论文总字数：119302字

摘 要

预应力混凝土连续梁桥结构受力性能好、变形小、造型简洁美观、抗震能力强，已经逐渐发展成为当今最富竞争力的主要桥型之一。

本设计为无砟轨道预应力混凝土双线连续梁桥设计，跨径176(48 80 48)m，桥面宽度12.6m，桥面不设置人行检查通道，类型为悬臂浇筑预应力混凝土双线连续梁。

设计内容主要包括：

1. 结合连续梁桥的特点，对预应力混凝土多跨连续梁桥进行设计，根据经验拟定桥梁的基本尺寸；
2. 使用Midas/Civil软件建立该桥模型，利用模型进行各种荷载工况的分析验算、结构静力分析及施工阶段分析，在此基础上验算稳定性，在校核后确定结构最终尺寸；
3. 利用Midas/Civil软件进行预应力钢筋的估算、钢束的布置及预应力损失估算；
4. 根据相关设计规范，绘制结构图纸和施工阶段图纸，包括整桥三视图、梁体各断面图、纵向预应力钢筋布置图、施工顺序图等。

得出以下主要结论：

1. 分析验算表明，本桥设计方案可行，计算方法正确，所设计的三跨连续梁桥内力分布合理，满足铁路规范的要求，符合设计任务的各项要求，能够指导施工；
2. 三跨预应力混凝土连续梁桥强度高，刚度大，抗震能力强。在设计时必须重视其整体稳定，必须考虑温度荷载效应，必须结合施工顺序、考虑施工荷载；
3. 本设计中，结构图纸可作为相同类型桥梁设计和施工参考依据。

关键词：预应力混凝土连续梁桥；静力分析；施工阶段分析；稳定性验算

Abstract

Prestressed concrete continuous beam bridge has become one of the most competitive main bridge types today due to its good mechanical performance, small deformation, smooth and comfortable driving, simple and beautiful shape, and strong earthquake resistance.

The design is a two-track continuous beam bridge of prestressed concrete with ballastless track. The span is 176(48 80 48)m, and the bridge width is 12.6m. There is no pedestrian inspection channel on the bridge deck. The type is cantilever pouring prestressed concrete continuous beam.

The design includes the following contents:

1. Based on the characteristics of continuous beam bridges, the prestressed concrete multi-span continuous beam bridge can be designed, and the basic dimensions of the bridges are determined based on experience;
2. The bridge model was established by using Midas/Civil software. The model was used for analysis of various load conditions, structural static analysis, and construction phase analysis. Based on this, the stability was checked and the final size of the structure was determined after calibration.
3. Use Midas/Civil software to estimate the amount of longitudinal tendons, arrange the steel bar, and estimate the loss of prestress;
4. According to the related design specifications, more than twelve drawings are finished by AutoCAD, including general layouts, local dimensions, and the arrange of longitudinal prestressed tendons.

The following main conclusions are drawn.

1. The analysis and calculation show that the bridge design scheme is feasible in concept, and the calculation method is correct. Besides, the designed three-span continuous beam bridge has reasonable internal force distribution, it can meet the requirements of the railway specification, and can guide the construction;
2. The three-span prestressed concrete continuous beam bridge has high strength, high stiffness and strong earthquake resistance. Therefore, its overall stability, temperature load and construction sequence must be emphasized in the design.
3. The set of structural drawings in this design can be used as reference for the design and construction of the similar type of bridges.

Keywords: prestressed concrete continuous beam bridge, static analysis, construction phase analysis, stability analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1中国高速铁路的现状 1

1.2高速铁路桥梁的类型及特点 1

1.3预应力混凝土连续梁桥概述 1

1.4 本设计内容 2

1.4.1工程背景 2

1.4.2技术标准及设计规范 2

1.4.3主要材料 4

1.5 小结 4

第二章 桥梁总体布置及主要尺寸拟定 5

2.1桥梁总体布置 5

2.2主要尺寸拟定 6

2.2.1跨径拟定 6

2.2.2梁高拟定 6

2.2.3截面尺寸拟定 6

第三章 荷载内力计算 9

3.1荷载规定 9

3.2结构单元划分 9

3.4主梁恒载内力计算 13

3.4.1一期恒载 13

3.4.2二期恒载 17

3.4.3支座沉降 21

3.6温度荷载计算 29

3.7内力组合 33

3.7.1主力组合 33

3.7.2主力 附加力 37

第四章 预应力钢束的估算与布置 39

4.1预应力钢束估算 39

4.2预应力钢束布置 41

4.3预应力损失估算 42

4.3.1管道摩阻损失 42

4.3.2变形回缩损失 42

4.3.3弹性压缩损失 42

4.3.4应力松弛损失 43

4.3.5收缩徐变损失 43

第五章 结构施工阶段分析 53

5.1施工阶段分析的原因 53

5.2 Midas/Civil施工阶段分析 53

第六章 主梁截面验算 56

6.1截面验算方法 56

6.2强度验算 56

6.2.1正截面抗弯验算 56

6.2.2斜截面抗剪验算 63

6.3抗裂验算 66

6.3.1斜截面抗裂验算（运营阶段） 66

6.4应力验算 68

6.4.1混凝土压应力验算（运营阶段） 68

6.4.2混凝土剪应力验算（运营阶段） 70

6.4.3混凝土法向应力验算（传力锚固阶段） 71

6.5刚度验算 73

6.5.1竖向挠度验算 73

6.5.2横向挠度验算 74

6.5.3梁端转角验算 74

第七章 总结与展望 75

7.1设计总结 75

7.2设计重难点 75

7.3展望 75

致 谢 77

参考文献 78

第一章 绪论

1.1中国高速铁路的现状

中国高速铁路网大致可分三种类型，即骨干网、重要的区域网、大城市之间的城际高铁，其中的骨干网是指规划中的“四纵四横”干线网。“四纵”指四条纵向铁路客运专线：（1）北京到上海，全长1318公里，贯穿京津沪和冀鲁皖苏四省，衔接环渤海和长江三角洲两大经济区；（2）北京经武汉、广州到深圳，全长2260公里，连接华北，华中和华南；（3）北京经沈阳、大连到哈尔滨，全长约1700公里，连接东北与关内；（4）杭州经宁波、福州到深圳，全长约1600公里，连接长三角、珠三角和东南沿海地。“四横”则是连接西北和华东地区，全长约1400公里的四条横向铁路客运专线：（1）徐州经郑州到兰州的客运专线；（2）杭州经南昌到长沙的客运专线；（3）青岛经石家庄到太原的客运专线；（4）上海经南京、合肥、武汉、重庆到成都的客运专线。

按建设等级可将我国高铁分为两种，其一是时速350公里，使用无砟道床的高铁；另外则是时速250公里，使用有砟道床的准高铁。我国高铁在建设时采用了大量的高速桥梁和无砟道床技术，选择了超大半径弯道，既可以消除平交道口和行人干扰，又能够保证行车的平顺，防止路基的沉降。同时由于采用了大量的高速桥梁，我们往往可以看到一望无际绵延数十甚至数百公里的铁路桥梁矗立在广袤平原上，这已然成为一道雄伟壮观的风景线。

1.2高速铁路桥梁的类型及特点

近年来，中国在高速铁路领域迅速发展，构建了一套具有自主知识产权和世界先进水平的高速铁路体系。对高速铁路桥梁的设计，也与普通桥梁设计不同。列车运行速度快，对技术标准要求高，高铁车站间的距离长，铁路的参数限制严格，曲线路段半径大、坡度小，并需要全封闭行车。高速铁路桥梁按桥址地形主要可分三种类型：（1）高架桥：用于穿越既有交通路网，人口稠密区及地质条件较差的路段，墩身不高但却延伸很长；（2）谷架桥：用于跨越山谷，跨度大，墩身高；（3）跨河桥：用于跨越河流的一般桥梁。

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