摘 要

本次毕业设计的内容为檀军公路上的一联简支转连续预应力混凝土T梁桥结构设计，桥型采用5×24m五跨T梁桥，施工方法采用先简支后结构连续，桥梁全长120m,桥面宽度25m，使用预制T梁再现浇湿接缝连接，拟定梁高为1.68m。

采用桥梁方面建模软件Midas/Civil对桥梁上部结构进行设计和分析，其中桥梁博士3.0进行横向分布系数的计算， MIDAS/Civi在建立模型结构的基础上，对设计结构施加各类必要的恒载、活载，然后进行运算分析。

对桥梁下部结构的设计和分析采用手算的方式进行，主要包括盖梁、桥墩墩柱和钻孔灌注桩的设计。

本文所涉及的主要内容有：资料搜集和整理，桥梁桥型方案比选，拟定截面尺寸，使用Midas/Civil建模，各施工阶段划分，设计和布置正、负弯矩区的预应力钢束，控制截面的内力计算和截面验算，桥梁墩柱等下部结构的设计和验算等。

关键词：简支转连续；预应力混凝土T梁桥； Midas/Civil；结构设计

Abstract

The content of this graduation project is the structural design of a simply supported to continuous prestressed concrete bridge on Tanjun highway. This type of bridge adopts 5x24 m five-span T beam bridge, the construction method adopts simple support before continuous structure, the total length of the bridge is 120 m, the width of the bridge deck is 25 m, and the precast T beam is connected by the Cast-in-place wet joint, the proposed beam height is 1.68 m.

MIDAS / Civil，a bridge modeling software，is used to design and analyze the superstructure of the bridge. The bridge doctor 3.0 calculates the transverse distribution coefficient, MIDAS / Civil applies all kinds of dead load and live load to the design structure on the basis of establishing the model structure, and then carries on the calculation analysis.  

Hand calculation is used to design and analyze the substructure of the bridge . including the design of Cap Beam, pier column and bored pile.

The main contents of this document are as follows: Data collection and collation, bridge-type scheme comparison, drawing up section size, using MIDAS / Civil modeling, division of construction stages, design and layout of prestressed reinforcement in positive and negative bending moment zones, internal Force calculation and section checking calculation of control section, design and checking calculation of substructure such as Bridge Pier and column, etc.

Keywords: supported-to-continuous bridge; Prestressed concrete T-beam bridge; Midas/civil; structural design

目录

第1章 绪论 1

1.1预应力混凝土简支转连续梁桥的发展 1

1.2选题设计目的及意义 2

第2章设计概述 3

2.1工程概述 3

2.2技术标准 3

2.3 桥梁设计 3

2.4设计材料 4

2.4.1混凝土 4

2.4.2 钢材 4

第3章 桥梁方案比选与构造设计 5

3.1桥梁方案比选 5

3.1.1简支转连续箱梁桥方案 5

3.1.2预应力混凝土简支转连续T型梁桥 6

3.1.3预应力混凝土现浇T型刚构桥 7

3.1.4方案综合比较 8

3.2 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 9

3.2.1 桥跨总体方案 9

3.2.2 顺桥向主梁尺寸拟定： 9

3.2.3横桥向主梁尺寸拟定 10

3.2.4 下部结构尺寸拟定 10

第4章 midas/civil建模 11

4.1 模型简化 11

4.1.1横向分布系数计算 11

4.1.2模型简化 16

4.2 midas/civil建模过程 16

4.2.1设定操作环境 16

4.2.2定义材料 17

4.2.3定义截面 18

4.2.4定义变截面/变截面组 19

4.2.5建立节点 21

4.2.6建立单元 22

4.2.7定义时间依存性材料 22

4.2.8定义边界条件及边界组 23

4.2.9建立静力荷载工况 24

4.2.10建立移动荷载工况 25

4.2.11施加预应力荷载 26

4.2.12定义荷载组 28

4.2.13划分施工阶段 28

4.3 Midas/Civil分析过程 30

4.3.1生成荷载组合 30

4.3.2模型分析结果 31

4.3.3 PSC设计 33

第5章 荷载内力计算 35

5.1恒载内力计算 35

5.2活载内力 38

5.3结构次内力的计算及内力组合 41

5.3.1温度次内力 41

5.3.2支座沉降次内力 48

5.3.3预应力次内力 49

5.3.4收缩次内力 51

5.3.5徐变次内力 53

5.3.6内力组合计算 55

第6章 预应力钢筋设计及预应力损失计算 64

6.1预应力钢筋设计 64

6.2预应力损失 68

第7章 截面验算 74

7.1承载能力极限状态下截面验算 74

7.2正常使用极限状态截面验算 78

7.3持久状况和短暂状况构件的应力验算 80

7.4 锚下局部承压验算 85

第8章 行车道板计算 88

8.1中间单向板计算 88

8.2外边梁悬臂板内力计算 90

8.3内力组合 91

8.3.1连续板 91

8.3.2悬臂板 91

8.4桥面板配筋 92

8.4.1桥面板配筋 92

8.4.2抗剪验算 93

第9章盖梁设计 94

9.1下部结构初步设计 94

9.2 盖梁荷载计算 95

9.3盖梁配筋计算 106

第10章桥墩墩柱设计 109

10.1 荷载计算 109

10.2截面配筋计算 110

10.2.1偏心增大系数 110

10.2.2受压区高度系数 110

10.2.3纵向钢筋面积的计算 110

10.2.4钢筋验算 111

第11章钻孔灌注桩设计 113

11.1 设计资料 113

11.2 荷载计算 113

11.2.1每根桩所承受的荷载 113

11.2.2活载作用产生的弯矩 113

11.2.3作用于桩顶的外力： 113

11.3 桩长计算 114

11.4 桩的内力计算 115

11.5 桩顶纵向水平位移验算 118

11.6 桩截面配筋 119

参考文献 122

致 谢 124

第1章 绪论

1.1预应力混凝土简支转连续梁桥的发展

目前的公路桥梁施工方法主要有钢筋混凝土板梁预制施工、预应力混凝土T（箱）梁预制施工、悬臂浇筑法和拼装法，分别多被小、中、大跨径的桥梁选用。由于现浇连续梁的施工工艺复杂、工期长，人们逐渐采用梁板分批预制再现浇湿接缝连接两端的方式来加快施工进度，这种施工方法即为“先简支后连续”。

实际工程表明：简支转连续梁桥除结构力学性能好、结构弯矩较简支梁桥小、结构刚度大、变形较小外，还具有节省材料、大大降低施工难度的特点，这就有利于桥梁标准化和装配化施工，便于在保证质量的同时缩短工期，这些特点非常有利于高速公路稳定行车，是公路桥梁施工中的一种良好结构形式。

预应力混凝土T梁是一种简支T梁结构，现在已被越来越多的桥梁建设所采用，它方便预制，能够做到结构构件标准化，增加了构件之间的互换性；对于连续梁来说，其墩顶负弯矩大大的减小了主跨跨中受到的正弯矩，可以减小桥梁的截面，减轻自重，增大跨径。