联兴路淡水河大桥设计

论文总字数：35935字

摘 要

预应力混凝土箱梁桥具有良好的整体受力性能，在桥梁建设中得到广泛使用。城市桥梁在满足结构受力安全的要求外，还需要提供丰富景观、美化城市环境的功能。本文依据广东省惠州市联兴路淡水河大桥的施工说明图进行设计，通过桥梁设计软件MIDAS/Civil2019对其上部结构和景观拱结构进行有限元分析和计算。主要根据现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）的要求，对该桥的主桥结构模型分别施加了自重、二期恒载、预应力荷载、移动荷载、温度荷载、风荷载。根据上述规范中的相关规定，将以上荷载作用进行组合后，对主桥结构进行受力分析，对成桥状态的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算。此外，针对景观拱的受力、屈曲稳定性及横向抗倾覆稳定性进行分析。计算结果表明，各个作用效应的验算结果均可满足现行的桥梁设计规范中的要求，参数设计较为合理。最后，对梁拱结合处的细部构造分析进行展望。

关键词：预应力混凝土，箱梁桥，受力分析，横向稳定分析，有限元计算

ABSTRACT

Prestressed concrete box girder bridges have good overall mechanical performance and are widely used in bridge construction. In order to meet the requirements of structural stress and safety, urban bridges also need to provide rich landscape and beautify the urban environment. This paper designs according to the construction drawing of the Danshui River Bridge of Lianxing Road, Huizhou City, Guangdong Province, and carries out finite element analysis and calculation of its superstructure and landscape arch structure through the bridge design software MIDAS/Civil2019. Mainly based on the current "General Code for Design of Highway Bridges and Culverts" (JTG D60-2015), "Design Specification for Highway Reinforced Concrete and Prestressed Concrete Bridges and Culverts" (JTG 3362-2018), the main bridge structure model of the bridge is respectively weighted. , the second phase of dead load, prestressed load, moving load, temperature load, wind load. According to the relevant provisions in the above specifications, after the above load effects are combined, the main bridge structure is subjected to force analysis, and the load capacity limit state and the normal use limit state of the bridge state are checked. In addition, the stress, buckling stability and lateral anti-overturn stability of the landscape arch are analyzed. The calculation results show that the verification results of each effect can meet the requirements of the current bridge design specifications, and the parameter design is more reasonable. Finally, the detailed structural analysis of the beam-arch joint is prospected.

KEY WORDS: Prestressed Concrete，Box girder bridge，Stress analysis，Lateral stability analysis，Finite element calculation

目 录

摘要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ

第一章 绪论 ……………………………………………………………………………1

1.1 预应力混凝土箱梁桥概述 …………………………………………………1

1.2 城市桥梁景观设计概述 ……………………………………………………2

1.3 毕业设计主要模拟方法和设计计算内容 …………………………………2

第二章 工程背景 ………………………………………………………………………4

2.1 联兴路淡水河大桥简介 ……………………………………………………4

2.2 上部结构 ……………………………………………………………………4

2.3 下部结构 ……………………………………………………………………5

2.4 预应力钢束 …………………………………………………………………5

• 1. 主要材料 ……………………………………………………………………5

第三章 有限元分析模型的建立 ………………………………………………………6

3.1 模拟分析方法 ………………………………………………………………6

3.2 有限元软件的采用 …………………………………………………………6

3.3 技术标准 ……………………………………………………………………6

3.4 基本参数设定 ………………………………………………………………7

3.5 典型计算截面 ………………………………………………………………8

3.6 设计荷载取值 ………………………………………………………………9

3.6.1 施工阶段荷载工况 …………………………………………………9

3.6.2 成桥阶段荷载工况 …………………………………………………11

3.7 单元划分 ……………………………………………………………………12

3.8 边界条件 ……………………………………………………………………13

3.9 作用组合 ……………………………………………………………………13

第四章 成桥状态的分析和验算 ………………………………………………………18

4.1 主梁成桥状况的受力分析验算 ……………………………………………19

4.2 持久状况下的承载能力极限状态验算 ……………………………………21

4.2.1 截面受压区高度验算 ………………………………………………22

4.2.2 正截面抗弯承载力验算 ……………………………………………23

4.2.3 斜截面抗剪承载力验算 ……………………………………………24

4.2.4 支反力计算 …………………………………………………………25

4.3 持久状况下的正常使用极限状态验算 ……………………………………26

4.3.1 正截面抗裂验算 ……………………………………………………26

4.3.2 斜截面抗裂验算 ……………………………………………………27

4.3.3 挠度验算 ……………………………………………………………28

4.4 持久状况下的混凝土应力验算 ……………………………………………29

4.4.1 正截面混凝土法向压应力验算 ……………………………………29

4.4.2 受拉区钢筋拉应力验算 ……………………………………………29

4.4.3 斜截面混凝土主压应力验算 ………………………………………31

4.5 短暂状况构件应力验算 ……………………………………………………31

第五章 景观拱验算 ……………………………………………………………………33

5.1 截面强度稳定性验算 ………………………………………………………33

5.2 横向稳定计算方法 …………………………………………………………34

5.3 景观拱自振模态 ……………………………………………………………34

5.4 全桥屈曲模态 ………………………………………………………………37

5.4.1 第一类组合 …………………………………………………………37

5.4.2 第二类组合 …………………………………………………………39

5.4.3 第三类组合 …………………………………………………………41

5.5 抗倾覆验算结果 ……………………………………………………………42

第六章 结论和展望 ……………………………………………………………………45

6.1 结论 …………………………………………………………………………45

6.2 展望 …………………………………………………………………………46

参考文献（References） ………………………………………………………………47

致谢 ………………………………………………………………………………………48

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