摘 要

连续梁桥在工程实践中的应用非常广泛，相比于简支梁桥和悬臂梁桥其受力性能更加优异，对于跨径的适应能力更强，在现代桥梁理论发展成熟的条件下可以选用多种施工方法进行施工，在MIDAS等桥梁工程软件的协助下我们可以方便地模拟桥梁作业，并且较为科学地检验所构建模型的承载安全性，对桥梁建设起到了极大的推动作用。

本次设计针对雄楚大道高架桥进行三跨连续梁设计来满足交通运行的要求，主跨跨径为55m，总跨径为119m，在对桥梁结构受力反复计算后得到相应的桥梁布置图和截面及钢束配置情况，按照设计要求选用满堂支架法进行施工，上部结构运用MIDAS进行主体设计，从而确定和检验桥梁截面受力能否达到受力要求，同时得到支座处反力，下部结构依据电算得到的反力结果进行手动计算，最终得到设计书和相应图纸。

按照设计任务书要求，本次设计需要完成不少于60页的设计书和25页的图纸，将在最终成果里展现。

关键词：MIDAS操作、变高度连续梁、有限元法

Abstract

Continuous girder bridge is widely used in engineering practice ,compared to the simply sup-

Ported beam bridge and cantilever bridge the stress in the more excellent performance.It^,s more

Adaptable.mature conditions can choose a variety of construction methods in the construction of

Modern bridge theory,such as MIDAS bridge engineering software assistance.we can convenien-

tly work using it and scientifically determining the bearing safety model to promote the construc-

tion of the bridge.

The design for the XiongChu Avenue Viaduct of three span continuous beam is designed to meet the traffic demands,the main span is 55m,the total span is 119m,The corresponding bridge layout and cross section and steel beam configuration in the repeated calculation of stress of the bridge structure,according to the selection of full scaffold construction designed the upper struct-

ure requirements,using MIDAS to determine the main design and test of the bridge section stress can meet the requirement of the stress and bearing force.The lower part of the structure is obtain-

ed according to the electrical load of manual calculation results are obtained ,and corresponding

Design drawings.

In according with the design requirements,the design requires the completion of no less than 60 pages of design books and 25 pages of drawings ,they will be displayed in the final results.

Key words : MIDAS operation, variable height continuous beam,finite element method

目录

第1章 绪 论 4

1.1 概述 4

1.2 毕业设计的目的与意义 5

第2章 桥梁的方案设计 7

2.1 桥梁线形布置 7

2.2 技术标准与设计规范 7

2.3 技术指标 7

2.4 主要材料 7

2.4.1 混凝土 7

2.4.2 预应力钢筋 8

2.4.3 普通钢筋 8

2.5 箱梁结构尺寸的设计 8

2.5.1 梁高的初步确定 8

2.5.2 截面类型的确定 8

2.5.3 截面细部尺寸的选择 8

2.5.4 施工方法的选择 10

3.1 Midas建模过程 11

3.1.1 设定操作环境 11

3.1.2 材料的定义 11

3.1.3 定义时间依存材料特性 12

3.1.4 建立节点和单元 13

3.1.5 定义一般截面 13

3.1.6 定义变截面和变截面组 14

3.1.7 定义结构组 14

3.1.8 定义边界条件以及边界组 15

3.1.9 定义荷载组和钢束组 15

3.1.10 静力荷载工况的定义 15

3.1.11 移动荷载工况的定义 17

3.1.12 定义预应力钢束特性及张拉预应力钢筋 18

3.1.13 施工阶段定义与分析 20

3.2 Midas分析过程 21

3.2.1 生成荷载组合 21

3.2.2 模型结果内力图 22

3.2.3 进行PSC设计 24

第4章 主梁内力计算结果 25

4.1 一期恒载内力计算 25

4.2 二期恒载内力计算 25

4.3 汽车荷载作用效应计算 26

4.3.1 冲击系数和折减系数 26

4.3.2 汽车活载效应计算 28

4.4 基础沉降计算 34

4.4.1 支座沉降效应弯矩计算 34

4.4.2 支座沉降效应剪力计算 34

4.5 内力组合 34

4.5.1 按承载能力极限状态设计 34

4.5.2 按正常使用极限状态设计 36

第5章 预应力钢束的估算及布置 38

5.1 钢束估算 38

5.2 钢束布置 42

5.2.1 钢束布置构造要求 42

5.2.2 钢束布置原则 42

5.2.3 钢束起弯角和线型的确定 43

第6章 非预应力钢筋的估算与布置 46

6.1 纵向钢筋 46

6.2 箍筋计算 46

第7章 预应力损失计算结果 47

7.1 基本理论 47

7.2 预应力损失计算方法 47

7.3 钢束的预应力损失 47

第8章 Midas验算结果 55

8.1 使用阶段正截面抗弯验算 55

8.2 使用阶段斜截面抗剪验算 58

8.3 使用阶段正截面抗压验算 61

第9章 梁端锚固区局部承压验算 64

9.1 局部承压区尺寸要求 64

9.2 局部抗压承载力计算 65

第10章 盖梁的设计与验算 67

10.1 盖梁内力计算 67

10.2 配筋计算 68

10.2.1 弯矩作用下正截面配筋计算 68

10.2.2 剪力作用时配筋计算 68

10.3 抗裂验算 69

第11章 墩柱的设计与验算 71

11.1 荷载计算 71

11.1.1 作用于墩柱顶外力 71

11.1.2 作用于墩柱底外力 71

11.2 截面配筋计算 71

11.3 应力验算 72

第12章 桩基的设计与验算 74

12.1 荷载计算 74

12.2 桩长计算 74

12.3 桩的内力及位移计算 75

12.3.1 桩的计算宽度 75

12.3.2 桩的变形系数 75

12.3.3 桩墩柱顶上外力及最大冲刷线处（地面处）桩上外力 76

12.3.4 最大冲刷线以下深度z处桩截面上的弯矩及水平压应力 76

12.3.5 桩顶纵向水平位移验算 78

12.4 桩基配筋计算及桩身材料截面强度验算 79

参考文献 83

致 谢 83

绪 论

概述

连续梁桥是实际工程中常见的一种桥型，从两跨，三跨到多跨，其跨数与工程需要相适应，连续梁桥相比于静定结构桥比如简支梁桥和悬臂梁桥，其优势主要体现在对弯矩的卸载作用，等跨径的简支梁桥、悬臂梁桥、简支梁桥在相同荷载作用下可以明显看到连续梁桥跨中弯矩大大减少，这对于结构施工和使用阶段的承载有非常大的优势，但支座截面也会产生相对较大的负弯矩和剪力，围绕连续梁的设计和荷载效应分析在当今社会得到了极大发展。另外，连续梁桥形式往往成对称结构，且可以做成等高度形式或变高度形式，远景线形优美，且适于应用多种施工方法，即可现浇也可预制，在大中跨径范围内具有较好的发展前景和应用市场。

本次设计采用连续箱梁结构，对于大跨径桥梁选择箱型结构来保证其力学性能，同时符合设计和施工要求,考虑到结构跨度较大，需要配置预应力筋。相对于其他形式截面，其它截面有如下优点：

1. 截面抗扭刚度大，荷载作用下有利于抵抗较大的扭转变形。
2. 箱形截面顶板和底板尺寸易于调节，具有较大混凝土面积，对于预应力钢束和管道的通过十分合理，这就决定了它对弯矩和剪力等内力可以有很大的抵抗作用。
3. 适应现代化施工方法的要求，不论是预制还是现浇方案都能灵活应用。
4. 对于宽桥，由于抗扭刚度大，跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。
5. 公共设施布置安全方便。

相比与其它截面，箱梁适应能力强，抗扭刚度大，应力值底。但不容忽视的是箱梁仍有明显缺陷。由于它属于薄壁结构，为加强抗裂性能需配置大量钢筋，对于大跨径桥梁，采用箱形截面这种实腹式梁相对于桁架式结构桥梁自重增加不少，另一方面考虑则加大了造桥成本，这些在桥型设计之初需要综合考虑。