长安大学三跨连续梁桥优秀毕业设计.docx
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长安大学三跨连续梁桥优秀毕业设计
毕业设计（论文）任务书
一、设计内容（论文阐述的问题）
①根据已给设计资料，选择三至四种以上可行的桥型方案，
拟定桥梁结构主要尺寸，根据技术经济比较，推荐最优方案进行上部结构设计，拟定上部结构的细部尺寸。
②根据推荐方案桥型确定桥梁施工方案。
③对推荐桥梁方案进行运营及施工阶段的内力计算，并进行内力组合，强度、刚度、稳定性等验算。
④绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图。
⑤编写设计计算书。
二、设计原始资料（实验、研究方案）
1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份。
2、设计荷载：
公路—Ⅰ级
3、桥面宽度：
净—15+0.5（分隔带）＋2×0.5（防撞栏））
4、桥面横坡：
2%。
5、地震烈度：
7度。
6、通航要求：
无
7、桥面铺装：
8cm水泥混凝土+8cm沥青混凝土
8、气象条件：
2.8～39℃，平均23.8℃
三、主要技术指标
①设计依据：
JTGD60-2004《公路桥涵设计通用规范》
JTJ022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》
JTGD62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ024-85《公路桥涵地基与基础设计规范》
②材料：
混凝土：
50号；预应力钢筋：
φj15钢绞线
非预应力钢筋：
直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋，直径<12mm
的用Ⅰ级光圆钢筋；锚具：
XM锚或OVM锚
四、设计完成后提交的文件和图表（论文完成后提交的文件）
1、计算说明书部分：
设计计算书一套。
由中、英文摘要、设计说明、计算内容三部分组成。
摘要要写清设计概况及主要内容，设计说明要写清设
计背景、技术指标、采用的规范标准、使用的材料、设计要点、
施工方法。
写清方案比选的理由及计算内容的基本原理、公式、参数取值或来源：
内附主桥上部结构施工程序示意图，弯矩和
剪力包络图、主要截面内力影响线。
相关程序、输入及输出数据
文件要求打印，附于计算书内。
2、图纸部分：
绘制桥梁方案比较图（包括纵、横断面），推荐方案总体部置
图（包括纵、横、平断面），比例：
1:
200，1:
50。
图幅外框尺寸：
90cm×60cm（粗实线）主梁一般构造，预应力钢筋布置图（包括梁体钢筋布置图、主
要截面钢筋布置示意图）比例：
1:
200，图幅外框尺寸：
76cm×60cm
（粗实线）。
桥梁施工程序示意图。
五、主要参考资料
1、《结构设计原理》叶见曙人民交通出版社
2、土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册陈忠延等编著
3、《预应力混凝土连续梁桥设计》徐岳、王亚君、万振江人民交通出版社
4、《桥梁工程》范立础人民交通出版社
5、《基础工程》教材
6、《桥涵水文》教材
7、《桥梁计算示例集》人民交通出版社
8、《桥梁上部结构计算示例
（二）》重庆交通学院等校合编
长安大学毕业设计（论文）开题报告表
课题名称
唐家河大桥设计
课题来源
课题类型
指导教师
学生姓名
学号
专业
一、课题意义
毕业设计的目的在于培养毕业生的综合能力，它是桥梁工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节，和其它教学环节不同，毕业设计要求学生关注学术动态，充分的了解国内外桥梁设计的发展现状及趋势，并灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，结合相关设计规范，在指导老师的指导下，独立的完成一个专业课题的设计工作，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。
具有实践性、综合性强的显著特点。
毕业设计使得学生独立系统的完成一项工程设计，因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。
通过毕业
设计这一时间较长的教学环节，学生独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高，还可以培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体问题的能力。
以达到具备
初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。
这次毕业设计的唐家河大桥为三跨变截面连续梁桥。
在三项比选方案中，根
据受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观的原则最终选
择主跨为85m边跨48m的变截面连续梁桥。
二、国内外发展状况
预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车
舒适等优点。
由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。
60年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；
60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫（Bendorf）桥，采用了悬臂浇筑法。
随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、完善和推广应用，在跨度为
40—200米范围内的桥梁中，连续梁桥逐步占据了主要地位。
目前，无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势，成为优胜方案。
我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，
比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁
桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
近20年来，我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径90m的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m的宜昌乐天溪桥、跨径
154m的云南六库怒江大桥等。
下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混
凝土连续梁桥。
我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥
序号
桥名
主桥跨径（m）
桥址
1
南京长江二桥北汊桥
90+165*3+90
江苏
2
六库怒江大桥
85+154+85
云南
3
黄浦江奉浦大桥
85+125*3+85
上海
4
常德阮水大桥
84+120*3+84
湖南
5
东明黄河公路大桥
75+120*7+75
山东
6
风陵渡黄河大桥
87*5+87+114*7+87
山西
7
沙洋汉江大桥
63+111*6+63
湖北
8
珠江三桥
80+110+80
广东
9
宜城汉江公路大桥
55+100*4+55
湖北
10
松花江大桥
59+90*7+59
黑龙江
虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在一定差距。
想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题：
1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。
2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。
3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料
减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。
另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指标也是一个很关键的因素，它
是设计方案合理性与经济性的标志。
目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝
土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指标。
但是，桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：
桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。
同时，一座桥的设计方案完成
后，造价指标不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的
养护、维修等运营费用在内。
通过连续梁、T型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现：
连续刚构体系的技术经济指标较高。
因此，从这个角度来
看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。
总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，做出可行的最佳方案。
三、本课题研究的内容和方法、手段及预期成果
在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。
所以在本设计课题中，重点要做以下两方面的内容：
1、﹅桥梁方案比选及总体设计。
2、﹅结构设计计算和验算。
本设计做的是主跨85m边跨48m的三跨变截面连续梁桥，本次设计分析采用桥MIDAS软件进行，本次设计预计完成全桥设计相关的计算和验算。
按时并保质保量的完成毕业设计，关键是要按照进度和老师的指导开展工
作。
因为设计经验匮乏，所遇设计过程中必须要保持与老师的联系，经常与老师进行沟通，并积极搜集与专业相关的资料，例如规范、学术论文、设计案例等。
做到对设计任务的全面系统把握。
1.广泛阅读，积极参照国内外的成功桥梁设计案例，在进行综合分析的基础上，提出当前设计课题的解决方案。
2.积极与指导老师沟通，认真听取老师意见。
3.对于设计中所需的桥梁计算软件，要勤于动手，做到能够灵活操作。
四、任务完成阶段安排即时间安排
序号设计（论文）各阶段名称日期（教学周）
1开题方案选择及布置9
2推荐方案确定及总体布置10
3推荐设计方案设计参数及及计算模型11- ‐12
4配筋设计及施工方法设计13- ‐14
5结构验算15- ‐16
6计算书誊写及设计图纸绘制17
五、完成任务所具备的条件要素
1微型计算机
2MICROSOFTOFFICE2003
3MIDAS软件
4桥梁CAD绘图软件（AutoCAD2007），图板，丁字尺等
5《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62- ‐2004）
6《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60- ‐2004）
7《公路工程技术标准》（JTB01- ‐2003）
8《公路桥涵设计手册—墩台与基础》
9《公路桥涵设计手册—桥梁》（上下册）
指导教师意见及建议：
指导教师签名：
年月日
注：
1、课题来源分为：
国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型
分为：
工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。
2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方
摘要
在本设计中，根据地形图和任务书要求，依据现行公路桥梁设计规范提出了预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构、下承式拱桥三种桥型方案。
按照“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，经过对各种桥型的比选最终选择48m+85m+48m的预应力混凝土连续梁桥为本次的推荐设计桥型。
本设计利用MIDAS软件进行结构分析，根据桥梁的尺寸拟定建立桥梁基本模型，然后进行内力分析，计算配筋结果，进行施工各阶段分析及截面验算。
同时，必须要考虑混凝土收缩、徐变次内力和温度次内力等因素的影响。
本设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计，设计中主要进行了桥梁总体布置及结构尺寸拟定、桥梁荷载内力计算、桥梁预应力钢束的估算与布置、桥梁预应力损失及应力的验算、次内力的验算、内力组合验算、主梁截面应力验算。
最后，经过分析验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
关键字：
比选方案；连续梁桥；连续刚构；拱桥；结构分析；验算
ABSTRACT
Inthisdesign,accordingtothetopography,andprojectrequirements，accordingtothecurrenthighwaybridgedesignspecificationofprestressedconcretecontinuousgirderbridgeforward,Prestressedconcretecontinuousrigid- ‐frame
structure，XiaChengShiarchbridgethreeschemes.Accordingtothe"practical,
beautiful,safe,economicandconvenientforconstructionofbridgedesignprinciples,structureafterthebridgeofvariousfinalchoiceof48m+85m+48mprestressedconcretecontinuousgirderbridgedesignforthisrecommendation.
Thisdesignusingthedrbridgesoftwareanalysisthestructure，accordingtothe
sizeofthebridge,thebasicmodelestablishmentbridgeworked，thenforceanalysis，calculationresultsofreinforced，foreachphaseanalysisandconstruction.Atthesametime,mustconsidertheconcreteshrinkage,Creepforcetimesandtemperatureresultanttimesfactors.
Thedesignofprestressedconcretecontinuousgirderbridgeismainlytheupperstructuredesign,inthedesignofthemainbridgelayoutandstructuresize，loadcalculation，bridgeprestressingtendonsestimationandlayout，thelossofprestressandstressofthebridge，theresultantchecked，internalcombinationcalculation，
sectionstresscalculationgirder.
Finally,afteranalysisshowsthatthedesigncalculationmethodofcalculatingtheinternalforcedistribution,reasonable,complywiththedesignrequirementsofthetask.
KEYWORDS：
Selectionscheme；Continuousgirderbridge；Continuousrigid- ‐framestructure；Archbridge；Structureanalysis；checkingcomputation
第一章概述...............................................1
1.1预应力混凝土连续梁桥概述.....................................1
1.2技术标准.....................................................1
1.3地质条件.....................................................1
1.4采用材料.....................................................2
1.5采用规范.....................................................2第二章桥型方案比选........................................3
2.1构思宗旨.....................................................3
2.2比选标准.....................................................3
2.3比选方案.....................................................3
2.3.1设计方案一.............................................3
2.3.2设计方案二.............................................4
2.3.3设计方案三.............................................6
2.4方案比选.....................................................7第四章荷载内力计算.......................................10
4.1全桥结构单元的划分..........................................10
4.1.1划分单元原则..........................................10
4.1.2桥梁具体单元划分......................................10
4.2全桥施工节段划分............................................10
4.2.1桥梁划分施工分段原则..................................10
4.2.2施工分段划分..........................................11
4.3主梁内力计算................................................12
4.3.1恒载内力计算..........................................12
4.3.2悬臂浇筑阶段内力......................................12
4.4.1活载因子的计算........................................14
4.4.2横向分布系数的考虑....................................15
4.5荷载组合....................................................15第五章预应力钢束的估算与布置.............................16
5.1钢束估算....................................................16
5.1.1按承载能力极限计算时满足正截面强度要求：
..............16
5.1.2按正常使用极限状态的应力要求计算......................17
5.2预应力钢束布置..............................................21
5.3预应力损失..................................................22
5.3.1摩阻损失..............................................22
5.3.2.锚具变形损失.........................................23
5.3.3.混凝土的弹性压缩损失.................................23
5.3.4预应力筋的引力松弛损失................................24
5.3.5收缩徐变损失..........................................24
5.4预应力计算..................................................25
5.5施工阶段应力验算............................................25第六章次内力验算........................................30
6.1徐变次内力的计算............................................30
6.2预加力引起的二次力矩.......................................30
6.3温度次内力的计算...........................................31第七章桥梁内力组合.......................................31
7.1内力组合的原则..............................................31
7.2承载能力极限状态下的效应组合..............................32
8.2.2斜截面抗裂验算........................................44
8.2.3使用阶段预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算........44
8.2.4预应力钢筋中的拉应力验算.............................47
8.2.5混凝土的主压应力验算..................................47
8.3短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算.......................48致谢....................................................48参考文献.................................................49附录：
外文翻译...........................................50
第一章概述
1.1预应力混凝土连续梁桥概述
┊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、
┊造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主
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