摘 要

随着如今基础设施建设的不断发展，越来越多的预应力混凝土连续梁桥应用到了实际的工程之中，为了更好的了解并建设预应力混凝土连续梁桥，本文以悬臂施工的连续梁桥为例，介绍了它的施工过程并进行了结构分析和验算。

本文首先讲解了桥梁工程的意义以及国内外发展情况，然后以本文所进行分析的连续梁桥的基本内容为基础，详细叙述了悬臂施工时的施工顺序以及从施工准备、施工下部结构、悬浇梁段到合龙段的各项工序。并对施工过程中的各个施工阶段的施工方法做了相应的讲解。

最后利用有限元软件Midas Civil模拟出本桥的模型，并对该模型进行了施工过程的详细分析以及成桥后的结构分析，最后对桥梁的各项性能做了相应的验算。

关键词：连续梁桥；悬臂施工；结构分析；有限元

Abstract

With the continuous development of infrastructure construction nowadays, more and more prestressed concrete continuous girder bridges have been applied to practical projects. In order to better understand and construct the prestressed concrete continuous girder bridge, this paper takes the cantilever continuous girder bridge as an example, introduces its construction process and carries out structural analysis and checking calculation.

This paper first explains the significance of bridge engineering and its development at home and abroad. Then, based on the basic content of continuous beam bridge analyzed in this paper, the construction sequence of cantilever construction and the procedures from construction preparation, construction substructure, cantilever beam section to closure section are described in detail. The construction methods of each construction stage in the construction process are explained accordingly.

Finally, the model of the bridge is simulated by using the finite element software Midas Civil, and the detailed analysis of the construction process and the structural analysis after the completion of the bridge are carried out. Finally, the corresponding checking calculation of the performance of the bridge is made.

Key Words：Continuous Beam Bridge; Cantilever Construction; Structural Analysis; Finite Element Method

目录

第1章 概况 1

1.1桥梁工程的目的及意义 1

1.2 国内外发展概况 1

1.2.1古代桥梁简述 1

1.2.2世界各国桥梁建造现状 2

1.3 基本内容和技术方案 3

1.3.1研究目的及意义 3

1.3.2研究内容 3

1.3.3研究方法和技术路线 3

第2章 工程介绍 5

2.1工程位置、范围和规模 5

2.2桥梁建设的依据及规范 5

2.3 技术标准及参数 5

2.3.1 桥梁线位标准 5

2.3.2 其他情况说明 5

2.4 采用的材料及计算参数 5

2.4.1 主要材料 5

2.5 主要结构说明 6

2.6主梁施工节段说明 6

2.7主梁预应力布置 7

第3章 施工方案 8

3.1总体施工顺序 8

3.2 施工阶段及其工序说明 8

3.2.1 施工准备 8

3.2.2 施工下部结构 8

3.2.3 施工悬浇梁 9

3.2.4 施工合龙段 9

3.2.5 其他 9

第4章 施工过程 10

4.1 主梁的施工 10

4.1.1 挂篮悬臂施工的施工工艺流程 10

4.1.2 挂篮悬臂施工的主要内容介绍 11

4.1.2.2 挂篮的安装 12

4.1.2.3 浇筑混凝土悬臂梁 12

4.2边跨的施工 13

4.2.1 满堂支架法的施工工艺流程 14

4.2.2合龙段施工 14

4.3 施工阶段的计算分析 16

4.4 荷载及荷载组合 17

4.4.1 荷载计算 17

4.4.2 活载 17

4.4.3 荷载组合 17

第5章 模型的建立和分析 18

5.1利用Midas对桥梁进行施工阶段模拟 18

5.2 Midas导出的内力图 19

5.2.1施工阶段内力图 19

5.2.2 成桥以后的内力图 20

5.2.3 荷载组合 21

5.3 PSC验算结果 24

5.3.1 施工阶段正截面法向应力验算 24

5.3.2使用阶段正截面抗裂验算 28

5.3.3 使用阶段斜截面抗裂验算 30

5.3.4使用阶段斜截面压应力验算 32

5.3.5 使用阶段正截面压应力验算 34

5.3.6 使用阶段正截面抗弯验算 36

第6章 总结 40

6.1 结论 40

6.2 展望 40

参考文献 41

致谢 42

第1章 概况

1.1桥梁工程的目的及意义

桥梁，作为传统而又古老的建筑物，它不仅是联通天堑与洋河的枢纽，还是人类所能创造出的，最雄伟、最壮丽的事物。它代表着一个时代的缩影，象征着人类文明的进步与发展。与拔地而起的高楼相比，一座大桥拥有着无可比拟的雄伟魄力。而桥梁工程，是人们为了系统的研究桥梁、制造桥梁，而衍生出的一个综合科学体系。它本身有很多的分类，比如公路桥、铁路桥、城市桥等等。一个系统的体系代表着条理化、规范化、效率化，自从有了桥梁工程，桥梁建筑事业便飞速发展，直至今日，遍地开花。

桥梁工程的意义不仅仅是出行上的便利，遍布全中国的交通网，一方面，带来的是各民族交流的不断加速，对民族团结产生了有利的影响；另一方面，促进了城市和乡村的渗透和融合，促进了乡村城镇化，为现代化城乡建设做出了卓越贡献。

楚都大道跨海子湖桥梁工程，该项目为沟通海子湖南北两岸的主要功能性桥梁，是规划楚都大道的重要控制性节点工程，跨越江汉渠和海子湖，毗邻纪南城遗址、郢城遗址和海子湖生态文化旅游区。

通过本次毕业设计，重新温习所学的内容，并在毕业设计中得到发挥，做到理论和实际相结合。除此之外，了解现行的行业设计规范，掌握一般桥梁的设计原则及方法，计算原理，从而深入了解公路预应力桥梁的一般设计流程，将会对以后的工作产生有利影响。另一方面，桥梁相关的软件的学习也必不可少，学会运用Midas Civil建立模型，并借此分析各种受力状态，得到相应的结果，会提高桥梁设计的效率。最后，借此机会，培养自己认真工作的精神，提高创新能力，善于发现问题并解决，并学会虚心向他人求助，这也是必不可少的。

1.2 国内外发展概况

1.2.1古代桥梁简述

正如前文所述，桥梁是相当古老的建筑物。根据科学考证，最早的桥梁在小亚细亚一带，距今已有7000年左右的历史。至于我国，则是在西安的半坡村，距今大概有6000年左右的历史，它属于新石器时代的氏族村落。

我们可以轻易知道，古代并不存在完备的桥梁体系，那么他们是如何建造桥梁的呢？一切皆来自于自然，架在河流上的枯木，山洞中的穹顶，或者是缠绕在绝壁、林间的树藤，都是桥梁的基本原型。古代人从自然中受到启发，建造了桥梁，从那之后，桥梁便广泛存在并发展，最终出现了现代化桥梁。

桥梁的发展和材料的发展密不可分，在古代，并没有强度很高的材料出现，所用的均是取材于自然，树木、石头、藤曼、竹子等等。显而易见的是，那时的桥梁跨度不会很大，而且由于材料腐蚀性的问题，大部分都难以留存下来。只有石桥是其中的例外。

中国的历史源远流长，素有上下五千年之说。自然在桥梁这一块，也同样是百花齐放，百家争鸣。不仅在数量上占据着绝对的优势，而且在种类上，也是纷呈繁多，现代桥梁所代表的各种形式，均有涉及。

1.2.2世界各国桥梁建造现状

桥梁的发展，与多种因素是分不开的。但是其中最重要、相关性最强的，便是建筑材料了。

现在随处可见的钢制材料，其实是19世纪才诞生的东西。桥梁也是在那个时候，出现了第一次大跃进。在那之后，钢材的强度不断提高，承载能力和易用性飞升，桥梁的跨度也得到了增大。如今，一座上千米的桥梁，已经不再是天方夜谭。

距今100年前，也就是20世纪初，一种现今最为常用的材料诞生，这便是钢筋混凝土，而在那个时候的30年代，人们开始尝试运用预应力技术，借此东风，桥梁工程又得到了大跨步前进的机会，并影响至今。

各种形式桥梁的发展轨迹，又是一段历史。

钢桥，顾名思义，基本全部使用钢结构造成的桥梁。这在19世纪后期，特别是在发达国家十分盛行。值得一提的是各向异性钢桥的面板新结构，是由前联邦德国发明，可谓是贡献卓越。

悬索桥，通常也叫吊桥，其特点是靠索塔上的悬索受力，也正是因为这个原因，它能把高强钢材发挥到淋漓尽致。这里值得一提的是英国的severn桥，整体呈流线型，采用扁箱梁，塔更是用混凝土制作，成本低廉的同时，还便于安装，至今仍是主流。

至于斜拉桥，由前联邦德国获得头筹，值得一提的是，它还开创了倒退分析这一新方法。

再说圬工拱桥，他从1855年便已经开始登上历史舞台，用的材料是水泥砂浆，由法国人建造。但是，石料本身有很多的缺陷。比如获得成本高，使用起来又十分浪费劳动力，所以近年来越来越少。

钢筋混凝土拱桥，在19世纪末、20世纪初发展很快，但是施工过程比较繁琐，对劳动力又有很大的需求，现在已经很少人用。

钢筋混凝土梁桥，最开始发展时，其实十分落后，远远比不上同类桥梁。直到1928年才发生了转变，这一年预应力混凝土问世，技术层面又慢慢变得成熟，最终使其迅猛发展。许多国家都有非常著名的钢筋混凝土连续梁桥。

综上所述，现代桥梁的发展离不开各国的共同努力。这些国家在桥梁的技术、工艺方面，均作出了卓越贡献。

1.3 基本内容和技术方案

1.3.1研究目的及意义

毕业论文既是检验我们学习成果的一项重要标准，又使我们真正意义上的将所学的课本理论知识应用到实际的现实生活中。这也锻炼了我对桥梁结构分析的能力，并让我认识到将所学传统知识与先进的计算机软件相结合的能力也是极为重要的，总的来说，这次毕业论文是我们将所学到的课本理论知识应用到实际生活的的一次具体实践。

1.3.2研究内容

（1）以给所给的荆州某桥梁工程资料为背景，完成桥梁施工阶段划分，熟悉施工过程；

（2）以桥梁结构有限元分析软件Midas为工具，通过建立本桥桥梁结构模型并进行模拟分析,得到桥梁结构在施工和使用过程中的受力。并验证桥梁结构。

（3）施工内容介绍：采用挂篮悬臂施工。

1.3.3研究方法和技术路线

（1）本桥采用的是挂篮悬臂施工的三跨变截面连续梁桥，跨径的组合为60m 90m 60m，全桥共210米。

（2）结合工程施工的实际情况，在对桥梁上部的主梁结构做分析工作的时候，应该按施工的先后顺序对其每一梁段的施工阶段进行分析，分别计算及验算各个梁段施工时的内力应力。本桥施工依照先边跨、后中跨合龙这一顺序进行。并对每个桥梁的节段的截面进行内力验算。主要的内容有抗弯承载力、正应力、主应力等。正应力验算包括在施工阶段主梁上下缘的正应力以及使用阶段的抗裂及抗压验算。

（5）技术路线图示

图1.1 技术路线图示

第2章 工程介绍

2.1工程位置、范围和规模

本桥梁地处于一个荆州的文化旅游区，是该地的重要控制性节点工程。本桥桥型的方案最终选择的是多跨变截面连续梁桥，桥梁的跨径布置选择的是60m 90m 60m=210m。

2.2桥梁建设的依据及规范

（1）《》（JTGB01-2014）；

（2）《》（JTJD60-2015）；

（3）《》（JTGD62-2012）；

（4）《》（JTG/T F50-2011）；

（5）《》（JTG D63-2007）。

2.3 技术标准及参数

2.3.1 桥梁线位标准

（1）平面线形:本桥的平面线形为直线形式。

（2）桥面横坡:本桥的桥面横坡为2.0%横坡。

2.3.2 其他情况说明

（1）设计安全等级:本桥的安全等级设置为一级。

（2）设计基准期:100年。