摘 要

本毕业设计题目为40 70 40m 预应力混凝土连续箱梁桥。受恒活载的作用，连续梁在支点处产生的负弯矩对其在跨中产生的正弯矩有卸载，所以平衡了整体的内力状态。而由于其正负弯矩的部分抵消，使其梁高可以得到减少，增加其桥下净高，因此可以节省材料的同时刚度强度和稳定性得到保证，承载能力大。由于时间的限制和实力上的问题，我没有进行横、竖向预应力和抗震设计。

根据设计经验，首先进行了主桥主要构造的拟定和相关截面尺寸的拟定，并使其满足构造要求。连续梁桥主桥跨径为40 70 40m变截面箱梁，桥的平面在R=2500m的圆曲线上。

其次确定施工方法，使用挂篮对称悬臂浇筑施工方法，0号块在主墩施工结束后在支架上现浇，之后对称浇筑 1~8号块，边跨在满堂支架上现浇，最后先边跨合拢，再进行中跨合拢。

本次设计利用 MIDAS/CIVIL对结构有限元进行分析。根据桥梁拟定尺寸建立桥梁基本模型，进行内力分析、预应力筋的估算与布置以及截面验算。建模时考虑了混凝土收缩徐 变、温度、沉降等因素的影响，进行了相关次内力的分析。

经过数据分析和计算验明，本次设计内力合理，计算方法正确，符合要求。

关键词：连续箱梁桥；悬臂施工；结构内力分析；MIDAS/CIVIL

Abstract

The graduation design title is 40 70 40m prestressed concrete continuous box girder bridge. Under the action of constant live load, the negative bending moment generated at the support point of continuous beam is unloaded to the positive bending moment generated in the span, so the overall internal force state is balanced. And because of its offset some of the positive and negative bending moment, make it high beam can be reduced, increase the clear height of the bridge, so it can save material rigidity strength and stability guaranteed at the same time, large carrying capacity. Due to the limitation of time and the problem of strength, I did not carry out transverse and vertical prestress and seismic design.

According to the design experience, first of all, the main structure of the main bridge and the relevant section size of the bridge are drawn up, which can meet the structural requirements. The span of the main bridge of continuous beam bridge is 40 70 40m variable section box girder. The plane of the bridge is on the circular curve of R=2500m.

Second determine construction method of the symmetrical cantilever construction method using hanging basket, 0 block at the end of the main pier construction cast-in-situ on scaffolds, symmetrical casting after 1 ~ 8 block, side span cast-in-place on full framing, finally folded edge across first, then the closed.

This design USES MIDAS/CIVIL to analyze the structural finite element. The basic model of bridge was established according to the bridge's proposed size, and the internal force analysis, the estimation and layout of prestressed bars and the section checking were carried out. The influence of shrinkage and creep, temperature and settlement of concrete was considered in the modeling.

Through data analysis and calculation, it is proved that the internal force of this design is reasonable, the calculation method is correct and meets the requirements.

After analysis and verification, the design calculation method is correct, the internal force distribution is reasonable, and the design task is completed.

Key words：Continuous box girder bridge;cantilever construction method; MIDAS/CIVIL; structural analysis

目录

第1章 桥梁方案比选 6

1.1 设计初始资料 6

1.1.1 桥位以及水文、地质情况 6

1.1.2 设计标准 7

1.1.3 主要技术标准及采用规范 8

1.2 方案设计 8

1.2.1 方案一：3跨连续箱梁桥 8

1.2.2 方案二：装配式预应力混凝土简支T梁 9

1.2.3 方案比较 10

第2章 桥梁总体布置及结构主要尺寸 11

2.1 主要材料 11

2.1.1 混凝土材料 11

2.1.2 钢材 12

2.2 桥跨布置 12

图 2.1 桥型布置图 12

2.3 上部结构尺寸拟定 12

1、变截面连续箱梁 12

2、装配式预应力混凝土组合箱梁 13

2.4 下部结构尺寸拟定 13

2.5 其他 13

2.6 施工方案的确定 13

图 3.2 施工工序图 14

第3章 建模 16

3.1 模型简化 16

（1）施工节段的划分 16

（2）设支座处，横隔板处； 16

（3）截面变化处； 16

3.2 主要参数说明 16

3.2.1 材料参数 16

3.2.2 荷载参数 17

3.2.3 边界条件 17

3.3 施工阶段说明 17

第4章 桥面板计算 19

4.1 主梁桥面板按单向板计算 19

4.1.1 恒载内力以纵向取 1m 的板条计算 19

4.1.2 活载内力 19

4.2 主梁桥面板悬臂板的计算 21

4.2.1 恒载内力以纵向取 1m 的板条计算 21

4.2.2 活载产生的内力 22

4.2.3 行车道板的设计内力 22

4.3 主梁桥面板悬臂板的计算 23

1.支点处配筋，沿纵向取 1m 宽板条计算 23

2.跨中处配筋，沿纵向取 1m 宽板条计算 23

3.抗剪验算 23

第5章 内力计算与组合 25

5.1 恒载内力的计算 25

图5.1 结构自重内力图 25

5.2 活载内力计算 27

5.2.1 横向分布系数的计算 27

5.2.2 活载内力的计算 27

5.2.3 计算结果 27

a)汽车荷载 MVmax 弯矩图 28

b)汽车荷载 MVmin 弯矩图 28

c)汽车荷载 MVmax 剪力图 28

d)汽车荷载 MVmin 剪力图 28

5.3 次内力计算 30

5.3.1 温度引起的内力计算 30

5.3.2 支座位移引起的内力计算 31

5.3.3 徐变引起的内力计算 32

5.3.4 预加力产生的次内力 33

5.4 承载能力极限状态的内力组合 35

5.5 正常使用极限状态的内力组合 35

（2） 准永久组合 35

5.6 内力组合 36

a)弯矩包络图 36

b)剪力包络图 36

a)弯矩包络图 36

b)剪力包络图 36

a)弯矩包络图 36

b)剪力包络图 37

第6章 预应力钢束数量及损失计算 40

6.1 预应力钢束数量的确定 40

（1）按承载能力极限状态 40

（2）按正常使用极限状态 40

6.2 预应力束的布置 44

6.2.1 布置原则 44

6.2.2 钢束的布置 44

6.3 预应力钢束与管道壁之间的摩擦 44

第7章 主梁验算 48

7.1 持久状况承载能力极限状态验算 49

7.1.1 截面受压区高度 49

7.1.2 正截面抗弯承载力验算 50

7.1.3 斜截面抗剪承载力验算 54

7.2 持久状况正常使用极限状态验算 56

1）抗裂性及裂缝宽度验算 56

2）变形验算 56

7.3.2使用阶段斜截面抗裂验算 59

7.3 持久状况构件应力验算 62

7.3.1 正截面混凝土法向压应力验算 62

7.3.2 正截面受拉区预应力钢束拉应力验算 65

7.4 使用阶段正截面压应力验算 67

（1）压应力 67

（2）拉应力 67

7.5 使用阶段斜截面主压应力验算 69

7.6 挠度验算 71

7.7 梁端锚固区的局部承压验算 71

7.7.1 局部承压尺寸要求 71

7.7.2 局部承压承载力验算 72

第8章 下部结构计算 74

8.1 桥墩计算 74

8.1 桥墩布置图 74

8.1.1 内力计算 74

8.1.2 配筋设计 74

8.1.3 承载力验算 76

8.2 钻孔灌注桩计算 77

8.2.1 桩长计算 77

8.2.2 桩的内力计算（m法） 77

8.2.3 桩身截面配筋与强度验算 80

参考文献 83

致 谢 84

第1章 桥梁方案比选

本次毕业设计的目标是完成全长约为150m的十字港大桥主桥的设计，设计基本内容包括完成桥梁设计总说明、上部结构、下部结构的计算及主要的施工图设计。此桥为双向六车道，主梁单箱双室的截面形式，选择变截面的形式来满足经济实用、美观等要求，连续梁桥属于超静定结构，由于使用手算的话计算量过于庞大，并且由于数据庞多，计算公式较为复杂，所以本次毕设采用迈达斯进行建模和一些电算，这样能保证效率的同时，还能保证准确度。施工方法选择了国内成熟的悬臂施工。通过此次毕业设计，可以让我更加熟练的绘图，并且学习到了如何使用迈达斯等桥梁方面的软件，综合提高了我的专业知识和技术能力，同时也有一定的解决实际工程的能力，巩固了大学4年所学的知识。

1.1 设计初始资料

1.1.1 桥位以及水文、地质情况

（1）水文地质条件