摘 要

本次毕设设计为上部结构设计与分析，不涉及到下部结构的计算分析，课题的目的是为了让我们熟悉上部结构的设计、计算、分析全过程。本次设计从截面的拟定，到钢束的布置，以及后续的运行分析完全由自己进行。因此模型的建立花费了大量的时间。

本设计为95m 160m 95m预应力混凝土连续刚构桥，总跨径350m。桥梁截面采用单箱单室的箱型截面，本次设计为公路桥梁类型，设计中公路级别为高速公路，采用分离式的上下行车道布置，单幅单向行车，因此，在本次设计中只设计其中半幅路。选用的公路荷载标准为公路-Ⅰ级。

本次毕业设计，选用的施工方法是悬臂浇筑法施工，对于边跨不对称段采用的是满堂支架法施工。悬臂浇筑法最重要的环节在于施工段落的划分，每一节段的划分长度要与采用的挂篮的承载能力相适应。合拢的顺序对成桥后的内力影响也很大。

经过几个月的努力，成果也是让人欣喜的，建模过程虽然波折，但也成功了，CAD图纸绘制达到了要求，计算书的编写也按照规范编制完成。

通过这次的毕业设计，让我回顾了大学四年来的很多知识，几乎就是对过往知识的一种总结与复习。为以后在工作岗位上的学习奠定下基础。

关键词：预应力混凝土连续刚构桥；悬臂施工；节段划分

Abstract

The completion of the design for the upper structure design and analysis, does not involve the lower structure of the calculation and analysis, the purpose of the project is to let us familiar with the upper structure of the design, calculation, analysis of the whole process.This design from the cross-section to the layout of the steel beam, as well as the subsequent operation of the analysis entirely by myself.So the building of the model takes a lot of time.

This design is 95m 160m 95m Prestressed Concrete Continuous Rigid Frame Bridge.The total span is 350m.The box section of single box and single chamber is used in bridge section,This design is highway bridge type,adopting detached upper and lower lane layout and Single one-way traffic.Therefore, in this design only design half of the way. The selected road load standard is Highway-Ⅰ.

This graduation design,selection of the construction method is cantilever casting method construction.For the side of the asymmetric section is full of stent method construction.The most important part of the cantilever casting method is the division of the construction section. The length of each section is compatible with the carrying capacity of the basket.The order of closure is also great for the internal forces of the bridge.

After months of effort,the results are also gratifying.Although the modeling process twists and turns, but eventually succeeded.CAD drawings have been drawn up to requirements.The preparation of the calculation is also completed in accordance with the norms.Through this graduation design, let us review the University of four years of knowledge.

This is almost a summary of the past knowledge and review and for the future in the workplace to lay the foundation for learning.

Key words: Prestressed concrete continuous rigid frame bridge; Cantilever construction; Segmentation.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 预应力混凝土概述 1

1.2 预应力混凝土连续刚构桥 1

1.3 预应力混凝土连续刚构桥的施工方法 3

1.4 使用MIDAS建模 3

1.5 地质水文分析 4

第2章 桥梁总体布置及结构主要尺寸 5

2.1 方案比选  5

2.2 设计依据及基本资料 6

2.2.1 主要技术指标 6

2.2.2 主要材料 6

2.3 桥跨布置 6

2.3.1 桥跨分孔 6

2.3.2 总体布置 6

2.4 上部结构尺寸拟定 7

2.4.1 截面形式的选择 7

2.4.2 梁高的确定 7

2.4.3 腹板厚度 8

2.4.4 顶、底板厚度 8

2.4.5 悬臂板、梗腋及其他细部尺寸 8

2.6 特殊节段处理 9

2.6.1 零号块 9

2.6.2 横隔板 9

2.6.3 合拢段 9

第3章 桥梁结构内力计算 11

3.1 概述 11

3.2 模型的建立 12

3.2.1 节段的划分 13

3.2.2 材料 13

3.2.3 截面的定义以及边界条件的添加 13

3.2.4 静力荷载的添加 14

3.2.5 施工阶段的定义 15

3.2.6完成模型 16

3.3 桥梁恒载内力计算 16

3.3.1 计算阶段划分 16

3.4 桥梁活载内力计算 20

3.4.1 活载内力计算 20

第4章 预应力钢筋设计 24

4.1 预应力筋布置 24

4.1.1 预应力筋构造要求 24

4.1.2 预应力束布置原则 24

4.2 纵向预应力筋估算 24

4.2.1 纵向预应力束受力特点 24

4.2.2 弯矩包络 25

4.3 预应力损失及有效预应力计算 30

4.3.1 概述 30

4.3.2 预应力筋与管道之间的摩擦引起的预应力损失 30

4.3.4 预应力钢筋与台座之间的温差引起的损失 31

4.3.5 弹性压缩损失 31

4.3.6 钢筋松驰引起的应力损失 32

4.3.7 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 32

4.3.8 电算结果 32

第5章 次内力计算及内力组合 35

5.1 预应力次内力 35

5.1.1 预应力次内力计算方法 35

5.1.2 预应力次内力计算结果 35

5.2 收缩次内力 36

5.3 徐变次内力 37

5.3.1 徐变变形对结构内力的影响 37

5.3.2 徐变次内力计算方法 37

5.3.3 徐变次内力计算结果 37

5.4 温度次内力 38

5.4.1 温度变化对结构的影响 38

5.4.2 温度变化次内力计算方法 38

5.4.3 温度次内力计算结果 40

5.5 基础不均匀沉降次内力 41

5.5.1 计算方法 41

5.5.2 计算结果 42

5.6 荷载组合 43

5.6.1 作用分类和作用效应 43

5.6.2 按承载能力极限状态组合 43

5.6.3 按正常使用极限状态组合 45

第6章 主要截面验算 48

6.1 强度验算 48

6.1.1 计算依据 48

6.1.2 计算结果 48

6.2 承载能力极限状态截面验算 49

6.2.1 计算依据 49

6.2.1计算结果 49

6.3 正常使用极限状态截面验算 50

6.3.1 施工阶段正截面法向应力验算 50

6.3.2 受拉区钢筋的拉应力验算 51

6.4 变形验算 52

第7章 主要工程数量 54

7.1 混凝土用量 54

7.1.1 梁体混凝土用量 54

7.2 钢束用量估算 55

7.3 锚具用量估算 58

结论 60

参考文献 61

致谢 62

第1章 绪论

1.1 预应力混凝土概述

预应力混凝土发展于第二次世界大战，主要是为了快速回复战胜所带来的创伤。预应力混凝土从西欧迅速发展起来，现如今，已经经过了大半个世纪，预应力混凝土在理论、材料、工艺、土建工程的应用中都取得了相当大的发展与进步。现如今更是随着部分预应力概念的逐渐成熟，渐渐弥补了混凝土不受拉的缺陷，并且实现了在混凝土开裂的情况下结构依然安全的可能性，使得混凝土结构的应用范围大大扩展。现如今，预应力混凝土结构成为国内外桥梁建设方面最重要最常见的一种结构形式，尤其是对于大跨桥梁，预应力混凝土更是起到了至关重要的一环。预应力技术现在已经趋于成熟，已经不仅仅局限于混凝土结构中，在砖、石、型钢、木头等各种结构材料中都可见到它的身影。

预应力混凝土结构的研究与使用在我国发展的比较晚，西欧等国家大约领先我们十年左右的时间，但我们在这方面的发展及其迅速，国内使用预应力混凝土结构建设的工程项目数量庞大，远超国外。尤其近些年来，我国大力发展土木行业的建设，在桥梁等土木工程建设中更是投资巨大，规模建设方面在世界范围内居于前列。预应力技术在混凝土结构中的应用取得了巨大的进步，尤其是近几十年来，我国预应力混凝土梁桥发展迅速，预应力混凝土技术在桥梁中的应用解决了混凝土梁桥跨度小，自重大，耐久性等方面的缺点，使的桥梁向更大跨、更轻质方向跨出了一大步。我国在桥梁的施工技术、跨度、桥型等方面都有了突破性的进展，现如今已有不少预应力混凝土梁桥的修建规模和水平达到了世界一流水准。