西南交大路桥毕业设计说明.docx

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西南交大路桥毕业设计说明

西南交通大学桥梁毕业设计

62+104+104+62m预应力混凝土连续梁桥设计

摘 要

本毕业设计主要是关于大跨度预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。

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、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。

受时间和个人能力的限制，本次毕业设计没有具体涉及到下部结构、横向预应力及竖向预应力的设计。

设计桥梁跨度为62m+104m+104m+62m,分为两幅设计，单幅为单箱单室，桥面总宽25m，双向4车道，上下行。

主梁施工采用悬臂挂篮施工，对称平衡浇筑混凝土。

施工分为21个阶段：

第一阶段：

施工临时支座并固结，浇筑墩顶0#段及边跨直线段满堂支架施工；第二阶段至第十七阶段：

悬臂对称平衡浇筑混凝土至最大悬臂端；第十八阶段：

边跨合拢；第十九阶段：

中跨合拢,拆除挂篮设施，加载二期恒载；第二十施工阶段：

预留施工阶段；第二十一阶段：

运营阶段。

本桥设5个支座，其中第3个支座为固定铰接支座，其余均为活动铰接支座。

本设计中总共有9个临时支座。

设计过程如下：

首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致，考虑到抗弯刚度及抗扭刚度的影响，设计采用箱形梁。

主梁的高度呈二次抛物线变化，因为二次抛物线近似于连续梁桥弯距的变化曲线。

墩顶截面通过腹板、底板的加厚以及设置横隔梁强度得以加强，底板厚度呈二次抛物线变化，底板厚度为0.7变为0.3。

腹板厚度呈直线变化，由0.75变为0.4。

顶板厚度沿全桥保持不变,均为0.28m。

其次，利用BSAS电算软件分析内力结构总的内力（包括恒载和活载的内力计算）。

用于计算的内力组合结果也由BSAS电算软件计算而得，从而估算出纵向预应力筋的数目，然后再布置预应力钢丝束。

再次，计算预应力损失及次内力，次内力包括先期恒载徐变次内力、先期预应力徐变次内力、后期合拢预应力索产生的弹性次内力、局部温度变化次内力。

然后进一步进行截面强度的验算，其中包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。

在正常使用极限状态验算中包括计算截面的混凝土法向应力验算、预应力钢筋中的拉应力验算、截面的主应力计算。

关键词：

预应力混凝土连续梁桥、次内力、悬臂施工

Abstract

Thegraduatedesignismainlyaboutthedesignofsuperstructureoflong-spanpre-stressedconcretecontinuousboxGirderBridge.Pre-stressedconcretecontinuousGirderBridgebecomeoneofmainbridgetypesofthemostfullofcompetionabilitybecauseofsubjectingtothedintfunctionwiththestructuregood,havingthesmalldefomation,fewofcontroljoint,goingsmoothlycomfort,protectedtheamoutofengineeringsmallandhavingthepowerfullyabilityofearthquakeproofandsoon.Fortimeandabilitylimited,thedesignofthesubstructure,transversepre-stressingandverticalpre-stressingisnotconsidered.

Thespansofthebridgeare62m+104m+104m+66m,mainbeamisrespectivedesigned,eachsuithasoneboxoneroomandfourtrafficwaysofall,thewidthofthebridgesurfaceis25m.  

Themajorgirderappliescantileverhung-basketbearing,symmetricequilibriumconstruction.Therearetwenty-onestepsintheworking.The0#memberisworkedinthefirststep,thenformthesecondsteptotheseventeenththeothermembersisworkedbeforetheyarejointedexcepttheonesaresiuatedinthebesideormiddleofspanandthesubstructureisworkedinthesteps;andthenit’sjointedinthesiteofbesidespansintheeighteenthstep;andthenmid-spanisjointedinninteenthstep;andremovethehung-basketbearingthentheseconddeadloadsisineffectinthestep;thetweentithstage:

vacantconstructionstage;inthelaststep,thestructureisrunning.Therearefivebearings,thethirdisfixedbearing,theleftfourareexpansionbearings.Inthedesignthereareninecasualbearing.

Theprocedureofthedesignislistedbelow:

Thefirststepastodimensionthestructuralelementsanddetailsofwhichitiscomposed,itcan’tandcertainlyshouldwithoutbeingfullycoordinatedwiththeplanningandworkingphrasesoftheproject.Consideringthedistortingstiffnessandthebendingstiffness,boxbirdergoesassecond-paraboliccurve,forsecond-paraboliccurveisgenerallysimilartothechangeofcontinuousbridge’sbendingmomentsalong.Thesectionatthesupportisstrengthenedbytheprovisionofthickenedwebs,bottomslabsandacrossbeam,thethicknessofthebottomslabischangedinsecond-paraboliccurveandthethicknessofthewebischangedinlinearity,theformervariesfrom0.7mto0.3m,thelattervariesfrom0.75mto0.4m,thetopslab’sthicknessis0.28m.

ThesecondstepistouseBSASsoftwaretoanalyzeinternalgrossforceofthestructures（includingdeadloadandlivedload）,theinternalforcecompositioncanbedonebyusingthecomputeresults.Accordingtotheinternalforcecomposited,theevaluatedamountoflongitudinaltendonscanbeworkedout,thenwecandistributethetendonstothebridge.

Thethirdstepsistocalculatethelossofpre-stressingandsecondaryforceduetopre-stressing,firstdeadloadsandtemperature,bearingdisplacement,andsoon.

Thelaststepsischeckingthemaincrosssection.theworkincludestheload-caringcapacityultimatestateandthenormalserviceabilityultimatestateaswellasthemainsection’sbeingoutofshape.

KeyWords:

  Pre-stressedconcretecontinuousgirderbridge,Secondaryforce，Cantileverconstructed

目  录

第1章 绪论 1

1.1预应力混凝土连续梁桥概述 1

1.2 毕业设计的目的与意义 3

第2章桥跨总体布置及结构尺寸拟定 4

2.1尺寸拟定 4

2.1.1桥孔分跨 4

2.1.2截面形式 4

2.1.3梁高 5

2.1.4细部尺寸 6

2.2主梁分段与施工阶段的划分 7

2.2.1分段原则 7

2.2.2具体分段 7

2.2.3主梁施工方法及注意事项 7

第3章 荷载内力计算 9

3.1恒载内力计算 9

3.2活载内力计算 11

3.2.1横向分布系数的考虑 11

3.2.2活载因子的计算 11

3.2.3计算结果 13

第4章 预应力钢束的估算与布置 15

4.1力筋估算 15

4.1.1计算原理 15

4.1.2预应力钢束的估算 18

4.2预应力钢束的布置 24

第5章预应力损失及有效应力的计算 26

5.1预应力损失的计算 26

5.2有效预应力的计算 33

第6章次内力的计算 35

6.1徐变次内力的计算 35

6.1.1结构重力徐变次内力 35

6.1.2预加力徐变次内力 38

6.2预加力引起的二次力矩 40

6.3温度次内力的计算 43

第7章内力组合 48

7.1 承载能力极限状态下的效应组合 48

7.2 正常使用极限状态下的效应组合 49

第8章主梁截面验算 51

8.1截面强度验算 51

8.2截面抗裂验算 54

8.2.1正截面和斜截面抗裂验算 54

8.2.2法向拉应力 55

8.2.3主拉应力和主压应力 56

第9章 主要工程数量计算 61

9.1 混凝土总用量