连续刚构桥毕业设计计算书

本科毕业设计巴中市西环线老山一号桥（75+136+75）m 连续刚构桥桥设计年 级：*学 号： *姓 名： *专 业： 土木工程指导老师： * 2016 年 6 月毕 业 设 计 任 务 书班级 * 学生姓名 * 学号 * 发题日期：2016 年 3 月 1 日 完成日期：2016 年 6 月 1 日题 目 巴中市西环线老山一号桥（75+136+75）m 连续刚构桥设计 (一) 设计资料1、主要技术指标(1) 孔跨布置： (75+136+75)m(2) 荷载标准：公路 级；(3) 桥面宽度： 2净-13.25 米(4) 桥面纵坡： 0% (平坡)；(5) 桥面横坡： 2%。(6) 桥轴平面线型：直线。2、材料规格(1) 梁体混凝土： C60 级混凝土；(2) 主墩墩身： C40 级混凝土(2) 桥面铺装及栏杆混凝土：C30 级混凝土；(3) 预应力钢筋及锚具：连续梁主梁纵横向预应力钢筋可采用 15.24 高强度低松弛钢绞线；竖向预应s力钢筋用精扎螺纹钢筋。(4) 普通钢筋：普通钢筋用 HRB335 钢筋；3、施工顺序及要点(1) 墩台基础施工： 施工桩基及现浇承台，滑模或爬模浇筑墩身混凝土；(2) 0#段施工： 安装施工托架，施加不小于 120%实际荷载预压。然后在托架上浇筑墩顶现浇梁段。待混凝土龄期达到 10 天，且强度到 90%后，对称张拉钢筋，进行临时固结；(3)挂篮安装：安装挂篮以及进行悬臂浇筑施工所必需的施工机具。(4)预应力钢束张拉：利用挂篮，立模后绑扎钢筋，浇筑混凝土；待混凝土龄期达到 7 天，且强度达到 90%后，对称张拉纵向预应力钢束和上一节段横向钢束和横竖向预应力粗钢筋，并压浆；(5) 节段施工：采用挂蓝向桥墩两侧分节段地进行对称平衡悬臂施工，施工完一个节段，张拉一个节段；(6) 边跨合龙：形成单悬臂结构体系；(7) 中跨合龙：安装中跨合拢段吊架，准备中跨合拢。拆除主墩墩顶粗钢筋临时固结，进行体系转换，形成三跨连续梁；(8) 拆除合龙段挂篮；(9) 桥面铺装、人行道板及栏杆施工；(10)成桥投入运营。(二) 设计任务1、桥式方案拟定说明所选择桥式适合的地理、地质环境；主要尺寸如梁高等确定的一般方法：结构受力的合理性和经济性等。2、结构内力分析结构内力分析基本原理描述；有限元结构分析计算和设计软件的原理及使用，包括结构计算图式的确定、单元划分、施工阶段的划分及其对内力的影响等。完成连续梁桥的主梁及整体结构的设计内容。3、主要截面检算基本设计计算原理描述；相关设计规范应用的具体公式、参数表征方式的使用。对主梁验算（按预应力混凝土构件验算）：1) 持久状况承载能力极限状态下：(1)主梁正截面强度检算；2) 持久状况正常使用极限状态下：(1)预应力损失计算；(2)截面抗裂验算；(3)挠度验算；3) 持久状况和短暂状况构件应力计算：(1)主梁截面正应力验算；(2)主梁刚度验算(3)施工阶段正应力计算；4、编制设计计算说明书详见附录一。5、绘制结构主要施工图绘制桥梁结构(主梁) 主要构造图(立面、平面、横断面和阶段划分图)，分阶段预应力钢筋布置图( 各个施工阶段预应力布置，包括纵向立面、平面和各个横断面布置)，施工程序图等，要求达到 A3 幅面图纸不少于 16 张。6、外文资料翻译要求选择一篇外文专业科技文献（外文字符不少于 10000 个）翻译或用外文写出本人的毕业设计摘要。07、毕业设计的说明书不少于 15000 汉字。(三) 设计依据1、设计规范(1) 中华人民共和国，公路工程技术标准，JTG B01-2003；(2) 中华人民共和国， 公路桥涵设计通用规范，JTG D60-2015；(3) 中华人民共和国， 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范， JTG D62-2004；(4) 中华人民共和国， 公路桥涵地基与基础设计规范，JTJ 024-85；2、设计任务书。(四) 设计要求1、根据任务书提出完成毕业设计工作计划并报指导教师认可。2、掌握桥梁设计的基本原理和方法。3、熟悉有关设计规范的应用和相关桥梁专业计算软件的使用。4、设计计算无误，数据表格化；文整说明简明扼要，条理清晰；章节编号分明，图表编号说明清楚；文句通顺，字迹工整，图纸美观；装订成册。西华大学本科毕业设计 第 0 页0摘 要预应力混凝土连续刚构桥与其它型式的梁桥相比，有外形尺寸小，桥下净空大，混凝土用量少，结构刚度好等优点。比如说与同等跨径的连续梁桥相比，由于桥墩承担一部分的弯矩，刚构桥的截面控制弯距相对减小，墩顶负弯矩明显小于同跨径连续梁桥，在墩梁固结共同工作下，可以充分降低跨中区域的梁高，减小主梁跨中截面尺寸，使恒载内力进一步减小，增大主桥的跨径。近年来，随着预应力混凝土技术的发展和悬臂施工方法的广泛应用，连续刚构桥得到了进一步的发展。本设计为（75136+75 ）m 公路预应力混凝土连续刚构桥设计，主要针对已经给出的大跨度连续刚构桥的上部结构设计，由于时间有限，本设计主要针对上部结构，也就是主梁和桥面的设计。本设计主要采用 MIDAS 分析软件来进行结构内力分析计算，期间也用了Autocad 和 Excel 进行辅助设计。全桥上部结构共分为 110 个单元，定义有 21 个施工阶段，先进行边跨合龙，再进行中跨合龙。建好计算模型后，对结构进行内力分析计算，然后对预应力钢筋数量进行估计并配置钢筋，进行预应力损失和各项次内力计算，然后再进行荷载组合并检算主要控制截面的承载能力和变形情况，最后估算出全桥的主要工程量。在做完所有计算后，绘制结构主要施工图，包括桥跨布置图、施工顺序图等，进行外文翻译，最后编制设计计算说明书和文档整理。关键词：预应力混凝土，刚构桥，悬臂浇筑施工，设计1西华大学本科毕业设计 第 1 页AbstractCompared to the prestressed concrete continuous rigid frame bridge and other types of beam bridge, shape, small size, clearance under the bridge, less the amount of concrete structure stiffness good advantages. For example, compared with the same span continuous beam bridge, the pier bear part of the moment, the cross section of the rigid frame bridge control bending distance decreases relatively, pier top negative moment is obviously less than that of the same span continuous beam bridge, under the pier beam consolidation work can fully reduced cross region in the Department, reduce the cross beam section size, the dead load internal force is further reduced, increasing bridge span. In recent years, with the development of prestressed concrete technology and the wide application of cantilever construction method, the continuous rigid frame bridge has been further developed.The design here is that of an (75m136m+75m) spans of prestressed concrete continuous rigid frame bridge. It is intended for the superstructure design of the long-span continuous rigid frame bridge which has been given. Since time is limited，the design puts emphasis just on the top structure， that is to say， the main beam and the bridge floor. This design mostly uses MIDAS to calculate the internal force, also used AutoCAD and Excel for-aided during the design. The entire bridge is discretized in 110 elements , the construction process is simulated with 21 construction stages, the side spans are closed at first, and then the middle span.After the completion of the calculation model, analysis of the internal force of the structure, the amount of the steel bar is estimated and the collocation is done. After these processes, prestressing loss and the redundant internal forces are calculated, and then load combination, the bearing capability of beams main controlling section are checked. At last, the main quantities of the full-bridge are estimated. After all of the calculation, the construction drawings (including bridge span arrangement, construction procedure and so on), the translation of a foreign language article are completed. And the introduction of the designs text is made at last.Keywords: prestressed concrete, rigid frame bridge, cantilever construction, design2西华大学本科毕业设计 第 2 页前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结，是理论知识与实践的一次重要的结合，对我们以后的工作有很大的帮助，因此意义重大。本组毕业设计为桥梁设计，我的课题为“巴中市西环线老山一号桥(75+136+75)m连续刚构高速公路桥设计”。施工方法为挂篮悬臂施工，主要利用 Midas 进行设计和验算，Autocad、WPS 表格和文字辅助设计。由于时间仓促，仅对桥梁上部结构进行设计、验算和出图，竖向预应力仅画出示意图，未涉及到承台、桩基和横向预应力设计。通过设计达到熟悉连续刚构桥的设计和施工的基本步骤，以及桥梁施工方面的细部构造和处理方式，提高利用计算机辅助设计的能力。 毕业设计三个多月的时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。由于此次毕业设计时间有限，自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。3西华大学本科毕业设计 第 3 页目 录第 1 章 绪论 .71.1 方案比选 .71.1.1 方案比选的意义和任务 .71.1.2 桥型方案 .71.2 预应力混凝土连续刚构桥回顾与展望 .91.3 预应力混凝土连续刚构桥的基本构造特点 .101.3.1 桥梁跨径 .101.3.2 箱梁根部底板厚度 .101.3.3 箱梁顶板厚度 .111.3.4 主梁高度 .111.4 连续梁桥悬臂施工方法介绍 .111.4.1 施工特点 .111.4.2 托架与挂篮 .111.4.3 工艺流程 .12第 2 章 桥跨总体布置及结构主要尺寸 .132.1 桥型布置及孔径划分 .132.2 截面形式及截面尺寸拟定 .132.2.1 截面形式 .132.2.2 主梁高度 .132.2.4 箱梁底板厚度设置 .142.2.5 腹板厚度设置 .142.2.6 横隔板 .142.3 主梁分段与施工阶段的划分 .152.3.1 主梁分段 .152.3.2 具体分段 .152.3.3 主梁施工方法及注意事项 .152.3.4 施工阶段的划分 .16第 3 章 荷载内力计算 .203.1 MIDAS Civil 软件简介 .203.2 基本参数 .203.2.1 材料信息 .203.2.3 荷载信息 .213.3 恒载计算 .223.3.1 毛截面几何特性 .223.3.2 施工荷载 .233.3.3 二期恒载 .233.3.4 计算模型 .233.3.5 边界条件 .244西华大学本科毕业设计 第 4 页3.3.6 恒载计算结果 .243.2 活载内力计算 .293.2.1