计比较来确定斜拉桥的其他截面尺寸，进行变截面设计。通过调整斜拉索索力来完成桥梁内力组合计算。然后通过软件建立斜拉桥分阶段施工计算模型，进而对斜拉桥施工工序更进一层了解。当模型建好之后便是整体受力调整和根据荷载组合进行预应力配筋。

根据预应力混凝土桥梁正常使用极限状态和承载能力极限状态来对桥梁进行设计检算。最后根据检测斜拉索的应力和应力幅。

通过本次设计，让我对斜拉桥有了更深层次的了解。同时，在设计过程中也对桥梁规范有了一定的了解，学会了在设计过程中充分考虑施工的方便性和合理性。通过此次设计我们不难发现这种新型桥梁造型独特、施工便捷、景观协调，很有可能成为未来的主流桥型，需要人们进一步的探索和发现。

关键词：矮塔斜拉桥 悬臂施工 MIDAS 设计检算

Abstract

As a new bridge, cable-stayed bridge has its own advantages.. The whole bridge by bridge, pier, pylon and cable components. Beautiful appearance, lightweight structure, affordability better.

This design is a high speed railway 90m 145m 90m pre-stressed concrete short pylon cable-stayed bridge, in the structural characteristics, cable itself is half part of the load, equivalent to the prestress. Other parts of the load from the beam bending, shear bearing. The subject of the cable-stayed bridge is the bridge, and the second is the stay cable. Therefore, the load capacity of the bridge is obviously improved.

According to the relevant railway bridge specification, the bridge section size is designed firstly.. In this design, the use of variable cross-section form of single box double room, the use of C60 concrete, design of the bridge is 16 meters, 18 meters high, the cable is symmetrically arranged on both sides of the bridge, arranged in each tower, 22 symmetrically connected with cables, a total of 44 root. Then according to the bridge span length of cable length and height of the tower is determined.

Through the Midas software to resume the cable-stayed bridge model. Design comparison to determine the other cross-sectional dimensions of cable-stayed bridge, variable cross-section design. By adjusting the cable force of the cable to complete the bridge internal force combination calculation. Then, the construction calculation model of the cable-stayed bridge is built by software, and then the construction procedure of the cable-stayed bridge is understood.. When the model is built, it is the whole force adjustment and the combination of the load and the prestressed reinforcement.

According to the normal limit state and load limit state of prestressed concrete bridge, the bridge is designed and counted.. At last, according to the stress and stress amplitude of the stay cable.

Through this design, let me have a deeper understanding of the cable-stayed bridge. At the same time, in the design process also has a certain understanding of the bridge specification, the society in the design process to consider the construction of the convenience and rationality. Through this design is not difficult for us to find the new bridge unique shape, convenient construction, landscape coordination, very may become the future mainstream bridge, people need further exploration and discovery.

Key Words: Extradosed cable-stayed bridge；Cantilever construction；MIDAS/Civil；Design calculation

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 斜拉桥结构概述 1

1.2 连续梁和连续刚构的概述 1

1.3 矮塔斜拉桥的定义和特点 2

1.4 矮塔斜拉桥的发展概况 3

1.5 矮塔斜拉桥的设计分析 4

1.5.1 矮塔斜拉桥的总体布置及使用跨径 4

1.5.2 矮塔斜拉桥的结构体系 4

1.6 本论文的主要工作 5

1.7 设计任务书及基本资料 5

1.7.1 设计题目及分组 5

1.7.2 设计主要技术指标 5

1.7.3 主要设计参考规范 6

1.7.4 设计参考书目 6

1.7.5 主要设计内容要求 6

1.7.6 其他设计工作 8

1.7.7 论文工作 9

第二章 桥型方案总体设计 10

2.1 桥跨布置 10

2.1.1 主要设计技术指标 10

2.1.2 本设计参考规范、标准 10

2.1.3 桥跨布置过程 10

2.1.4 索塔控制尺寸的确定 11

2.1.5 主梁控制尺寸的确定 12

2.1.6 斜拉索的总体设计 13

2.2 主要结构设计施工要点 15

2.2.1 主梁施工方法及注意事项 15

2.2.2 桥塔和桥墩施工 17

2.2.3 斜拉索施工 18

2.2.4 桥面铺装设计 19

第三章 矮塔斜拉桥的整体受力计算 20

3.1 Midas 整体计算模型的建立 20

3.2模型的主要计算参数 22

3.3 Midas分阶段计算模型的建立 24

3.4 恒载状态计算结果 26

3.4.1 分阶段模型的施工阶段计算结果 27

3.4.2 分阶段模型的成桥恒载状态计算结果 27

3.5 活载状态计算 32

3.5.1车辆活载在Midas中的输入 33

3.5.2 主梁活载内力结果 32

3.5.3 斜拉索的活载内力 36

3.6 内力组合 38

3.6.1 主梁的内力包络图 38

3.6.2 主梁的内力组合 39

3.6.3 斜拉索的内力和应力组合 45

第四章 矮塔斜拉桥的主梁预应力筋设计 48

4.1 矮塔斜拉桥的索力确定方法 48

4.2 压弯构件预应力估算的原理和方法 49

4.2.1 截面上缘配置预应力筋情况 51

4.2.2 截面下缘配置预应力筋情况 51

4.2.3 截面上下缘均配置预应力筋情况 52

4.3 设计中的预应力估算结果 53

4.3.1.支座处截面的估数 53

4.3.2. 跨中截面的估数计算 54

4.3.3、中跨四分之一截面的估束计算 54

4.4 体内预应力钢筋的布束结果 55

第五章 矮塔斜拉桥的设计检算 58

5.1 主梁检算 58

5.1.1主梁正截面强度检算 59

5.1.2 主梁截面抗裂性 63

5.1.3 正截面混凝土拉应力检算（运营阶段） 65

5.1.4 主梁压应力检算（运营阶段） 66

5.2 斜拉索检算 66

5.2.1 斜拉索的应力检算 67

5.2.2 斜拉索的应力幅检算 68

5.3 检算结论 69

第六章 主要材料数量汇总 70

结论 71

致谢 72

主要参考文献 73

实习报告 74

第一章 绪论

1.1 斜拉桥结构概述

斜拉桥又名斜张桥，是一种用斜拉索直接将主梁悬吊在塔柱上的桥梁。斜拉桥是一种组合受力体系桥梁，外荷载靠主梁受弯压、斜拉索受拉来承担。

斜拉桥并不是一种新的设想，早期的滕索称重桥梁就是斜拉桥的前身，17世纪开始出现斜拉桥的构思，但由于当时桥梁结构和力学知识的缺乏，以及斜拉索材料强度的不足，导致桥梁坍塌事故时有发生，在此后的300多年中斜拉桥没有得到发展。

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