论文总字数：51755字

摘 要

本文的主要内容是对一座钢-混组合结构连续箱梁桥的设计计算分析。

本文分析的钢-混组合结构连续箱梁桥来源于实际工程，即为山东省内长深高速的重要组成路段——高青至广饶段高速项目中的小清河特大桥的2号主桥（第3联，共14联），其上部采用(70 120 70)m钢-混组合结构变截面连续箱梁。

本文主要通过运用MIDAS/Civil软件对2号桥的上部结构进行了建模并进行结构验算分析。

本文对该桥主要进行了以下几种类别的验算：(1)承载能力极限状态下的抗弯承载力、抗剪承载力验算、整体稳定性验算；(2) 持久状况正常使用极限状态下的应力、抗裂性、裂缝宽度、挠度验算、局部稳定验算；(3)短暂状况的应力验算。

设计思路与分析方法如下：

首先，按照已有设计图纸和实际施工程序，运用MIDAS/Civil软件按照平面杆系模型建立模型并计算，求出各个截面在自重、活载、支座沉降、混凝土收缩徐变、温度荷载等作用下的内力，并将不同荷载进行组合。

其次，利用不同的荷载组合，进行桥梁结构验算；

最后，用AutoCAD绘出该桥的施工图共8张，其中包括（1）桥型布置图，共3张；（2）标准横断面图，共1张；（3）2连接件一般构造图，共1张（4）桥面板纵向预应力钢束布置图，共3张。

关键词：钢-混组合结构；连续箱梁；结构计算分析；MIDAS/Civil

Abstract

The main content of this paper is to analyze a continuous box girder bridge with steel-composite structure.

The continuous box girder bridge with steel-composite structure is derived from the actual project. It is an important part of the Chang shen expressway in Shandong province

No. 2 main bridge of Xiao qing he bridge in the expressway project from Gao qing to Guang rao (the 3rd bridge, 14 bridge in total), its upper part adopts (70m 120m 70m) continuous box girder bridge with steel-composite structure.

Writers uses MIDAS/Civil to model the structure of No.2 bridge and to analyze and check the structural .

This paper includes the following kinds of checking and calculations:(1) flexural capacity checking, shear capacity checking and the overall stability checking under the ultimate limit state of persistent conditions; (2) normal stress checking, shear stress checking, deformation checking and partial stability check under the normal ultimate state of persistent conditions; (3) stress checking under transient conditions.

Design ideas and analysis methods are as follows:

First of all, according to the existing design drawings and the actual construction procedures, the writer uses MIDAS/Civil to establish a model plane truss model calculate, figure out the internal force of the control section of bridge under the structure weight, live load, temperature gradient load, creep and shrinkage of concrete and seat sedimentation load.

Secondly, different load combinations are used to check the bridge structure.

Finally, a total of 8 construction figures of the bridge were drawn by AutoCAD, including (1) layout of the bridge; (2) standard cross-sectional diagram; (3) general structural diagram of fittings; (4) longitudinal prestressed steel beam diagram of bridge deck.

Key words: steel-mix composite structure; Variable cross-section; Continuous box girder; Calculation and analysis of mechanism; MIDAS/Civil

KEY WORDS: steel-composite structure, continuous box girder , structural calculation and analysis ,MIDAS/Civil

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 课题关键问题及难点 1

1.2.1 关键问题 1

1.2.2 难点 1

1.3 课题设计说明 2

1.3.1 工程概况 2

1.3.2 设计标准 4

1.3.3 设计依据及技术参数 4

1.3.4 主要材料及预应力体系 5

第二章 有限元模型的建立 8

2.1 建立计算模型 8

2.2 材料与截面 10

2.2.1 材料特性值 10

2.2.2 截面特性值 10

2.3 边界条件 14

2.3.1 永久约束 14

2.3.2 临时支座 14

2.3.3 临时支承 15

2.4 施工阶段模拟 15

2.4.1 定义施工阶段 15

2.5 施加荷载 16

2.5.1 静力荷载工况 16

2.5.2 活载 18

2.5.3 支座沉降 18

2.6 电算结果分析 19

2.6.1 梁单元组合内力、应力图形 19

2.6.2 内力、应力汇总表 20

第三章 持久状况承载能力极限状态验算 23

3.1 混凝土翼板有效宽度 23

3.1.1 跨中截面以及中支点截面 23

3.1.2 边支点截面 24

3.2 截面几何性质计算 25

3.2.1 钢箱梁截面的几何性质 25

3.2.2 换算截面的几何性质 26

3.3 抗弯承载力计算 27

3.3.1 正弯矩段抗弯承载力验算 29

3.3.2 负弯矩段抗弯承载力验算 30

3.4 抗剪承载力验算 31

3.5 整体稳定性验算 32

第四章 持久状况正常使用极限状态验算 34

4.1 应力计算 34

4.1.1 持久状况正应力验算 34

4.1.2 持久状况剪应力验算 36

4.2 挠度验算 37

4.2.1 刚度验算 38

4.2.2 设置预拱度 38

4.3 抗裂性与裂缝计算 39

4.4 局部稳定验算 40

4.4.1 腹板最小厚度验算 40

4.4.2 腹板加劲肋间距验算 41

4.4.3 腹板加劲肋尺寸验算 41

第五章 短暂状况应力验算 43

5.1 短暂状况截面正应力验算 43

5.2 短暂状况截面剪应力验算 44

第六章 抗剪连接件计算 46

6.1 栓钉连接件的构造要求 46

6.2 单个栓钉连接件的抗剪承载力设计值 46

6.3 抗剪连接件验算 47

第七章 结论与总结 48

7.1 结论 48

7.2 总结 48

致谢 49

参考文献 50

附录A 钢梁节点表 51

附录B 混凝土桥面板节点表 54

引言

课题背景与意义

我国目前已成为桥梁大国，桥梁总数与各种桥型大跨径桥梁的跨度记录也都位于世界前列，但飞速发展的经济仍然要求更多更高质量的桥梁建设。

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