1、1简支转连续桂江大桥毕业设计（论文）2摘要桂江大桥位于佛山市南海区，单幅宽 10m，五跨等跨径为 25m，全长 100m。桂江大桥简支转连续箱梁结构总体的设计，需要理解桥梁体系的转换，采用 Midas 软件进建立模型。设计主要内容有：恒载和活载计算，估算配筋面积，配置预应力钢束；计算细部结构的受力状况；划分各个施工阶段，对每个施工阶段进行结构安全的受力计算和分析；使用阶段进行结构永久荷载、活荷载、预应力和附加应力的计算和结构合理性的分析；承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面验算，作出包罗图；根据上部结构的计算结果对下部结构进行设计。设计难点有：预应力的张拉控制和施工阶段的加载。关键词：简支
2、转连续，预应力连续箱型梁，Midas 软件，预应力钢束，施工阶段，恒载，活载，应力组合，包络图，截面验算。3Abstract Guijiang Bridge is located in Guangdong Province, is a Two-yong highway overpass, a single width of 10m, total length of 100m. Banyan Bridge simply supported T beam continuous overall design, need to understand the conversion of the brid
3、ge system, the use of Bridge Doctor software into the model. Design elements include: dead load and live load calculations, estimates reinforcement size, configuration prestressed steel beam, calculate detailed structure of the stress state; by each construction stage, construction stage of the stru
4、ctural safety of each of the force calculation and analysis ; with stage structure, permanent loads,live loads, prestressed and additional stress calculations and structural analysis of reasonableness; ultimate limit state and limit state sectional checking; structure calculation based on the result
5、s of the upper structure of the lower part of the design. Design challenge are: pre-stress tension control and construction phase of the load. I simplified the design, construction, total construction phase 3, calculation is simple. Key words: simply supported continuous prestressed T-beam Bridge Do
6、ctor, prestressed steel beams, construction stage, dead load, live load, stress combination, envelope, cross checking. 4目录前言 .- 10 -第一章 工程概况 .- 11 -1.1 设计基本概况 .- 11 -1.1.1 桥梁线型布置 .- 11 -1.1.2 主要技术标准 .- 11 -1.1.3 主要材料 .- 11 -1.1.4 桥面铺装 .- 12 -1.1.5 桥面排水 .- 12 -1.1.6 施工方式 .- 12 -1.1.7 设计依据 .- 12 -1.1.
7、8 支座强迫位移 .- 13 -1.1.9 温度影响 .- 13 -1.2 桥型及纵、横断面布置 .- 13 -1.2.1 桥型布置及孔径划分 .- 13 -1.2.2 截面形式及截面尺寸拟定 .- 13 -1.2.3 箱梁底板厚度及腹板宽度设置 .- 15 -1.3 毛截面几何特性计算 .- 17 -1.4 截面效率指标 .- 17 -第二章 桥面板设计 .- 18 -2.1 桥面板恒载内力计算 .- 18 -2.2 桥面板活载内力计算 .- 19 -2.3 桥面板荷载内力组合 .- 21 -2.4 主梁行车道板配筋 .- 22 -2.4.1 行车道板尺寸的复核 .- 22 -2.4.2 支
8、点处配筋 .- 22 -2.4.3 板跨中配筋 .- 23 -2.5 抗剪验算 .- 23 -第三章 上部结构内力计算 .- 25 -3.1、单元划分 .- 25 -3.1.1 节点坐标表 .- 26 -53.2、施工过程介绍 .- 27 -3.3、 恒载内力计算 .- 28 -3.3.1 预制箱梁一期恒载集度 .- 28 -3.3.2 成桥后一期恒载集度 .- 29 -3.3.3 二期恒载集度 .- 30 -3.3.4 各阶段恒载效应计算 .- 30 -3.4 横向分布系数计算 .- 35 -3.5 活载内力计算 .- 38 -3.6 温度次内力计算 .- 46 -3.7 支座位移引起的内力
9、计算 .- 48 -第四章 主梁内力初步组合 .- 51 -4.1 按持久状态承载能力极限状态设计 .- 51 -4.1.1 基本组合 .- 51 -4.1.2 偶然组合 .- 52 -4.2 按持久状态下正常使用极限状态设计 .- 52 -4.2.1 作用短期效应组合 .- 52 -4.2.2 作用长期效应组合 .- 53 -第五章 预应力钢束的估算及布置 .- 61 -5.1 预应力筋的估算 .- 61 -5.1.1 按正常使用极限状态的应力要求计算 .- 61 -5.1.2 按承载能力极限状态的强度要求计算 .- 65 -5.2 预应力筋束的布置 .- 66 -5.2.1 预应力筋的布置
10、原则 .- 66 -预应力钢筋最小配筋率验算 .- 74 -5.2.2 普通钢筋的布置 .- 77 -第六章 预应力损失及有效预应力的计算 .- 78 -6.1 预应力损失计算 .- 79 -6.1.1 预应力损失计算 .- 79 -第七章 主梁截面验算 .- 82 -7.1 截面强度验算 .- 82 -7.2 截面抗裂验算 .- 87 -7.2.1 正截面和斜截面抗裂验算 .- 87 -7.2.2 法向拉应力 .- 89 -67.2.3 主拉应力和主压应力 .- 89 -参 考 文 献 .- 101 -结束语 .- 102 -致 谢 .- 104 -前言预应力连续箱型型梁在中小跨径桥梁的设计
11、中能满足安全、经济、合理的基本要求。而且还有美观、适用、施工方便等优势。桂江大桥设计采用 5 跨等跨径的连续预应力箱型梁，简支转连续施工。做桂江大桥的简支转连续结构总体设计就需要有各种地质水文资料、设计标准、参考文献等。在连续箱梁的设计中，要对桥梁的各个结构，各个施工阶段进行具体的计算和分析。 （1）拟定桥梁的分跨、箱梁的截面尺寸，查看各种设计资料，采用 Maisd软件进行模型的建立。 （2）计算恒载和活载，估算配筋面积，配置预应力钢束，计算细部结构的受力状况。 （3）划分各个施工阶段，对每个施工阶段进行结构安全的受力计算和分析。 （4）在使用阶段进行结构永久荷载、活荷载、预应力和附加应力的计
12、算和结构合理性的评估，进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面验算。在本设计中，把连续箱梁当做全预应力构件，所以在设计说明书中主要考虑预应力钢束，普通钢筋的作用几乎可以忽略。我在做毕业设计的这段时间内认真学复习了专业知识，学习了新的知识。我通过复习课本知识，了解了我所要做的设计的基本方向；通过去图书馆查阅资料使我有了设计的具体思路；通过与同学、老师的交流使我知晓了我的设计细节；通过我具体的行动操作使我明白了为什么要这么做。本设计中主要的应用软件是 Midas 博士，我花7了大量的时间用在学习使用 Midas 上。我向老师，同学还有学长请教过，终于使我从了解到熟悉再到最后能够熟练的使用。使用
13、它我完成了模型的建立，结构的计算。数据的处理是用 excel 来完成的，图纸是使用 autoCAD 来做成的。设计中的每个环节都使我获益匪浅。第一章 工程概况1.1 设计基本概况桂江大桥位于广东省佛山市。根据线路及相应行业技术要求，经比选，采用简支转连续预应力混凝土等截面小箱梁桥型方案。1.1.1 桥梁线型布置 1) 平曲线半径：无平曲线。2) 竖曲线半径：无竖曲线，纵坡采用 1.5%。1.1.2 主要技术标准1) 设计荷载：公路 I 级，人群荷载取 3.0 2/mkN2) 设计速度：100 km/h3) 桥面布置：采用双向四车道车道，总宽：2 2 （人行道）+2 0.5 （护栏）m+4 3.
14、75 （行车道）=20m4) 设计基准期：100 年5) 设计安全等级：一级6) 设计洪水频率：1/10087) 通航标准：不通航1.1.3 主要材料1）混凝土预制箱梁、横梁：C50 混凝土，弹性模量 Ec=34500 ；MPa现浇接头、湿接缝、人行道、护栏：C40 混凝土； ；18.4cdf水泥混凝土铺装层：C25 混凝土，Ec=28000 。2）钢材预应力钢绞线：低松弛高强度预应力钢绞线应符合 ASTM A416-97 的规定，单根钢绞线直径 15.24 ，钢绞线面积 ；sjm140A2m钢绞线抗拉强度标准 =1860 ，设计值 ，弹性模量186pkfMPa1260pdfMPa。51.90
15、pEMPa普通钢筋：采用符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB1301391 和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-98 的规定。直径12 者，均采用 HRB335（20MnSi）m热轧螺纹钢筋， ， ；凡钢筋直径12 者，采用 52.01sEa280sdfPaR235（A3）钢筋， ， 。p 195sM3）其它锚具及管道成孔。预制箱梁锚具采用锥形锚具，预应力孔道采用金属波纹管，孔道内径为 5.5 。cm桥梁支座性能应符合交通部行业标准公路桥梁板式橡胶支座JT/T4-93 的规定。采用 GPXZ 协调抗震型盆式橡胶支座。桥梁伸缩采用 J-75 型伸缩装置。1.1.4 桥面铺装桥面铺装采用 8cm
16、厚的防水混凝土铺装，混凝土容重按 25KN/m3 计，之上是 10cm厚沥青混凝土桥面铺装，桥面横坡采用 1%，在梁底利用三角垫层设置横向坡度。1.1.5 桥面排水桥面纵向设置 1.5%的坡度，排水采用自然排水。91.1.6 施工方式简支转预应力连续施工方法。1.1.7 设计依据1)交通部标准公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ；2)交通部标准公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ；3)交通部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004） ；4)范立础 桥梁工程（上册）5)徐 岳 预应力混凝土连续梁桥设计1.1.8 支座强迫位移每个支座单独下沉
17、 1 ，取最不利组合设计。m1.1.9 温度影响主梁上、下缘温差为 5。1.2 桥型及纵、横断面布置1.2.1 桥型布置及孔径划分为了缩短工期，提高行车的舒适性，综合分析比较各种桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为 4 25m，施工方法为简支转连续。考虑伸缩缝的设置，实际桥跨长为 99.84，即在桥的两头各设 8cm 的伸缩缝，桥跨结构的计算简图见图 3-1 所示。图中，两边跨计算跨径为 2452cm，两中跨计算跨径为 2500cm，连续梁两端至边支座中心线之间的距离为 40cm。主梁计算简图 （单位： ）cm1.2.2 截面形式及截面尺寸拟定（1）截面形式及梁高10采用等高度箱型截面。
18、梁高 1.25m，高跨比 H/L=1/20。选用箱型截面主要是出于其突出的受力和构造特点。（2）横截面尺寸桥面总宽为 20m，分两幅，每幅桥面宽度为 10 。由于采用先简支后连续的施工m方法，主梁需先预制再运输、吊装就位，因此在横截面布置时应考虑到施工中的运输及吊装能力。将每幅桥做成四个单箱单室的组合截面。其中，预制中梁顶板宽 210 ,cm底板宽 100 ；预制边梁顶板宽 230 ，底板宽 100 ；预制主梁间采用 40 的湿接cmcc缝。从而减少主梁的吊装质量。边、中主梁均采用斜腹板，以减轻主梁自重，腹板斜度为 1:4。为满足顶板负弯矩钢束、普通钢筋的布置及轮载的局部作用，箱梁顶板取等厚度15 。同时为了防止应力集中和方便脱模，在腹板与顶板交界处设置 20 10 的c cm承托。跨中、支点横断面箱梁布置图如图所示。主梁横断面构造图如图所示。 10125304242351/2 跨中处横断面箱梁布置图（cm） 12523041024305
