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摘 要

在本次桥梁设计中，根据导师所提供的地形图和任务书要求，依据现行公路桥梁相关设计规范，首先提出了预应力混凝土变截面连续箱型梁桥、预应力混凝土连续刚构、拱桥三种桥型比选方案。按照“实用、经济、安全、美观、环保”的桥梁设计原则，进行桥梁的选型，最终选择60m 80m 60m的预应力变截面连续箱型梁桥作为本次的设计桥型。

本次毕业设计利用桥梁博士软件进行结构分析，并进行施工阶段的模拟。然后进行内力分析，初步估算钢筋的面积，进行结构的配筋及布置。再将桥梁配筋导入模型中，计算配筋结果，进行各施工阶段内力分析及截面验算。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。

本次毕业设计主要是预应力混凝土连续梁桥的上部结构设计，主要进行了桥型方案选择和总体布置；桥梁结构尺寸拟定；上部结构计算；预应力钢束计算；关键截面强度检算；局部抗裂验算；正常使用状态、施工过程应力验算等。

最后，经过分析验算表明该连续箱梁梁桥设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。

关键词：桥型比选方案；连续箱型梁桥；建模；结构分析；预应力钢筋布置；验算

ABSTRACT

In this design, According to the requirements of the topographic map and commitments provided by the mentor， and the current highway bridge design specification, pre-stressed concrete variable section continuous box girder bridge‚ pre-stressed concrete continuous rigid-frame structure‚ arch bridge three schemes are put forward. According to the ″practical, beautiful, safe, economic and convenient, environmental″ for construction of bridge design principles, after comparing the bridge of various structure, the final choice of 60m 80m 60m pre-stressed concrete continuous girder bridge design is decided as the recommendation.

This graduation design uses the Dr. Bridge software to analyse the structure‚ and carry on the simulation of the construction stage .Then, analyze the internal forces . Preliminary estimates the area of the steel . and carry on the structure reinforcement and arrangement . Then put the bridge reinforcement into the model, the calculation of reinforcement as a result, the internal force of each construction stage is analyzed and the cross section calculation .At the same time, the factors of the concrete shrinkage‚ Creep force times and temperature resultant times must be considered.

The graduation design of pre-stressed concrete continuous girder bridge is mainly the upper part of the structure design of the main bridge scheme selection and layout; Bridge structure size for; The upper structure calculation; Pre-stressed steel beam calculation; The key section intensity is checked; Local crack calculation; Normal use of the stress calculation, construction process, etc.

Finally, through analysis of the calculation show that the continuous box girder bridge design calculation method is correct, the internal force distribution is reasonable, accord with the requirement of design task.

KEY WORDS: Selection scheme; Continuous box girder bridge; Modeling; Structure analysis; Arrangement of manner in pre-stressed steel bar; Checking computation

目 录

一.设计说明 1

1.1技术标准 1

1.2地质条件 1

1.3采用材料 1

1.4设计规范 1

二.桥梁方案比选 3

2.1方案比选原则 3

2.2比选方案 3

2.2.1第一方案：变截面预应力连续箱型梁桥 3

2.2.2第二方案：预应力混凝土连续刚构桥 6

2.2.3第三方案：拱桥 6

2.3方案比选 7

2.4方案确定 8

三.预应力混凝土变截面连续箱型梁桥初步设计 9

3.1桥型布置 9

3.2桥孔布置 9

3.3截面形式 9

3.3.1顺桥向尺寸： 9

3.3.2横桥向尺寸： 9

3.4桥面铺装 10

3.5下部结构 10

3.6采用材料 10

3.7施工方案 10

四.建立计算模型 11

4.1结构有限元建模 11

4.1.1建模软件：桥梁博士 11

4.1.2节点及单元划分 11

4.1.3 桥梁具体单元划分 11

4.1.4桥梁有限元建模过程 11

4.2 截面几何特性 18

4.3边界条件 19

4.4荷载信息 19

4.4.1施工荷载 19

4.4.2使用荷载 20

4.5恒载、活载内力计算（一） 20

4.5.1恒载内力计算 20

4.5.2活载内力计算 22

4.6温度及支座沉降次内力计算 48

4.6.1温度引起的内力计算 48

4.6.2支座位移引起的内力计算 55

4.7内力组合（一） 67

4.7.1正常使用极限状态的内力组合 67

4.7.2承载能力极限状态的内力组合 67

4.7.3内力组合结果 68

五.预应力钢束估算及布置 82

5.1预应力钢束估算 82

5.1.1计算原理 82

5.1.2部分截面计算结果示例 83

5.1.3全部预应力钢筋配筋范围计算结果 85

5.1.4.预应力钢筋数量的确定 90

5.1.5桥梁博士钢筋估算面积 91

5.2预应力钢束的布置 94

5.2.1.钢束布置的原则 94

5.2.2.钢束布置的结果 94

5.3预应力钢束输入 94

六.预应力损失及有效预应力计算 96

6.1预应力损失计算 96

6.1.1预应力钢筋与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失（） 96

6.1.2锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失（） 96

6.1.3混凝土弹性压缩引起的预应力损失（） 96

6.1.4预应力钢筋松弛引起的预应力损失终极值（） 96

6.1.5混凝土收缩、徐变引起的预应力损失（） 97

6.2有效预应力计算 97

6.3计算结果 97

七.钢筋布置后作用效应计算及组合 98

7.1截面特性计算 98

7.2预加力次力矩和收缩徐变次内力计算 99

7.2.1预加力产生的次内力 99

7.2.2收缩徐变引起的次内力计算 99

7.3永久效应计算（二） 103

7.4可变作用效应 113

7.4.1 汽车荷载 113

7.4.2人群荷载 122

7.4.3温度作用 131

7.5作用效应组合（二） 136

八. 持久状况承载能力极限状态计算及验算 143

8.1正截面抗弯承载力计算 143

8.2斜截面抗剪承载能力计算与验算 146

九、持久状况正常使用极限状态应力及挠度验算 147

9.1使用阶段荷载组合II应力（短期效应） 147

9.2正截面和斜截面抗裂验算 151

9.3正常使用极限状态挠度验算 151

十、持久状况和短暂状况构件应力计算与验算 152

10.1持久状况应力计算与验算 152

10.1.1正常使用极限状态内力计算 152

10.1.2正截面法向压应力验算 154

10.1.3斜截面主压应力验算 154

10.1.4受拉区预应力钢束拉应力验算 154

10.2短暂状况构件应力计算及验算 156

十一、锚下局部应力验算 176

11.1锚具信息 176

11.2截面尺寸验算 176

11.3局部承压承载力验算 176

致 谢 177

参考文献 178

一.设计说明

1.1技术标准

1、公路等级：二级公路；

2、设计行车速度：80km/h；

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