75m+136m+75m公路预应力混凝土连续刚构桥设计毕业论文目录第1章绪论 (1)1.1 设计概述 (1)1.2 连续刚构桥的基本构造特点 (2)1.3受力和构造特点 (2)1.4悬臂施工方法介绍 (2)1.4.1 施工特点 (2)1.4.2工艺流程 (3)1.4.3注意事项 (3)第2章桥跨总体布置及结构主要尺寸 (4)2.1 桥型布置及孔径划分 (4)2.2 截面形式及截面尺寸拟定 (4)2.2.1梁高尺寸拟定 (4)2.2.2 横截面尺寸拟定 (4)2.2.3 桥墩尺寸拟定 (5)2.2.4 横隔板 (5)2.3单元划分及施工方法 (5)2.3.1 单元划分 (5)2.4 施工阶段的划分 (6)第3章主梁内力计算 (8)3.1 Midas Civil 单元划分 (8)3.2 所用材料数据 (8)3.2.1 材料特性值 (8)3.2.2 荷载信息及边界情况 (9)3.2.3 施工荷载 (10)3.3 恒载内力计算 (11)3.4 活载内力 (15)第4章预应力钢束的估算与布置 (17)4.1计算原理 (17)4.2预应力筋的估算 (20)4.3 预应力钢束的布置 (22)5.1 毛截面几何特性 (25)5.2 净截面几何特性 (26)第6章预应力损失计算 (27)6.1 预应力钢束与管道之间摩擦损失 (27)6.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失 (27)6.3 混凝土弹性压缩损失 (28)6.4 钢束松驰引起的应力损失 (28)6.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 (28)6.6 有效预应力值 (29)第7章次内力的计算 (33)7.1 预应力钢束引起的次内力 (33)7.2 基础不均匀沉降引起的次内力 (35)7.3 收缩徐变引起的次内力 (36)7.4 温度次内力计算 (39)7.5 内力组合 (42)7.5.1 承载能力极限状态下内力组合 (43)7.5.2正常使用极限状态下内力组合 (45)7.5.3 弹性阶段截面应力计算时的荷载组合 (49)第8章截面验算 (50)8.1 承载能力极限状态 (50)8.1.1 主梁正截面强度验算 (50)8.2 正截面抗裂验算 (54)8.3 预应力混凝土构件应力验算 (57)8.3.1 使用阶段正截面压应力验算 (57)8.3.2 使用阶段斜截面主压应力验算 (60)8.3.3 施工阶段正截面法向应力验算 (62)8.3.4 受拉区钢筋的拉应力验算 (68)8.4 刚度验算 (71)8.4.1 中跨变形验算 (72)8.4.2 边跨变形验算 (72)第9章主要工程数量 (73)9.1 混凝土用量 (73)9.2 钢束用量 (74)9.3 锚具用量 (75)致谢 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (78)附录一实习报告 .................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论1.1 设计概述目前桥梁建设正向跨度大、质量轻、强度高的方向发展，预应力混凝土连续刚构桥由于采用了主梁与墩部整体刚性连接，使其在竖向荷载的作用下，在墩部上方的主梁产生负弯矩，从而使跨中的正弯矩减小，也减小了跨中截面的尺寸，同时提高了桥梁的跨越能力。
因此，预应力混凝土连续刚构桥得到了广泛的应用与发展。
本次毕业设计要求在指导老师的辅导下，完成一座预应力刚构桥的建立、配筋计算、结果验算、施工图纸的绘制。
采用桥梁结构分析软件MIDAS进行分析和计算。
(75+136+75)m箱梁分别划分为91个单元，根据施工程序分为64个施工阶段进行计算。
计算中考虑了各个施工阶段和最终运营阶段的最不利组合，计入了预应力二次矩、体系转换以及徐变产生的内力重分布，并考虑了温度升降各20°C、日照温差以及支座不均匀沉降1cm等影响，按全预应力混凝土结构进行设计配筋并检算。
预应力混凝土连续刚构桥的基本设计步骤：（1）根据规范上的相关公式和翻阅完工的设计图纸，拟定结构的几何尺寸和设计截面，利用Midas Civil软件建立无钢筋的一次成桥模型，添加恒载、二期、活载，定义其他参数，计算出结构的恒载内力、活载内力，相加并增大15%，按正常使用极限状态和承载能力极限状态工况组合进行运算，再根据结果和计算公式初步进行钢筋估束；（2）根据两种组合状态，分别按正常使用和承载能力极限状态公式进行钢束总面积的估算，再根据单根钢束的面积估算出各截面的钢束总数量，根据规范及相关经验布置钢束位置，再次模拟施工，此时考虑预应力的作用，计算结构恒载内力；（3）对一次成桥模型进行施工阶段定义，并将估算出的钢束添加布置到一次成桥模型中，添加定义挂篮等施工荷载，添加定义相应的预应力，添加温度荷载，支座沉降等；（4）运行计算模型，并据定义好的荷载组合结果，进行截面强度即正截面抗弯验算、使用阶段和施工阶段的应力验算和变形验算；（5）各项验算均满足要求，则设计通过。
若某项验算通不过，调整钢束数量、位置或者修改截面尺寸，重复（2）-（5）步骤，直到各项验算均通过为止。
预应力混凝土连续刚构桥的设计过程包括两次正常使用和承载能力状态的组合。
第一次组合用于估算预应力钢束总量，使用是毛截面，而且不考虑施工荷载和次内力等因素，因此估算出的预应力钢筋的数量是粗略的，要将第一次组合出来的结果扩大15％，在粗略的范围进行选取，用于接下来的计算。
第二次状态组合是考虑预加应力和混凝土收缩徐变影响后，是模拟桥梁真实状态下的内力组合，适用于各项验算。
预应力混凝土连续刚构桥主要采用挂篮悬臂施工和满堂支架施工。
首先，利用爬模和支架的方法浇筑好墩和零号块，然后向两侧采用悬臂施工的方法进行对称施工，当施工到合龙段时，利用满堂支架的方法浇筑桥台处的主梁，然后先进行边跨合龙，再进行跨中合龙。
在整个施工过程中，发生了体系转化问。
合龙前是静定结构，合龙后转化成了超静定结构。
而且在施工阶段，静力体系也在不断地发生变化，主梁越来越长，自重越来越大，挂篮的移动和预应力的张拉在不断地进行等。
所以，在本次设计中，在Midas Civil软件中应该准确模拟出各个施工阶段，包括边界条件的定义，挂篮荷载的激活与钝化上，合拢段配重、墩顶水平推力施加、预应力钢筋的加载，尤其是边跨临时支座的种类与钝化时间，还有桥梁恒荷载由于施工的进行会不断加大。
活载和支座沉降等是成桥之后才加上去的，和施工方法无关。
为了保证桥梁的施工安全和使用的耐久性，要对桥梁模型进行不同的荷载组合，计算其产生的应力和变形，最终利用Midas Civil软件来进行各种电算，保证设计桥梁的安全。
1.2刚构桥的受力和构造特点预应力混凝土连续刚构桥由于采用了主梁与墩部整体刚性连接，使其在竖向荷载的作用下，在墩部上方的主梁产生负弯矩，使其具有卸载作用。
从而使跨中的正弯矩减小，因此也减小了跨中截面的尺寸，大大减轻了结构的自重，提高了桥梁的跨越能力。
但是，刚构桥是超静定结构，对基础变形和温度荷载敏感，混凝土收缩、温度变化、墩台不均匀沉降和预应力等因素都会在结构中产生附加内力。
同时施工过程中预应力混凝土连续刚构桥采用挂篮悬臂施工的方法，施工过程中有体系的转化问题，结构体系开始为T 型刚构体系，合龙后为超静定结构体系，恒载产生的内力由各个施工阶段产生的内力叠加得到。
由于预应力混凝土连续刚构桥大部分结构是在T 型刚构体系中完成的，而且合龙段较短，内力较小，故T 型刚构体系受力状态为主要部分。
对于预应力混凝土连续刚构桥，合龙后墩部负弯矩很大，而跨中正弯矩很小。
二期恒载作用后，墩部负弯矩增大，跨中正弯矩相对较小。
因此应增大主梁墩部附近截面的抗弯刚度，提高顶板的抗拉能力和底板的抗压能力。
支柱的形式有多种，为了减小温度、混凝土徐变、墩位移等引起的次内力的产生，本设计主要采用双薄壁墩，双薄壁墩是大跨度刚构桥梁桥墩的主要形式。
顺桥方向抗弯刚度大,抗推刚度小,能满足施工过程中的安全需要。
其构造特点是在墩位上有两个相互平行的薄壁墩与主梁之间形成刚性连接，可增加桥墩刚度，稍微减小主梁支反力峰值。
1.4悬臂施工方法介绍1.4.1 施工特点悬臂施工法是利用已建成的桥墩沿桥跨方向对称施工，其施工的必要条件是：施工中墩与梁固结，施工过程中桥墩需承受不对称弯矩。
悬臂施工时随梁段增长，梁内出现的负弯矩不断增大，对梁上缘需逐段施加预应力，使其与完成的梁段连成整体。
其总体施工特点为：工艺简单。
施工速度快。
1.4.2 工艺流程本设计用挂篮悬臂浇筑施工，其主要工艺流程为：双薄壁墩浇筑施工、搭设支架浇筑0号块、张拉预应力钢束、拼装挂篮、浇筑1#梁段；张拉预应力钢束；前移挂篮、调整、锚固；浇筑下一梁段；依次对称悬臂浇筑完成全部梁段；挂篮拆除；边跨及中跨合拢合龙段吊架浇筑施工。
1.4.3 注意事项（1）0#段位于桥墩上方，灌注0#段相当于给挂篮提供一个安装平台。
0#段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇。
立0#段底模时，需同时安装永久支座及防倾覆锚固装置。
（2）挂篮安装前应进行试拼。
在0#块上安装挂篮要进行挂篮预压载试验，验证挂篮的安全性，且可以起到消除挂篮非弹性变形的作用，并获取挂篮弹性变形曲线。
（3）合龙口锁定可以采用内外刚性支撑锁定措施。
在箱梁顶、底板的顶面预埋钢板，将刚性支撑焊接其上；也可在箱梁顶、底板中央纵向设置内刚性支撑共同锁定合龙口。
除用外、内刚性支撑锁定外，也可再利用部分永久预应力束临时张拉，以抵抗降温时产生的收缩变形。
（4）尽量减小箱梁悬臂日照温差，为此可采取覆盖箱梁悬臂等减小温差措施，注意保温和保湿养护，以免砼开裂。
合拢温度一般控制在18℃左右，合拢一般选在一天内温度稳定相对较长时段内进行。
并要采取措施尽量减小箱梁的收缩变形，防止合拢段混凝土缩裂或压坏，应在一天内气温最低、并在二悬臂端高差最小时进行合拢施工。
（5）为保证浇筑混凝土过程中，合龙口始终处于稳定状态，必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重，加、卸载均应对称于梁轴线。
一般可以用水箱来代替做到边浇筑边卸载。
（6）边跨合龙后，可以解除墩梁临时固结措施，使梁成简支悬臂体系。
第2章桥跨总体布置及结构主要尺寸2.1 桥型布置及孔径划分本设计桥型为三跨预应力混凝土连续刚构桥，孔跨布置为75+136+75m，结构见图2-1。
图2-1三跨连续刚构桥桥型布置2.2 截面形式及截面尺寸拟定2.2.1梁高尺寸拟定（1）双薄壁墩处梁高：根据相关资料查得，中支点梁高与中跨跨度之比为（1/15~1/25），中跨跨度为136m，此处取为7.5m。
