连续桥梁毕业设计答辩

1、答辩题目：60+100+60m高速铁路预应力混凝土连 续梁桥结构检算及施工方案设计 答辩人： 指导老师： 西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年1毕业设计答辩一、设计概况2西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年主要内容二、MIDAS模型建立三、结构检算四、施工方案设计一、定义材料、建立截面3西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年MIDAS模型建立二、节点及单元划分三、边界条件模拟四、预应力模拟五、施工阶段模拟西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年定义材料 本设计梁体采用C50混凝土，预应力束采用1860标准钢绞线。4西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年建立截面 本桥模型共建立了21

2、个截面，主梁截面几何特性详见右表。编号编号面积面积(m2)惯性矩惯性矩(m4)中性轴到中性轴到梁顶距离梁顶距离(m)中性轴到中性轴到梁底距离梁底距离(m)梁高（梁高（m）112.6248101.6382.08332.69374.690214.3912112.7462.1732.6964.690314.7362114.5292.25612.73794.690417.4584128.6952.91823.07384.690520.656144.2733.01363.24344.777624.9972167.0613.92313.76694.869732.1537189.1323.83963.850

3、44.994847.8277211.4253.66874.02135.992932.1537189.1323.83963.85046.2571024.9972167.0613.92313.76697.6901120.3724143.2673.02593.23117.6901217.4584128.6952.91823.07387.6901314.3912112.7462.1732.6967.6901412.6248101.6382.08332.69377.6901512.4136100.5772.02312.66696.2571618.0045119.5982.0512.6395.992172

4、9.5877146.0942.19192.49814.8691812.6248101.6382.08332.69374.7771914.3912112.7462.1732.6964.6902014.7362114.5292.25612.73794.6902117.4584128.6952.91823.07384.690西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年节点划分 本模型中一共建立了101个节点，其中185号节点用于建立单元并划分节段。86101号节点用于模拟支座。详细如图所示6西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年单元划分 建立截面后，通过拓展单元并修改截面特性建立桥梁模型，如图所示。

5、全桥共84个单元，59个节段，单元、节段划分详见表7西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年节段号节段号节段长（节段长（m）单元号单元号单元长（单元长（m）节段号节段号节段长（节段长（m）单元号单元号单元长（单元长（m）A149.7510.75A01421520.7220.430.3231.643241.652.5250.462.5265C1272B12.5272.5A13484B22.5282.5A12494B33293A113.5103.5B43303A103.5113.5B53313A93.5123.5B63323A83.5133.5B73333A73143B83.5343.5A6315

6、3B93.5353.5A53163B103.5363.5A43173B113.5373.5A33183B124384A22.5192.5B134394A12.5202.5D1/21400.2-410.3420.58西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年边界条件模拟 本桥模型的支座为双支座，成桥状态下，边墩和左主墩为活动铰支座，右主墩为固定铰支座，支座与梁顶采用刚性连接。各阶段边界条件如表所示。阶段阶段中墩临时固结中墩临时固结中墩支座中墩支座边跨膺架边跨膺架边墩支座边墩支座临时水平约束临时水平约束边墩临时锁定边墩临时锁定0号块号块14号块号块边跨合拢边跨合拢中跨合拢中跨合拢注：表中“表示激活，

7、“”表示钝化9中墩临时固结中墩临时固结边跨膺架边跨膺架边墩支座边墩支座节点节点约束节点约束节点约束900 1 1 1 1 110 1 1 1 0 0860 0 1 0 0 0920 1 1 1 1 120 1 1 1 0 0870 0 1 0 0 0930 1 1 1 1 130 1 1 1 0 0880 1 1 0 0 0950 1 1 1 1 140 1 1 1 0 0890 1 1 0 0 0960 1 1 1 1 150 1 1 1 0 0临时水平约束980 1 1 1 1 160 1 1 1 0 0节点约束990 1 1 1 1 170 1 1 1 0 0911 0 0 0 0 01

8、010 1 1 1 1 1790 1 1 1 0 0971 0 0 0 0 0中墩支座中墩支座800 1 1 1 0 0边墩临时锁定节点节点约束810 1 1 1 0 0节点约束910 0 1 0 0 0820 1 1 1 0 02SDx=10tonf/m941 0 1 0 0 0830 1 1 1 0 084SDx=10tonf/m970 1 1 0 0 0840 1 1 1 0 0-1001 1 1 0 0 0850 1 1 1 0 0西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年注：表中“0”和“1”分别表示对应约束未勾选和勾选（如：1 0 1 0 0 0表示Dx、Dy、Dz、Rx、Ry、Rz

9、中Dx和Dz勾选约束，其他的未勾选）。10西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年施工阶段模拟 本桥施工共分19个阶段，详细施工阶段划分见右表施工阶施工阶段段激活激活钝化钝化持续时间激活时间荷载1激活时间荷载2激活时间荷载3钝化时间荷载1钝化时间荷载20号块号块3020自重 -30预应力0 -1号块号块141挂篮03湿重114预应力1 -2号块号块141挂篮13湿重214预应力21挂篮01湿重13号块号块141挂篮23湿重314预应力31挂篮11湿重24号块号块141挂篮33湿重414预应力41挂篮21湿重35号块号块141挂篮43湿重514预应力51挂篮31湿重46号块号块141挂篮53湿重

10、614预应力61挂篮41湿重57号块号块141挂篮63湿重714预应力71挂篮51湿重68号块号块141挂篮73湿重814预应力81挂篮61湿重79号块号块141挂篮83湿重914预应力91挂篮71湿重810号块号块141挂篮93湿重1014预应力101挂篮81湿重911号块号块141挂篮103湿重1114预应力111挂篮91湿重1012号块号块141挂篮113湿重1214预应力121挂篮101湿重1113号块号块141挂篮123湿重1314预应力131挂篮111湿重12边跨现边跨现浇段浇段10 -1湿重13边合拢边合拢段段141挂篮边跨合拢3湿重边跨合拢14预应力边跨合拢1挂篮12 - -中

11、合拢中合拢段段141挂篮中跨合拢3湿重中跨合拢14预应力中跨合拢1挂篮边跨合拢1湿重边跨合拢成桥成桥2 -1挂篮中跨合拢1湿重中跨合拢二期二期5030二期 - -302 - -徐变徐变3650 - -11一、检算内容及指标12西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年结构检算二、施工阶段检算三、成桥运营检算四、预应力检算检算指标西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年13检算项目控制条件设计安全系数 强度安全系数主力组合：K 2.2主力+附加力组合：K 1.98抗裂安全系数主力组合：K 1.2 主力+附加力组合：K 1.2预应力钢绞线应力锚下控制应力传力锚固时控制应力运营荷载作用下应力混凝土应力

12、运营荷载下压应力运营荷载下拉应力抗裂荷载下主压应力抗裂荷载下主拉应力一、主梁正截面强度检算14西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年成桥运营检算二、主梁正截面抗裂检算三、主梁主拉应力、主压应力检算四、主梁剪应力检算五、主梁变形检算西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年15主力+附加力组合下的应力图(上缘)主力+附加力组合下的应力图(下缘)主梁正截面抗裂检算西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年16 西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年17主梁主要截面在正常使用极限状态下的正截面抗裂检算见表截面截面类型类型 (Mpa)c (Mpa)fct (Mpa)KfKfct (Mpa)ct (Mp

13、a)边支座边支座底部1.140.77-4.13-1.201.910.00顶部0.120.23-4.13-1.200.350.00边跨边跨1/4底部-1.682.92-4.254.281.201.240.00顶部1.500.58-3.31-1.202.090.00边跨边跨1/2底部-0.361.81-4.1816.881.201.460.00顶部0.681.65-3.49-1.202.330.00边跨边跨3/4底部2.00-0.59-4.15-1.201.410.00顶部-0.432.73-3.6815.081.202.310.00中支座中支座底部4.99-0.93-4.09-1.204.060

14、.00顶部-2.312.32-4.092.771.200.010.00中跨中跨1/4底部2.441.25-3.99-1.203.690.00顶部2.571.95-3.44-1.204.510.00跨中跨中底部-2.883.02-4.592.641.200.130.00顶部2.77-0.92-4.04-1.201.850.00表中，所有正值Kf1.2，无Kf的截面表示构件为受压构件，未受拉。故主截面抗裂满足规范要求一、0块施工18西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年施工方案设计二、悬灌段施工三、边跨现浇段施工四、合龙段施工五、预应力施工0#块施工 临时支座的设计及检算西南交通大学峨眉校区土木

15、工程系2013年19 设计桥梁为预应力连续梁桥，采用悬臂施工方法，在悬臂施工阶段的受力体系与成桥阶段不同，故必须在0#块处设置临时支座。 经计算，本设计0#块临时支座采用4个对称分布的钢筋混凝土块，其中混凝土采用C40，每块均设置30根直径为32mm的螺纹钢筋，以抵抗拉应力。具体布置如下图所示西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年临时固结布置简图20 临时支座的检算西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年21（1）临时支座受力计算对悬臂灌注最不利情况受力分析，对抗压支座中心线求弯矩矩以及y方向受力平衡公式如下：11121212131113130.951.95()+221.051.95=0LL

16、LLLLLL拉不平衡施工挂篮挂篮压（G+.+G）+2F-1.2 GGGGG+.+G2F12121213+=0压拉不平衡施工挂篮挂篮2F2FG +G .+GG +G .+G+1.2GGGG70t挂篮G1624.62t拉F4453.73t压F20t不平衡G10t施工G取代入上式，求得22西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年（2）临时支座抗压检算根据混凝土结构设计规范（GB50010-2002）公式7.3.2 钢筋混凝土轴心抗压构件计算公式如下式所示:N0.9ccorySf Af A混凝土的轴心抗压力；混凝土轴心抗压强度设计值；钢筋抗压强度设计值；构件的核心面积；钢筋的抗压面积；Ncfyfcor

17、ASA式中23西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年 244N0.9320.919.1 2000 900 10210 1201044918.234ccorySf Af At 4453.73tN4918.234t压F故临时支座抗压满足施工使用的要求。 根据混凝土结构设计规范（GB5010-2002）表4.1.1 可知C40混凝土的轴心抗压强度 19.1MPacf西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年悬灌段施工 挂篮施工方案 24挂篮结构由主桁架，行走及锚固系统，吊带系统，底平台系统，模板系统，五大系统构成。本设计为简化计算，未考虑挂篮下部而直接以荷载代替挂篮模型图西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年25人及机具荷载作用图考虑箱梁混凝土浇筑时胀模等系数的超载系数：1.04浇筑混凝土时的动力系数：1.2；施工机具及人群荷载：2.5kN/ 混凝土倾倒、震动荷载：3kN/ 进行荷载组合西南交通大学峨眉校区土木工程系2013年26挂