1、XX 大学毕业设计（论文）I目 录目 录 .I第一章 方案比选及细部尺寸拟定 .1第一节 方案比选 .1第二节 设计资料简介 .2第三节 细部尺寸拟定 .2本章小结 .5第二章 结构模型 .6第一节 全桥结构计算图式的确定 .6第二节 施工阶段划分 .7本章小结 .7第三章 内力计算与荷载组合 .9第一节 恒载内力计算 .9第二节 活载内力计算 .12第三节 荷载组合 .18第四节 内力输出 .20本章小节 .34第四章 配筋计算 .35第一节 钢束估算 .35第二节 预应力损失计算 .38本章小节 .44第五章 全桥应力验算 .45第一节 截面应力验算 .45第二节 施工阶段应力验算 .54
2、本章小节 .54第六章 施工方案说明 .55致谢 .56参考书目 .57附录 外文翻译 .58XX 大学毕业设计（论文）1第一章 方案比选及细部尺寸拟定第一节 方案比选一、实用性比较预应力混凝土连续梁桥：伸缩缝少，结构刚度大，变性小，动力性能好，主梁性能好，主梁变形挠曲线平缓，行车平顺，通畅，安全，可满足交通运输要求，且施工简单，但工期长。连续刚构：行车平顺，通畅，安全，可满足交通运输要求，施工技术成熟，易保证工程质量，桥下净空大，属有推力体系，对地基要求比连续梁高，此处为冲沟地形，地质条件不好，跨径大，墩高大，温度，混凝土收缩产生较大位移，对桥墩不利。先简支后连续梁桥：简单转连续采用吊装架设
3、，后现浇将分段的箱梁连成整体，提高结构刚度，和结构稳定性施工进度快，占用施工场地少。施工体系转换较简单，施工线形及合拢技术要求较高。二、安全性比较预应力混凝土连续梁桥：技术成熟，计算简单，施工方法简单，质量好，整体性好，刚度大，可保证工程本身安全，同时行车性能良好，可保证司机正常行车，满足交通运输安全要求。连续刚构：一般做成薄壁墩，墩的刚度小，难以承受砂石撞击，且因墩高较大,施工场地不灵活,对施工有较大的限制。先简支后连续梁桥：施工方便、桥型美观、主梁高度小、动力性能好。造型灵活，整体性好，刚度大。三、经济性比较预应力混凝土连续梁桥：施工技术成熟，方法简单，易掌握，需要的机具少，无需大型设备，
4、可充分降低施工成本，所用材料普通，价格低，成桥后养护费用少。连续刚构：无须支座，节省大型支座费用，施工较为复杂，需要大型设备，其他于连续梁基本相同。先简支后连续梁桥：施工中可节省工具、场地、材料，达到缩短工期，降低造价的效果。用料省、维护方便经济。四、外观比较XX 大学毕业设计（论文）2预应力混凝土连续梁桥：形势简单，造型单一。连续刚构：墩梁固结作用可降低梁高，使梁看来更纤巧。先简支后连续梁桥：主桥跨径较小，桥型美观，主梁高度小，造型灵活。第二节 设计资料简介一、设计技术标准设计荷载:汽车超-20 级，挂车-120 级。桥梁宽度:净 11.25m+20.5m。桥面设 1.5%的双向横坡，桥梁纵
5、向设 1.5%的双向坡。二、设计规范 JTJ 04 TJ 021-85 JTJ 024-85 JTJ041-89三、桥孔长度的拟定本设计经方案比选后，桥跨布置为 230 米+350 米预应力混凝土连续梁桥结构，在桥跨两侧与桥墩接头处，共设有 13 米长的搭接板, 桥全长 223 米。其桥位地质剖面图见图 1。图 1.1 桥位地质剖面图第三节 细部尺寸拟定XX 大学毕业设计（论文）3一、桥型布置（一）主跨径的拟定230 米+350 米（二）顺桥向梁的尺寸拟定本桥 30mT 梁采用 2.0m 梁高，在支座处将肋板加宽至与马蹄同宽。50mT 梁用 2.6m梁高，同样，在支座处将肋板加宽至与马蹄同宽。
6、（三）横桥向的尺寸拟定根据任务书规定，行车道为净 11.25m，另外两边各有宽 0.5m 的护栏。截面横向设置 5 片 T 梁。主梁截面细部尺寸的拟定，如图 1.2、图 1.3 所示。图 1.2 30mT 梁细部尺寸及横向布置图 1.3 50mT 梁细部尺寸及横向布置XX 大学毕业设计（论文）4（四）桥面铺装桥面铺装：选用 10cm 厚的防水混凝土作为铺装层，上加 8cm 厚的沥青混凝土磨耗层，共计 18cm 厚(平均厚度)。桥面横坡：根据规范规定为 1.5%3.0%,取 2.0%,该坡度由铺装层厚度控制。（五）下部构造1，2 号桥墩采用重力式墩,基础采用矩形挖孔桩。3, 4 号墩采用双柱式柔
7、性墩，基础采用钻孔桩。0 号桥为重力式桥台，5 号桥台为桩柱式桥台。（六）主要材料1.预应力混凝土预制梁采用 C50 混凝土，封锚段采用 C50 混凝土，现浇桥面板采用 C50 混凝土。2.纵向预应力采用 strand1860 钢绞线，标准强度为 1860MPa，直径为 15.24mm，公称面积 140mm2,弹性模量为 1.9105 MPa，采用 OVM 锚具。3.普通钢筋：钢筋采用 R235、HRB335 钢筋，其标准应符合 GB13013-1991 和GB1499-1998 的规定、钢板采用 A3 钢板（GB700-88） 。二、伸缩缝本桥在 0 号墩台处设置 GQF-C40 型伸缩缝,
8、在 2 号墩台处设 GQF-MZL120 伸缩逢,在 5 号墩台处设 GQF-E80 型伸缩逢。三、桥梁支座本桥 30mT 梁下 0，2 号墩台设置 GPZ（II）1.25DX 型盆式橡胶支座，1 号墩台处设置 GPZ（II）2.5GD 型盆式橡胶支座，50mT 梁下 2，5 号墩处设置 GPZ（II）2.0X 型盆式橡胶支座，3，4 号墩处中梁设置 GPZ（II）4.0GD 型盆式橡胶支座，边梁设置GPZ（II）5.0GD 型盆式橡胶支座。四、截面几何特性表 1.1 截面几何特性编号名称面积()2mAsx( )2Asy( )2mIxx( )4Iyy( )4mIzz( )4Cyp( )Cym(
9、 )m1 30mT 梁 0.8594 0.455 0.2915 0.0162 0.4016 0.1918 1.15 1.152 变截面 a 0.8594 0.455 0.2915 0.0162 0.4016 0.1918 1.15 1.153 变截面 b 1.1987 0.5321 0.633 0.0494 0.4805 0.2021 1.15 1.154 50mT 梁 1.281 0.5741 0.5192 0.0403 1.3135 0.2403 1.15 1.15XX 大学毕业设计（论文）55 变截面 1 1.281 0.5741 0.5192 0.0403 1.3135 0.2403
10、1.15 1.156 变截面 2 2.0889 0.8515 1.3771 0.1961 1.6157 0.2812 1.15 1.15本章小结本章是对设计的基本情况进行大体描述，在本章中，通过对所设计桥梁的基本地质情况的研究，进行了方案比选，最终选定 230 米+350 米的先简支后连续梁桥，全桥长 223 米，主梁采用 T 梁截面。本桥的基本设计资料有以下几点：1.设计荷载为汽车-超 20 级，挂车 120。2.桥长 223 米，宽度 12.25 米，净宽 11.25 米。3. 桥面设1.5%的双向横坡，桥梁纵向设 1.5%的双向坡。本章除了对所选结构的基本情况进行描述外，还选定了结构的细
11、部尺寸，并对结构的横向桥型布置情况进行了选定。横向采用 5 片 T 梁，在桥面处设置伸缩缝，支座采用盆式橡胶支座.XX 大学毕业设计（论文）6第二章 结构模型 第一节 全桥结构计算图式的确定按照 midas 程序分析的原理，遵循有限元结构分析的方法。全桥除支座处外，按2 米一个单元，共划分为 111 个单元，共有 113 个结点。在以下几个地方设置变截面：施工分界点、边界处及支座处。当出现位移不连续的情况时，例如相邻两单元以铰接形式相连（转角不连续） ，可在铰接处设置两个节点，利用主从约束考虑该连接方式。本设计的结构划分，每一跨为一个结构组，这样便于定义施工节段时能灵活的划分。因为软件采用的是
12、有限元分析方法，每一个单元都是验算截面。另外，在墩顶、跨中和一些构造变化位置相应增设了几个小单元。这样将整个主桥划分成为 111 个单元。本桥的基本单元模型如图 2.1（为了视图清晰，将两联模开分别列出）：a. 230 米有限元单元划分b. 350 米有限元单元划分图 2.1 全桥有限元模型单元划分注：因为图片是从顺桥向投影，故只能看到变截面后的 T 梁模型，其实从跨中看到的 T 梁横向模型如图 2.2 所示。XX 大学毕业设计（论文）7图 2.2 T 梁模型及细部尺寸第二节 施工阶段划分本设计为简支转连续方法施工，在分析时一共将其分为 7 个施工阶段，分别为CS1、CS2、CS3、CS4、C
13、S5、CS6、CS7。其种各个施工阶段所包括的结构组及其工况简要解绍如下：CS1：30 米梁的简支架设。包括结构组 1 和 2，形成两跨 30 长的简支梁，荷载为自重和预应力 1（预应力 1 为 30m 梁预应力筋产生的预应力荷载） 。CS2:本阶段为将两跨 30 米梁的现浇段连接，并安装支座，在本施工阶段临时支座与最终的支座共存。CS3：本阶段为将 30 米梁的临时支座去掉并张拉上部预应力筋，形成一个两跨 60米的简支梁。CS4CS6 阶段为对 50 米梁进行上述过程，大致情况基本相同，不再一一列出，CS7 阶段为最后成桥阶段。本章小结本章主要是对桥梁采用 MIDAS 软件进行建模的过程,共
14、将全桥分成 111 单元，113XX 大学毕业设计（论文）8个计算截面，并在施工分界点、边界处及支座处设置变截面，将肋板的宽度加至与马蹄等宽。MIDAS 软件是根据结构有限元分析模型进行结构的建模和计算，要求对截面定义准确。在定义施工阶段时，充分考虑了先简支后连续模型在施工时的阶段性，共定义了7 个结构组，每一跨定义为一个结构组，便于激活。其中 CS1 为 30 米 T 梁的简支架设，激活结构组 1、结构组 2、结构组 3。CS4 为 50 米 T 梁的简简支架设，激活结构组 4、结构组 5、结构组 6。最后阶段成桥模型为结构组 7。其中 CS3 和 CS6 为现浇预留段的浇筑过程。XX 大学
15、毕业设计（论文）9第三章 内力计算与荷载组合主梁的内力计算，可分为设计内力计算和施工内力计算两部分。设计内力是强度验算及配筋设计的依据。本设计只计算设计内力。主梁内力包括恒载内力、活载内力及附加内力。对于超静定梁，还应包括由于预加力，混凝土收缩、徐变和温度变化等引起的结构次内力。将它们按规范的规定进行组合，从中挑选最大设计内力，依此进行配筋设计和应力验算。在这几部分内力中，恒、活载内力是最主要的，一般占整个设计最大内力的 80%90%以上。第一节 恒载内力计算主梁恒载内力，包括主梁自重（前期恒载）引起的主梁自重内力 和后期恒载1GS（如桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱等）引起的主梁后期恒载内力 ，
16、总称为主梁恒2载内力 。GS一、 自重内力计算主梁自重是在结构逐步形成的过程中作用于桥上的，因而它的计算与施工方法有密切关系。特别在大、中跨预应力混凝土超静定梁桥的施工中不断有体系转换过程，在计算主梁自重内力时必须分阶段进行，有一定的复杂性。所有静定结构（简支梁、悬臂梁、带挂孔的 T 形刚构）及整体浇筑一此落架的超静定结构，主梁自重内力 可1GS根据沿跨长变化的自重集度 按下式计算：)(xg1GLSyd式中 主梁自重内力（弯矩活剪力） ；1主梁自重集度；)(xg相应的主梁内力影响线坐标。y本设计采用 midas 软件进行设计，在输入自重时只需在 Z 方向输入-1，程序会自动考虑自重并作出计算，下在将结构在自重作用下的弯矩图列出：
