摘 要

本文的主要内容是呼和浩特至北海高速公路中宜都至鄂湘界段大沟一号桥左幅预应力混凝土连续T梁桥结构设计，本设计采用有限元软件进行辅助分析和设计，通过电算手算相结合的方式完成上部结构的设计，计算以及验算。本文所涉及的主要内容是：设计资料分析，桥梁方案比选，施工阶段划分，截面尺寸的拟定，，Midas Civil建模验算，内力计算，预应力钢束设计，下部结构的尺寸拟定和验算等。本桥型采用2×30m两跨预应力混凝土连续T梁，桥梁全长60m,桥面宽度15.5m,单向四车道，主桥采用预制的T梁，下部结构采用桩柱式墩台。

经检算，本设计不仅满足安全要求，并且完全能满足现行规范的要求。

关键词：预应力混凝土连续T梁桥；简支—连续；桩柱式墩台；作用效应计算；结构验算；有限元分析

Abstract

The main content of this paper is the structural design of the left prestressed concrete continuous t-beam bridge of dagou no. 1 bridge in the middle section of the Hohhot to beihai expressway from yidu to exiangjie. This design USES the finite element software for auxiliary analysis and design, and completes the superstructure design, calculation and checking calculation by means of computer calculation and manual calculation. The main contents involved in this paper are: design data analysis, bridge scheme comparison and selection, construction stage division, section size drawing up, Midas Civil modeling checking calculation, internal force calculation, prestressed steel beam design, substructure size drawing up and checking calculation. This bridge type USES 2 30m two-span prestressed concrete continuous T beam, the bridge length is 60m, the bridge deck width is 15.5m, one-way four-lane, the main bridge USES prefabricated T beam, the lower structure USES pile type pier.

By checking calculation, the design not only meets the safety requirements, but also fully meets the requirements of the current specification.

Key words: Prestressed concrete continuous t-beam bridge; Simply supported - continuous; Pile-type pier; Calculation of action effect; Structure checking calculation; Finite element analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1预应力混凝土连续梁桥的发展 1

1.2选题设计思想及意义 2

第2章设计概述 3

2.1工程概述 3

2.1.1 地形、地貌 3

2.1.2 工程地质 3

2.1.3不良地质现象 3

2.2技术标准 3

2.3 设计规范 4

2.4 设计材料 4

2.4.1混凝土 4

2.4.2 钢材 4

第3章 桥梁构造设计 6

3.1桥梁设计原则 6

3.1.1安全性与适用性 6

3.1.2经济性和美观性 6

3.1.2技术先进 6

3.1.2环境保护和可持续发展 6

3.2桥梁方案比选 7

3.3 桥跨总体布置及结构尺寸拟定 10

3.3.1 桥跨布置 10

3.3.2 顺桥向主梁尺寸拟定： 10

3.3.3横桥向主梁尺寸拟定 12

3.3.4 下部结构尺寸拟定 12

第4章 有限元建模 13

4.1 横向分布系数计算 13

4.2 有限元建模过程 15

4.3 Midas/Civil分析过程 15

4.3.1生成荷载组合 15

4.3.2模型分析结果 15

4.3.3 PSC设计 17

第5章 荷载内力计算 19

5.1恒载内力计算 19

5.2活载内力 20

5.3次内力的计算及内力组合 22

5.3.1温度次内力 22

5.3.2支座沉降次内力 28

5.3.3预应力次内力 29

5.3.4收缩次内力 30

5.3.5徐变次内力 31

5.3.6内力组合 31

第6章 预应力钢筋设计及预应力损失计算 36

6.1预应力钢筋设计 36

6.1.1纵向预应力筋估算 36

6.1.2 预应力筋的布置 39

6.2 预应力损失 39

6.2.1钢筋与管道壁之间的摩擦损失 39

6.2.2锚具变形、钢筋回缩损失 40

6.2.3钢筋与台座之间的温差损失 40

6.2.4砼的弹性压缩损失 40

6.2.5钢筋的应力松驰损失 40

6.2.6砼的收缩徐变损失 40

6.2.7 损失计算结果 41

第7章 主要截面的验算 43

7.1承载能力极限状态截面验算 43

7.1.1正截面抗弯验算 43

7.1.2斜截面抗剪验算 43

7.2正常使用极限状态截面验算 44

7.2.1使用阶段正截面抗裂验算 44

7.2.2使用阶段斜截面抗裂验算 45

7.3持久状况和短暂状况构件的应力验算 45

7.3.1使用阶段正截面压应力验算 45

7.3.2使用阶段斜截面主压应力验算 46

7.3.3施工阶段正截面法向应力验算 46

7.3.4受拉区钢筋的拉应力验算 48

7.4.1局部受压区尺寸要求 49

7.4.2局部抗压承载力计算 50

第8章 行车道板计算 52

8.1中间单向板计算 52

8.1.1恒载内力 52

8.1.2活载内力 53

8.2外边梁悬臂板内力计算 54

8.2.1恒载内力 54

8.2.2活载内力 55

8.3荷载组合 55

8.3.1连续板 55

8.3.2悬臂板 56

8.4桥面板配筋 56

8.4.1桥面板配筋 56

8.4.2抗剪验算 57

第9章盖梁计算 58

9.1盖梁自重及内力计算 58

9.2盖梁各截面内力计算 59

9.2.1 结构求解器建模运算 60

9.2.1 结构求解器运算结果 60

9.3盖梁配筋设计 61

9.3.1 弯矩作用下正截面配筋计算 61

9.3.2剪力作用时配筋计算 62

9.4抗裂验算 63

第10章 桥墩计算 66

10.1荷载计算 66

10.2截面配筋计算 67

10.3墩柱截面承载力验算 69

第11章钻孔灌注桩的计算 71

11.1荷载计算 71

11.2桩长计算 71

11.3桩的内力及位移计算 72

11.3.1基本假定 72

11.3.2桩的计算宽度 73

11.3.3桩的变形系数 73

11.3.4桩的变形系数 73

11.3.5桩身最大弯矩位置及弯矩计算 73

11.3.7桩顶纵向水平位移验算 76

11.4桩身截面配筋的计算 77

11.5桩的截面承载力验算 79

参考文献 81

第1章 绪论

1.1预应力混凝土连续梁桥的发展

预应力混凝土的连续梁桥，具有其他桥梁结构没有的很多优点，首先其整体性相对比较好，有相对性能不错的抗震方面、结构刚度大，其次桥主梁的挠曲变形相对比较平缓，桥面的伸缩缝并不是很多，这能显著地提高行车的舒适度从而一定程度上提高地区的经济发展和能源节约。这样看来，预应力混凝土的连续梁桥能够屹立于各大桥梁体系之中绝对是名副其实了。

预应力混凝土结构的截面小、刚度大、抗裂性和耐久性好，在的土木工程领域，尤其在大跨度钢筋混凝土结构，如桥梁、大空间建筑等工程中得到广泛应用。随着高强度钢材、高强度等级混凝土以及新预应力技术的出现，扩大了预应力结构的使用范围，在普通民用建筑中，也有较多的使用。中国迅猛发展的经济使中国的桥梁建设迎来了井喷式发展，其中特大 型桥梁建设的发展有目共睹。由此带来的桥梁建设施工技术的提升，使许多新工艺、新材料、新技术在桥梁建设中发挥作用。T型梁施工越来越广泛。

不同设计资料（地质条件）适合于不同的桥梁，在我们本次的设计预应力的混凝土；梁桥时，技术经济的许多指标是相对比较关键的重要的因素，这些代表着桥梁设计的和合理性和经济性。桥梁的设计完成后，方案中造价方面的关键指标不能只停留在经济方面，还应该包括着后期的运营与维护方面的工作。通过这许多桥梁的比选过程，有许多的因素被考虑，连续T梁桥、刚构等桥梁的形式都应该被考虑到。这些桥的形式也同样的有这各自的优势和劣势，所以在后面的桥梁必选中同样会进行这些方面的更为系统的陈述。

1.2选题设计思想及意义

毕业设计是以呼和浩特至北海高速公路中宜都至鄂湘界段大沟一号桥（左幅）为工程背景，进行桥跨布置为60m预应力混凝土连续T梁桥的设计过程，先简支后结构连续，完成本次设计的桥梁结构的相关计算和绘制关键结构的CAD图纸。本设计的施工方法在桥梁成桥后，结构的刚度相对较大，动力的相关性能相对较好，主梁的变形曲线比较的缓和，比较合适较高速度的行车。连续梁桥在活载的相关作用下，因为桥梁连续产生的支点处的负弯矩的这部分作用，荷载对跨中的正弯矩有一定的卸载方面的作用，弯矩的分布像相对更加均匀，最大弯矩较简支梁来说先对更小。

第2章设计概述

2.1工程概述

2.1.1 地形、地貌

桥址区处于鄂西山地和江汉平原过渡地带，地势西南高、东北低，由西南向东北倾斜，是一个丘陵起伏的半山区。最高点为五峰接壤的帽子尖，海拔1064.6米，最低点为枝城镇的官洲，海拔仅38米。西南地势高竣，群山连绵，高程在250-800米之间，约占总面积的40%。东部丘陵，海拔在50-250米，沿长江及清江出口地势平坦，土地肥沃，中部丘陵、冲沟与岗地交错，但坡度较缓，形成平畈。

2.1.2 工程地质

桥址区处于构造剥蚀侵蚀低山区，地表上覆粉质粘土、碎石（Q4al pl）直接出露岩体为志留系纱帽组（S3sh）页岩地表水主要分布于沿线溪流，地下水主要为松散岩类孔隙水与基岩裂隙水。未见明显特殊性岩土。

2.1.3不良地质现象

强风化岩层物理力学性质较差，均匀性差，不宜作为桥墩持力层；中风化岩层物理力学性质比较稳定，分布广泛，可作为桥墩桩基础持力层。另桥址区局部桥墩处于河沟边缘，注意雨季山洪对桥墩的冲刷。

2.2技术标准

（1）设计车速：120km/h。222

（2）设计荷载：公路Ⅰ级。

（3）主线桥标准桥宽为15.5m，0.5m护栏＋14.5m行车道＋0.5m护栏

（4）高程：

（5）坐标：采用1954北京坐标系

2.3 设计规范

（1）中华人民共和国交通部标准《公路工程技术标准》JTG B01-2014

（2）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015

（3）中华人民共和国交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2018

（4）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007

（5）中华人民共和国交通部标准《公路抗震设计规范》JTG B02-2013

（6）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011

（7）中华人民共和国交通部标准《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T D60-1-2004

（8）华人民共和国交通部标准《公路工程水文勘测设计规范》JTG C30-2015

（9）中华人民共和国交通部标准《公路交通安全设计技术规范》JTG D81-2006

2.4 设计材料

2.4.1混凝土

（1）沥青混凝土:用于桥面铺装。

（2）C50混凝土：用于预应力混凝土的预制T梁以及现浇带的浇筑。

（3）C40混凝土：用于桥墩墩身。

（4）C30混凝土：

2.4.2 钢材

（1）钢筋：HRB400钢筋直径均不小于12mm，HPB300为光圆钢筋。

（2）钢板：钢板应材质符合现行国际GB/T700-2006的要求

（3）《预应力混凝土钢绞线》（GB/T5224-2014），其抗拉强度，公称直径15.2mm，弹性模量=1.95×Mpa。松弛率小于0.035，用于全桥纵向预应力钢束。

第3章 桥梁构造设计

3.1桥梁设计原则

本次设计是根据相关任务书的主要要求，结合设计桥梁所在地区的地形地貌的相关资料，并考虑到桥梁的相关的美观性和实用性的一些要求，“安全可靠、适用耐久、经济合理、技术先进、环境保护和可持续发展”的基本原则必须考虑其中。

3.1.1安全性与适用性

桥梁作为跨越不良地质条件的建筑物，帮助人们走过大山大河，在桥梁设计的过程中我们必须要保证安全性和适用性。在设计时要考虑这个地区的人口变化，对未来提前做好准备，以防止之后出现交通拥堵，最大限度的降低出现交通事故的可能性。要做到足够安全就要在设计时考虑到天灾人祸等各种情况。桥上应有必要的防护措施，保证行车的安全。同时桥梁的假设还不能妨碍地下船的航行。所以安全性与适用性是桥梁设计的一大原则。

3.1.2经济性和美观性

桥梁在设计的过程中必须要考虑经济性。我们应该做到在更少的经济消耗下达到最好的通航要求。桥梁的建造是国家型的基础建设，目的是造福人们方便出行，考虑经济因素更是为了给广大纳税人一个交代。同时我们还要考虑这个桥梁的外观是否和当地的环境相符合，要切实考虑桥梁对整体环境的作用，在达到通航目的的同时，也要让当地的居民赏心悦目。

3.1.2技术先进

桥梁设计不仅要考虑当下交通情况，更要注重未来的要求，在设计以及施工的技术方面，要保持走在新时代的前列。建造桥梁时如果用的还是之前的老方法，老设计，那就是一种退步。这样的桥梁在使用一定时间后会出现各种问题。最后又要消耗大量的人力物力。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：