西南交通大学本科毕业设计(35+50+35)m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计年级：2007级学号：20070410姓名：王利强专业：土木工程指导老师：姚昌荣2011年6月院系土木工程学院专业土木工程年级 2007级姓名王利强题目（35+50+35）m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计指导教师评语指导教师（签章）评阅人评语评阅人（签章）成绩答辩委员会主任（签章）年月日毕业设计任务书班级：土木工程2007 詹班学生姓名：王利强学号：20070410发题日期：2011年4月完成日期：2011年6月题目：(35+50+35) m预应力混凝土连续梁桥上部结构设计1、本论文的目的、意义根据教育部指示，毕业设计是高等工科院校本科培养计划中的最后一个教学环节，目的是使学生在学完培养计划所规定的基础课，技术基础课及选修专业课程之后，通过毕业设计这一环节，较为集中和专一地培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识和基本技能，分析和解决实际问题的能力。
和以往的理论教学不同，毕业设计是要学生在老师的指导下，独立的、系统地完成一个工程设计，以期能掌握一个工程设计的全过程，在巩固已学课程的基础上，学会考虑问题，分析问题和解决问题，并可以继续学习到一些新的知识，有所创新。
2、设计原始资料（1）主要技术指标：①孔跨布置：(35+50+35)m预应力混凝土连续梁桥；②荷载标准：公路—Ⅰ级荷载、人群荷载 3kN/m2、二期恒载65kN/m；③桥面宽度：车道宽2×8.5m+两侧人行道宽2×3.25m+中央分隔带2m=25.5m；④桥面纵坡： 0% 桥面横坡：2%的人字排水坡；⑤支座强迫位移：基础不均匀沉降按边支座沉降1cm,中间支座沉降1.5cm计；⑥温差变化：顶板日照温差按新规范温度竖向温度梯度曲线考虑，体系温度按＋25℃，－15℃考虑；⑦桥轴平面线型：直线；⑧地震基本烈度：地震动峰值加速度0.2g,设防烈度为8度；⑨施工方法：考虑经济效益及便于施工，采用满堂支架法；⑩设计速度：80km/h。
（2）材料规格：①箱形梁混凝土：C50；②铺装层混凝土：10cm厚C40防水混凝土铺装；③预应力钢铰线：符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003的七股钢绞线，即直径15.24mm的高强度低松弛钢绞线，其抗拉强度标准值1860MPa,张拉控制应力：1395MPa；④普通钢筋：受力钢筋采用HRB335钢筋；非受力钢筋及定位网采用R235钢筋。
（3）施工顺序及注意事项：①墩台基础施工：桥墩采用钻孔桩基础。
②墩顶现浇主梁并张拉预应力。
③桥面铺装，后期工程。
3、设计任务（1）桥式方案拟定；（2）结构内力分析；（3）预应力钢筋及普通钢筋设计；（4）主要截面检算；（5）编制设计说明计算书；（6）绘制结构主要施工图：绘制桥梁结构（主梁）主要构造图（立面、平面、横断面和阶段划分图），分阶段预应力钢筋布置图（各个施工阶段预应力布置，包括纵向立面、平面及各个横断面布置图），施工程序图等，总计要求达到A3幅面图纸不少于16张或A2幅面图纸不少于8张，手绘A2图纸一张；（7）外文资料翻译，要求选择一篇外文专业科技文献（外文字符不少于10000个）翻译和用外文写出本人的毕业设计摘要；（8）毕业设计说明书不少于15000个汉字；4、设计依据（1）《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004，简称《桥规》JTG D60-2004；（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004 ，简称《公预规》JTG D62-2004；5、设计进度安排第一部分桥式方案拟定（1周）第二部分结构内力计算（2周）第三部分预应力钢筋设计（2周）第四部分主要截面验算（2周）第五部分编制设计计算说明书（2周）第六部分绘制结构主要施工图（1周）第七部分评阅及答辩（1周）备注：指导教师：年月日审批人：年月日摘要本设计主要是关于公路预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计。
设计跨度(35+50+35)m。
与同等跨径的简支梁桥相比，连续梁桥的跨中截面最大正弯矩得以减小。
由于多跨连续梁桥的受力特点，靠近中间支点附近承受较大的负弯矩，而跨中则承受正弯矩，梁高采用变高度梁，按二次曲线变化。
这样不仅使梁体自重得以减轻，还增加了桥梁的美观效果。
本设计为双向四车道，C40混凝土防水桥面。
桥面组成为：8.5m（车道宽）×2+3.25m（两侧人行道宽）×2+2m（中央分隔带）=25.5m；桥轴线为直线，线路纵坡0％，桥面横坡为2％的人字排水坡；设计荷载标准为：公路－Ⅰ级荷载、人群荷载3.0kN/m2。
本设计采用国内著名的有限元分析软件——桥梁博士3.2.0计算,全桥共分118个单元，119个截面，两个施工阶段。
因为连续梁的内力与其施工方法密切相关，本设计采用满堂支架法施工。
这种施工方法操作比较简单，相比其他方法从经济效益上讲也比其他方法更有优势，而且施工质量易得到保证。
计算过程中由于涉及到大量的数字运算，采用手算比较繁琐，并且准确性得不到保证，因此采用计算机辅助设计。
设计中使用了桥梁博士3.2.0来计算内力,并且初步估算配筋量和进行初步验算。
但为了提高设计可靠性，最终还会通过以Excel电子表格计算、AutoCAD辅助软件进行手算，使自己的设计能力有较大的提升。
关键词：预应力混凝土连续梁桥; 桥梁博士3.2.0; 满堂支架法ABSTRACTThis graduate design is mainly about the design of the superstructure of the road prestressed concrete continuous bridge. The span of the bridge is 35m+50m+35m. Compared with the same span simple-supported beam, the sagging moments of continuous bridge can be minimized, the bending moment close to the middle pier is comparatively negative big and the one of middle span is comparatively positive small. Therefore the height of girder changing in the form of conic makes the self weight light and the appearance well-look.This design is a continuous bridge which has four lanes. The bridge deck is made of C40 water-protected concrete. It consists of 8.5m (the width of road deck) ×2 + 3.25m (the width of the sidewalk) ×2+2m(medial strip)=25.5m; The axis of this bridge is a straight line, and the grade of deck is 0.0‰and the lateral slope of deck is 2% for the drainage. The design load standard is the Road One-Level Load and the crowd load( 2.656kN/m2).This design adopts the domestic famous analytical software—calculated by DoctorBridge 3.2.0.The bridge is divided totally into 118 units、119 sections and 2 construction stages. Because of the internal force of the continuous girder bridge relating to the method of construction closely, the method of construction of this design adopts the full scaffold construction method. Compared with other methods, this method is quite easy to construct and has economic superiority and the quantity of this construction also could get the assurance easily.Because this design involving a great deal of numerical calculation, it's too tedious to work by hand and the accuracy assuranced hardly. So it restores to CAD. Many bridge specialized software are applied, such as DoctorBridge 3.2.0 applied in calculation of internal forces.and the initial estimate amount of reinforcing steel and initial checking. However, in order to improve design reliability, this will eventually be calculated by the Excel, Auto CAD and other auxiliary software by hand, developing design capabilities with a great improvement at the same time.Key word: Prestressed Concrete Continuous Bridge, DoctorBridge 3.2.0 , Full Scaffold Construction目录第1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2连续梁桥受力的特点 (1)1.3预应力混凝土连续梁桥在我国的发展 (1)1.4本桥设计施工方法 (2)1.5毕业设计的目的与意义 (3)1.5.1毕业设计目的 (3)1.5.2毕业设计意义 (3)1.5.3毕业设计的主要内容 (3)第2章桥跨总体布置及主要结构尺寸 (5)2.1桥跨总体布置 (5)2.1.1设计概述 (5)2.1.2桥梁结构计算图示 (5)2.1.3桥跨总体布置 (6)2.2尺寸拟定 (8)2.2.1变截面箱梁形式 (8)2.2.2主梁高度 (8)2.2.3顶底板厚度 (8)2.2.4腹板厚度 (8)2.2.5悬臂板布置 (9)2.2.6箱梁内外承托布置 (9)2.3单元划分 (11)2.4毛截面几何特性计算 (12)第3章主梁内力计算 (13)3.1内力计算方法 (13)3.2恒载内力计算 (14)3.3数据准备 (14)3.3.1恒载计算结果 (15)3.4活载内力计算 (26)3.4.1计算方法 (26)3.4.2车道横向折减 (26)3.4.3冲击系数的计算 (26)3.4.4计算结果 (27)3.5墩台基础沉降次内力计算 (35)3.5.1设计方法 (35)3.5.2计算结果 (35)3.6温度作用效应引起次内力计算 (43)3.6.1温度对连续梁结构的影响 (43)3.6.2温度应力的构成 (44)3.6.3计算方法 (44)3.6.4计算结果 (44)3.7内力组合 (48)3.7.1承载能力极限状态组合 (48)3.7.2正常使用短期效应组合 (52)3.7.3正常使用标准组合 (55)第4章预应力钢筋计算及布置 (60)4.1预应力钢束的估算 (60)4.1.1计算原理 (60)4.1.2预应力钢束估算 (63)4.1.3钢筋估束结果 (68)4.2纵向预应力钢束的布置 (68)4.2.1纵向预应力钢束受力特点 (68)4.2.2纵向预应力钢束布置原则 (69)4.2.3本桥预应力钢束布置 (70)4.3竖向与横向预应力钢筋的设置原则 (73)4.3.1竖向预应力钢筋 (73)4.3.2横向预应力钢筋 (73)第5章净截面及换算截面几何特性计算 (74)5.1净截面几何特性计算 (74)5.2换算截面几何特性计算 (74)第6章预应力损失及有效预应力计算 (75)6.1预应力钢筋与管道之间摩擦引起的预应力损失 (75)6.2锚具变形、钢束回缩和接缝压缩引起的应力损失 (76)6.3混凝土弹性压缩引起的应力损失 (76)6.4预应力钢筋的应力松弛引起的损失 (76)6.5混凝土收缩和徐变引起的应力损失 (77)6.6有效预应力计算 (78)第7章预加力产生的次内力及内力组合 (81)7.1原理 (81)7.2计算方法 (82)7.2.1等效荷载法 (82)7.2.2有限元法 (82)7.3内力极限组合 (87)第8章主梁截面强度计算与验算 (91)8.1计算方法 (91)8.2正截面强度计算与验算 (91)第9章应力及变形验算 (93)9.1混凝土主拉与主压应力验算 (93)9.1.1主拉应力验算 (93)9.1.2主压应力验算 (93)9.2混凝土最大压应力验算 (95)9.3混凝土最小正应力验算 (96)9.4正常使用阶段受拉区预应力的最大拉应力验算 (97)9.5刚度验算 (98)总结 (99)致谢 (103)参考文献 (104)附录（毕业设计报告） (105)第1章绪论1.1概述预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。