论文总字数：72748字

摘 要

徐洪河大桥主桥为预应力混凝土变截面连续箱梁桥。预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平稳舒适、造型美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。

根据地形和任务书，本次毕业设计为45m 76m 45m,主要针对上部结构进行设计。本次设计通过Midas Civil软件来建立主桥梁结构模型，期间辅助使用Autocad进行设计。建完模型后，进行结构的内力分析，随后进行预应力筋的估算，包括顶板、腹板以及底板钢束。完成后进行恒载、活载内力计算，温度荷载、支座不均匀沉降、施工阶段内力计算，预应力引起的次内力计算，最后进入结构验算。

经过设计、分析、计算表明本设计计算方法正确，结构内力分布合理，符合

设计任务的要求。

关键词: 三跨变截面 ；预应力连续梁桥；结构分析；结构验算

Design for Jiangsu Xuhonghe Bridge

Abstract

The main bridge of Xuhonghe bridge is prestressed concrete continuous box girder bridge with variable section. Prestressed concrete continuous beam bridge has become one of the most competitive main types of bridges because of its good mechanical performance, small deformation, few expansion joints, smooth and comfortable driving, beautiful shape, small maintenance work and strong seismic resistance.

According to the terrain and assignment, the graduation design is 45m 76m 45m, mainly for the design of superstructure. In this design, Midas civil software is used to establish the main bridge structure model, during which AutoCAD is used for design. After the model is built, the internal force of the structure is analyzed, and then the prestressed reinforcement is estimated, including the top plate, web plate and bottom plate steel tendon. After completion, the internal force calculation of dead load and live load, temperature load, uneven settlement of bearing, internal force calculation in construction stage, secondary internal force calculation caused by prestress shall be carried out, and finally the structural checking calculation shall be carried out.

Keywords: three span variable section; prestressed continuous beam bridge; structural analysis; structural checking

目录

摘要 Ⅲ

Abstract Ⅳ

绪论 1

第一章 设计背景及相关资料 4

1.1.工程概况 4

1.1.1主要技术标准 4

1.1.2主要工程材料 4

1.1.3设计依据 5

1.2设计内容及要求 5

1.2.1设计内容 5

1.2.2设计要求 6

1.3桥孔分跨 6

第二章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 7

2.1尺寸拟定 7

2.2截面尺寸及梁高的拟定 7

2.2.1梁高 7

2.2.2截面尺寸 8

第三章 荷载内力计算 10

3.1恒载内力计算 10

3.1.1一期恒载内力计算 10

3.1.2二期恒载内力计算 10

3.2活载内力计算 14

3.3内力组合 15

3.3.1冲击系数的计算 15

3.3.2承载能力极限状态的内力组合 18

3.3.3正常使用极限状态的内力组合 20

3.3.4内力组合结果 21

第四章 预应力钢束的估算与布置 22

4.1预应力钢束的估算 22

4.1.1估算方法 22

4.1.2估算公式 22

4.2预应力钢束布置 24

4.3预应力损失及有效预应力计算 25

4.3.1计算原理 25

4.3.2钢筋的有效预应力计算 29

第五章 次内力计算 30

5.1温度次内力计算 30

5.2支座沉降次内力计算 34

5.3预应力产生的次内力 35

5.4收缩徐变产生的次内力 37

第六章 结构验算 40

6.1 使用阶段斜截面抗裂验算 40

6.1.1验算理论 40

6.1.2验算结果 40

6.2 使用阶段正截面抗裂验算 43

6.2.1验算理论 43

6.2.2验算结果 44

6.3使用阶段正截面抗弯验算 45

6.3.1验算理论 45

6.3.2验算结果 47

6.4受拉区钢筋拉应力验算 49

6.4.1验算理论 49

6.4.2验算结果 49

6.5使用阶段正截面压应力验算 52

6.5.1验算理论 52

6.5.2验算结果 52

6.6使用阶段斜截面主压应力验算 54

6.6.1验算理论 54

6.6.2验算结果 55

6.7施工阶段法向应力验算 56

6.7.1验算理论 56

6.7.2验算结果 57

6.8刚度验算 60

6.8.1中跨变形验算 60

6.8.2边跨变形验算 60

第七章 墩及桩基础设计与计算 61

7.1支座的选择与布置 61

7.2墩身设计与验算 62

7.2.1横桥向及纵桥向尺寸 62

7.2.2墩身高度 62

7.2.3墩身承载力计算 62

7.3承台设计 63

7.4桩基础设计 63

第八章 施工方案 66

8.1 材料设备 66

8.2 施工方法 66

8.2.1挂篮设计与组装 66

8.2.2浇筑段落 66

8.2.3 悬浇顺序及要求 67

8.2.4 张拉及合龙 67

8.2.5 高程控制 68

8.3 箱梁梁段分段图 68

参考文献 69

致 谢 70

绪论

预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。
由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土梁桥常常为优胜方案。
我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。
连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩和同等跨度的悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速

的发展。60年代初期在中等跨度预应力混凝土连续梁中，应采用逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、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都发挥了其优势，成为优胜方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。
然而，当跨度很大时，连续梁所须的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。
另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。
在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题：
1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。
2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。
3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。
另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指针和造价指针与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指针不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营

请支付后下载全文，论文总字数：72748字