摘 要

本毕业设计题目为4×30m预应力混凝土先简支后结构连续箱梁桥施工图设计，是以襄阳市唐河大桥中实际项目为背景，属于该项目引桥的第一联的上部结构和下部结构计算书。预应力混凝土连续小箱梁具有施工简单,行车平顺舒,抗震能力强,易于保养和维护的特点。适用于中小跨径的桥梁。受时间及个人能力的限制，本次毕业设计未进行横向预应力、竖向预应力以及抗震的设计。

本次设计首先根据规范要求和设计经验拟定了主梁的主要构造和相关细部的尺寸，考虑到桥梁结构形式与地质条件，桥台采用肋板台，桥墩选用圆柱墩，基础均选用摩擦桩。并确定施工方式为预制吊装施工。

其次利用MIDAS 软件进行上部结构计算分析，包括内力分析，计算配筋结果，进行施工阶段及截面验算。同时必须考虑混凝土收缩、徐变次内力和地基不均匀沉降引起的次内力以及温度次内力等因素的影响。行车道板、锚下局部应力与下部结构采用手算的方式，下部结构主要进行桥墩、桥台以及桩基础的设计与计算。

经过分析计算表明，本次设计桥梁内力分布合理，并符合相应规范要求。

关键词：先简支后结构连续；结构分析；MIDAS/CIVIL

Abstract

The design of the construction of the continuous box girder bridge with 4 × 30m prestressed concrete is the background of the actual project of the Tanghe River Bridge in Xiangyang City. It belongs to the superstructure and the lower part of the first joint of the project Structure calculation book. Prestressed concrete continuous small box girder has the characteristics of simple construction, smooth driving, strong earthquake resistance, easy maintenance and maintenance. Suitable for small and medium span bridges. Due to the limitation of time and individual ability, this graduation design has not been designed for lateral prestress, vertical prestress and earthquake resistance.

In this design, the main structure and the relevant detail of the main girder are designed according to the requirements and design experience. Taking into account the bridge structure form and geological conditions, the abutment adopts the pylon table and the pier piers, and the foundation adopts the friction pile. And to determine the construction method for prefabricated lifting construction.

Second, the use of MIDAS software for the calculation of the upper structure analysis, including internal force analysis, calculation of reinforcement results, the construction phase and cross-section check. At the same time, it is necessary to consider the influence of the factors such as the shrinkage of the concrete, the internal force of the creep and the sub-internal force caused by the uneven settlement of the foundation and the internal force of the temperature. The design and calculation of the piers, abutment and pile foundation are mainly carried out by the lower part of the roadway, the local stress and the lower structure of the roadway.

After analysis and calculation shows that the design of the bridge internal force distribution is reasonable, and meet the corresponding regulatory requirements.

Key words: simple post - simple structure; structural analysis; MIDAS / CIVIL

Key words: rigid frame-continuous combination beam bridge; cantilever construction method;

MIDAS/CIVIL; structural analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1 预应力混凝土连续梁桥的发展概述 5

1.2 选题设计思想及意义 5

第2章 桥型方案比选 6

2.1 构思宗旨 6

2.2 比选原则 6

2.3 设计方案 6

2.3.1 预应力混凝土先简支后结构连续小箱梁桥 6

2.3.2 装配式预应力混凝土简支T梁 7

2.3.3 预应力混凝土变高度连续箱梁桥 7

第3章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 9

3.1 桥跨布置 9

3.2 上部结构尺寸拟定 9

3.2.1 顺桥向主梁尺寸拟定 10

3.2.2 横桥向主梁尺寸 10

3.3 下部结构尺寸的拟定 10

3.3.1 墩身尺寸拟定 10

3.3.2 桥台拟定 10

3.3.3 桩基础尺寸拟定 11

第4章 建模 11

4.1 模型简化 12

4.1.1 横向分布系数的计算 12

4.1.2 模型简化 12

4.2 主要参数说明 13

4.2.1 材料参数 13

4.2.2 荷载参数 14

4.2.3 边界说明 15

4.3 施工阶段说明 15

第5章 桥梁结构内力计算 15

5.1 恒载内力 16

5.2 活载内力 20

第6章 预应力钢筋设计及预应力损失计算 24

6.1 预应力钢筋设计 24

6.1.1 纵向预应力筋估算 24

6.1.2 预应力筋的布置 28

6.2 预应力损失 28

6.2.1 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦 28

6.2.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 29

6.2.3 预应力钢筋与台座之间的温差 29

6.2.4 混凝土的弹性压缩 29

6.2.5 预应力钢筋的应力松弛 30

6.2.6 混凝土的收缩徐变 30

6.2.7 预应力损失计算结果 31

第7章 次内力计算及内力组合 33

7.1 温度次内力 33

7.1.1 计算依据及方法 33

7.1.2 温度次内力计算结果 34

7.2 基础不均匀沉降次内力 39

7.3 预应力次内力 41

7.4 收缩次内力 43

7.5 徐变次内力 46

7.6 内力组合 48

7.6.1 承载能力极限状态组合 48

7.6.2 正常使用极限状态组合 50

第8章 主要截面验算 53

8.1 承载能力极限状态截面验算 54

8.1.1 正截面抗弯验算 54

8.1.2 斜截面抗剪验算 56

8.2 正常使用极限状态截面验算 57

8.2.1 使用阶段正截面抗裂验算 58

8.2.2 使用阶段斜截面抗裂验算 60

8.2.3 挠度验算 61

8.3 持久状况和短暂状况构件的应力验算 62

8.3.1 使用阶段正截面压应力验算 62

8.3.2 使用阶段斜截面主压应力验算 63

8.3.3 施工阶段正截面法向应力验算 64

8.3.4 受拉区钢筋的拉应力验算 67

第9章 锚下局部承压验算 68

9.1 局部受压区尺寸要求 69

9.2 局部抗压承载力计算 70

第10章 行车道板计算 70

10.1 中间单向板计算 71

10.1.1 恒载内力 71

10.1.2 活载内力 71

10.1.3 内力组合 73

10.2 外边梁悬臂板内力计算 74

10.2.1 恒载内力 74

10.2.2 活载内力 74

10.2.3 内力组合 75

10.3 配筋设计 75

10.3.1 支点处配筋 76

10.3.2 跨中配筋 76

第11章 桥墩计算 77

11.1 荷载计算 77

11.2 截面配筋计算 78

11.3 墩柱截面承载力验算 80

第12章 桥墩钻孔灌注桩计算 80

12.1 荷载计算 81

12.2 桩长计算 81

12.3 桩的内力及位移计算 83

12.3.1 基本假定 83

12.3.2 桩的计算宽度 83

12.3.3 桩的变形系数 83

12.3.4 计算最大冲刷线处桩身弯矩，水平力及轴向力 84

12.3.5 桩身最大弯矩位置及弯矩计算 84

12.3.6 计算最大冲刷线以下深度处桩截面上的弯矩及水平压应力 84

12.3.7 桩顶纵向水平位移验算 87

12.4 桩身截面配筋计算 88

12.5 墩柱截面承载力验算 89

第13章 桥台计算 90

13.1 盖梁计算 91

13.1.1 计算模型 91

13.1.2 盖梁截面配筋 92

13.1.3 盖梁截面承载力验算 93

13.2 钻孔灌注桩 96

第14章 简支转连续端部浇筑顺序的探讨 96

14.1 几种可能的施工顺序与评判标准 96

14.2 计算结果与分析 97

14.2.1 跨中挠度的分析 97

14.2.2 跨中弯矩的分析 97

14.2.3 跨中内力分析 97

14.2.4 连续端内力分析 98

14.2.5 连续端弯矩分析 98

14.3 结论 99

参考文献 99

致 谢 101

绪论

预应力混凝土连续梁桥的发展概述

预应力混凝土连续梁桥,具有整体性好、抗震性能好、结构刚度大，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。目前，无论是城市的桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁桥都可以凭借其优势脱颖而出，进而成为优胜方案。我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，但比欧洲起步晚，但近对年来随着国家大力建设基础设施，预应力混凝土连续梁桥发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、预应力材料、设备更新换代、施工工艺等方面均有显著地提高，预应力混凝土梁桥的设计与施工技术在国内外都已达到较高水平。同时我国公路事业，特别是高速公路建设发展迅猛。在近几年的设计中，预应力混凝土先简支后连续的小箱梁正逐渐开始广泛应用。作为预应力混凝土连续梁桥的一种，该梁桥除了具有结构受力性能好，结构刚度大，同时还具有节约材料，大大降低施工难度的特点，可实现桥梁施工的标准化和装配化，质量容易保证，工期短。这些特点满足了高速公路对行车平稳、安全、舒适的要求，既克服了简支梁接缝较多的问题，又避免了连续梁箱梁施工速度慢、投资大的缺点，是高速公路桥梁建设中不错的结构形式。

选题设计思想及意义

本次毕业设计以襄阳市襄州区唐河大桥为背景，仅对其引桥第一联小箱梁进行设计总体说明、上部结构计算、下部结构计算、以及主要的施工图纸的设计。本桥是跨径布置为4×30m 四跨预应力混凝土先简支后结构连续箱梁桥，桥面全宽12m，横向布置4片梁，边梁2片，中梁2片。箱梁间距2.9m，预制梁边梁宽2.85m，中梁宽2.4m。两箱梁之间设0.5m湿接缝使结构连接成整体。连续梁桥由于是超静定结构，计算量大且准确性难以保证，所以采用MADIS CIVIL8.32进行桥梁建模，这样不仅提高了效率，同时也保证了准确性，施工方面结合其地形情况及现场设备的考虑，采用预制吊装的方法。做好毕业设计可以使学生的基础理论知识与专业知识更加巩固、系统、延伸和拓展。对于工科院校而言，可使学生受到工程技术的基本训练，以及工程技术人员所必需的综合训练，提高学生调查研究理论分析、计算、绘图、外语翻译等各方面能力，特别是综合运用所学基本理论从而分析、解决工程实际问题的能力。

桥型方案比选

构思宗旨