1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1设计的目的：
毕业设计是总结性的教学环节，是学生全面系统地融汇所学理论知识并运用于解决实际问题的过程。它是土木工程专业本科培养计划中最后一个也是最重要一个教学环节。通过本教学环节，要加深学生对所学基本理论知识的理解，培养学生综合分析和处理问题的能力。在老师的指导下，独立地完成一个课题的全部设计工作，解决与之相关的问题，熟悉相关设计规范，手册，标准图，以及工程实践中常用的方法。具有实践性、综合性强的显著特点。
此外，通过设计，还可以培养我们各个方面的综合能力，这主要包括：
(1)培养了我们综合运用本专业的基础理论、基本知识和基本技能分析解决实际问题的能力，独立完成任务的能力以及优化设计的创新能力。
(2)训练和提高了我们编写工程报告、设计文件的水平。
(3)使我们今后能够充分利用所学的专业知识，理论联系实际，独立开展工作，使自己具备从事道路桥梁方面工作的实际能力，为将来走向工作岗位打下良好的基础。
(4)提高计算，绘图的能力，能够熟练地查阅文献和使用规范手册，使我们对CAD，MIDAS等计算机辅助软件运用的能力得到很大的提升。
选择实际的工程项目——深茂铁路32 48 32m连续梁桥上部结构设计作为毕业计课题，进行大桥上部结构设计。
1.2设计的意义（理论或实际）：
大跨径预应力混凝土连续梁桥以采用变截面布置为主。从已建桥梁实例的统计资料分析，跨径大于100m的预应力混凝土连续梁桥有90%以上是选用变截面梁。因为大跨桥梁在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩。从预应力锚具的绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律。同时，大跨连续梁桥宜选用悬臂法施工，而变截面梁又与施工的内力状态相吻合。在跨径布置上，为减小边跨跨中正弯矩，宜选用不等跨布置，这样安排也便于悬臂对称施工。此外，有些采用有支架施工和预制装配施工的大跨径连续梁桥，也以梁的受力需要选用变截面梁。
变截面梁的截面变化规律可采用圆弧线、二次抛物线、直线等，最常用的是二次抛物线，因为二次抛物线的变化规律与连续梁的弯矩变化规律基本相近。采用直线形截面变化布置可使桥梁的构造简单，施工方便。如广东容奇桥主跨径90m，选用直线形变截面梁，其支点截面到左右各16.5m处梁高直线变化，从16.5m处到跨中截面取用等截面。该桥梁用大型预制构件拼装，由悬壁一连续体系转换，并在变截面和等截面交界附近设牛腿连按。从构造与施工方面考虑，该桥纵向选用部分直线变化是合理的，同时，也使各控制截面的强度和应力满足设计要求。预应力混凝土连续梁桥除在梁高上选用变截面外，对箱形截面也可将截面的底板，顶板和腹板作成变厚度，以满足梁内各截面的不同受力要求。
实践经验表明，变截面梁的截面高度与最大跨径之比，跨中截面可在1/30-1/50范围内考虑，支点截面可选用1/15~1/20。边跨与中跨的比例仍在0.5-0.8的范围内变化、当边跨与中跨之比小于0.3时，梁的受力状态接近固瑞梁，同时边路桥台支座要做成拉压式，以承受负反力。
变截面连续梁桥一般采用箱形截面，箱型截面具有良好的结构性能，因而在现代各种桥梁中得到广泛应用，箱形截面能满足各种使用条件，它的长度变化幅度十分大，并且腹板间距也能放大到一定程度；箱梁抗扭刚度也比较大；箱梁容许有最大细长度；箱梁应力值较低，重心轴不偏一边，同T形梁相比徐变变形较小。但是箱型截面也存在一些明显的缺陷，需要引起充分重视。如箱形面属薄壁结构。除受力钢筋外，还需配置大量构造钢筋，这对于中等跨径的桥梁，有时会导致用钢量比工字形或T形截面多。而对于大跨径桥梁、由于箱型截面乃实腹式梁，相比于空腹式的桁架式结构自重较大。而减轻自重是大跨径桥梁的重要课题，因而在设计时必须采取措施减轻自重，以节省材料，使造价经济。
1.3国内外研究现状分析：
近年来大量修建的大跨度预应力混凝土连续梁、T型刚构、连续刚构桥多采用对称悬臂浇筑的施工方法。该方法在施工期间不影响桥下通航或行车，而且充分利用了预应力混凝土承受负弯矩的特点，提高了桥梁的跨越能力。悬臂施工，其间将经过逐节段立模浇筑混凝土节段，分批张拉预应力钢束，转换结构受力体系及逐跨合拢，最终形成成桥结构。由于施工状况(施工荷载、预应力损失、混凝土收缩徐变、温度、湿度、时间等)、参数选取(材料特性、截面特性等)和结构计算模型，与现场情况存在差异；同时，结构发生的非线性变形不易精确确定；施工中所用材料的变异性等因素，使得施工过程中结构的实际状态偏离设计所希望的理想状态。因此在桥梁施工过程中必须对结构的实际反应(标高、线型、主梁应力等)进行严格的施工控制。目前，已经应用于工程实践中的施工控制方法有参数识别法、灰色预测控制系统、卡尔曼滤波法、最佳成桥状态法、顺推法、无应力状态控制法等。
大跨径预应力混凝土变截面连续梁桥具有刚度大、整体性好、受力合理、抗震性能强、跨越能力大、造型简洁美观等优点，因此在城市桥梁、公路桥梁、铁路桥梁等交通建设中得到了广泛的应用。但是近些年已建成的这类桥梁中，相当数量的桥梁在施工阶段或运营阶段出现了问题，主要表现在：箱梁腹板斜裂缝、箱梁底板开裂、0块横隔板裂缝、箱梁跨中下挠过大等现象。为避免这些问题的发生，在设计、施工中应充分注意，以确保桥梁使用的安全性和耐久性。
本次设计课题来源于工程实践，给定如下资料：深茂铁路某32 48 32m连续梁桥主桥上部结构的一般构造图、一般钢筋布置图、预应力束布置图、施工阶段示意图等。在完成本次毕业设计过程中，需要我们更好地了解国内外变截面连续梁桥的发展的历史、现状及趋势，同时积极、独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作做出的必要的准备。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容：
(1)设计速度：最高运行速度200km/h。
(2)线路情况：双线，直、曲线，正线线间距为4.6~5m，最小曲线半径3500m。
(3)环境类别及作用等级：一般大气条件下无防护措施的地面结构，环境类别为碳化环境，作用等级为T1、T2级。
(4)设计使用年限：正常使用条件下梁体结构设计使用寿命为100年。
(5)施工方法：挂篮悬臂浇筑法施工。
(6)本结构适用于设防烈度7度及以下地区，地震动峰值加速度为0.1g。
(7)轨道：有砟轨道。
(8)养护维修方式：桥上不设人行道检查车。
2.2设计依据
(1)《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设函【2005】285号）
(2)《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）
(3)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）及“局部修订条文”（铁建设【2009】22号）
(4)《铁路工程抗震设计规范》（2009版）（GB50111-2006）
(5)《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2013）
(6)《铁路综合接地系统》通号（2009）9301
(7)《铁路防雷、电磁，兼容及接地工程技术暂行规定》（铁建设【2007】39号）
(8)《客运专线铁路接触网H型钢柱》图（通化（2008）1301）
(9)《铁路无缝线路设计规范》（TB10015-2012）
(10)《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）
(11)《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》（TZ324-2010）
(12)《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（铁建设【2010】156号）
(13)《铁路混凝土桥面防水层技术条件》（TB/T2965-2011）
2.3 设计目标
(1)用Midas软件较精确地模拟深茂铁路某32 48 32m连续梁桥的主桥上部结构；
(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)完成施工过程内力分析；
(4)根据有限元分析的结果，编写设计说明书；
(5)根据指导老师的要求，完成相关文献的翻译工作。
2.4 设计要求
(1)要求综合应用有关理论基础课、技术基础课及专业课所学的知识，依照部颁有关设计规范，独立完成本毕业论文中的各项具体任务。
(2)掌握桥梁工程设计各设计阶段的设计内容，掌握设计过程中原始设计资料的采集方法与内容；掌握构件设计参数的测定、选用及计算。
(3)说明设计原则，考虑设计问题的条件与原因，说明材料规格、施工技术、施工方法、程序、要求、质量控制标准等。设计图表中要有总说明和各篇的分说明。
(4)要求能独立的、认真的完成毕业论文的内容，思路清晰、方案合理，设计计算无误，文理通顺，对有些问题能有自己的见解。
(5)设计文件要求
计算说明部分：设计计算与说明书内容应包括：目录、设计内容简介、任务书、设计计算书、毕业设计总结等；设计部分：设计图表内容应包括：目录、设计说明书（总说明书、各篇说明书）、设计图表。所提交的设计文件，应充分考虑施工的可行性，并注重经济性，选择最佳设计方案。文件的编制，要根据编制办法的内容逐一安排（包括各章的划分、设计内容、必要的设计计算说明、图表等），每一项设计内容 都必须配备必要的工程量计算结果。
(6)独立完成结构设计说明书，分析计算结果，设计说明书60页以上（A4）；
(7)完成不少于25张A3图纸的设绘工作量，且以毕业设计中所涉及的主要结构的设绘工作为主；
(8)查阅与本课题相关的参考文献、设计手册和著作，设计计算说明书中参考文献不少于10篇，其中外文文献不少于2篇；
(9)完成不少于20000英文印刷符且与选题相关的文献翻译工作。
2.5拟采用的技术方案及措施
在设计中，参照已建桥梁设计方案确定桥梁形式和结构形式。桥梁上部结构的计算，对连续梁来说，分别选取跨中和中间支座两个截面进行验算，读出Midas各种作用下的标准值，然后进行组合，用混凝土的相关知识进行验算，对于其它因素（温度、基础不均匀沉降、徐变）引起的内力，使用Midas civil计算：内力组合计算包括承载力极限状态的基本组合；使用Midas civil进行了预应力钢筋配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，进行持久状况构件的应力验算和挠度的计算与验算预拱度的设计。施工方式采用挂篮悬臂浇筑法施工并进行设计与计算。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅文献；熟悉Midas建模过程；熟悉毕业论文相关资料；
第3-8周：利用Midas建立连续梁桥有限元模型；
第9-12周：完成该连续梁桥的内力计算分析；
第13周：提交毕业设计文档及图纸，指导老师查阅；
第14周：进一步修改、整理毕业论文，定稿；
第15周：答辩。
说明：毕业实习根据工地情况，择机进行。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 中华人民共和国交通部. 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，2004
[2] 中华人民共和国交通部. 公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.北京：人民交通出版社，2004
[3] 范立础. 桥梁工程（上、下册）. 北京：人民交通出版社，1996
[4] 范立础. 预应力混凝土连续梁桥. 北京：人民交通出版社，1999
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[7] 葛耀君. 分段施工桥梁分析与控制. 北京：人民交通出版社，2003
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