摘 要

本文详细介绍了金山大道三环路立交工程主桥的设计过程，包括工程概论、设计资料和参照的标准和规范、总体规划设计、桥梁跨径和截面尺寸拟定。通过三种不同方案比选以及考虑该桥的地理位置和作用，最后决定该主桥采用预应力混凝土连续梁结构，跨径组成为：三跨一联即35 50 35（m），运用有限元软件Midas/civil对金山大道立交桥主桥进行电算，并对该桥主桥进行了详细的计算分析，主要计算内容有：恒载、活载内力计算，预应力配筋、损失计算，承载力、正常使用极限状态验算，应力验算等，下部结构计算和验算。通过计算可以验证该桥各项指标都满足规范要求。

关键词:　　迈达斯、预应力、混凝土、连续梁、上部构造、下部构造

Abstract

　 This paper introduces the design process of the main bridge of Jinshan Road Sanhuan Road Interchange Project, including the engineering introduction, design information and reference standard and specification, overall planning and design, bridge span and cross section size. Finally, it is decided that the main bridge adopts prestressed concrete continuous beam structure, and the span composition is: 35 50 35 (m) The finite element software Midas / civil carries on the computation to the main bridge of Jinshan Avenue overpass, and carries on the detailed calculation analysis to the main bridge of the bridge, the main calculation contents are: dead load, live load calculation, prestressed reinforcement, loss calculation, Bearing capacity, the normal use of the limit state checking, stress checking, the lower structure of the calculation and checking. Through the calculation can verify that the bridge indicators meet the specification requirements.

Keywords:　 Midas prestress；concrete；continuous beam；Upper structure；Lower structure

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 工程概论 1

1.2 设计资料及技术标准 1

1.2.1主要技术标准 1

1.2.2主要材料 1

1.2.3设计规范 2

1.3 桥式方案的选择 2

1.3.1设计原则 2

1.3.2方案比选 3

1.3.3桥型布置 4

1.4 预应力混凝土连续梁桥的发展概述以及箱型截面的优点 5

1.5 连续梁桥的受力特点 6

1.6 本次毕业设计的目的及意义 6

1.6.1毕业设计的目的 6

1.6.2毕业设计的意义 7

第二章 结构初步设计 8

2.1 设计概述 8

2.2 截面尺寸拟定 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 9

2.2.4腹板厚度 9

2.2.5悬臂板长度拟定 10

2.3 施工方式 11

2.3.1 施工节段 11

2.3.2 施工注意事项 13

第三章 Midas civil建模及主梁内力计算 15

3.1 建模过程 15

3.1.1 建立建模操作环境 15

3.1.2定义材料 15

3.1.3定义截面 15

3.1.4建立单元有限元模型 15

3.1.5定义时间依存性材料 16

3.1.6定义边界条件 16

3.1.7建立静力荷载工况 17

3.1.8移动荷载工况的定义 17

3.1.9定义施工阶段 17

3.2分析过程 18

3.2.1生成荷载组合 18

3.2.2 恒载内力计算 18

3.2.3 活载内力计算 21

3.2.4 内力组合 23

第四章 预应力钢束的估算与布置 26

4.1 钢束面积的估算 26

4.2 预应力钢束估算结果 27

4.3 钢束的布置 28

4.3.1 钢束布置构造要求 28

4.3.2 钢束布置原则 28

4.3.3 钢束起弯角和线型的确定 29

第五章 预应力损失及有效预应力计算 33

5.1 基本理论 33

5.2 预应力损失计算 33

5.2.1预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 33

5.2.2 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 34

5.2.3 混凝土弹性压缩引起的应力损失 34

5.2.4 钢筋松弛引起的应力损失 34

5.2.5 混凝土的收缩和徐变产生的预应力损失 35

5.2.6 截面预应力损失合计有效预应力计算 35

5.2.7 预应力损失结果表格 36

第六章 荷载组合及PSC结果 38

6.1 荷载组合说明 38

6.1.1 静力荷载工况 38

6.1.2 移动荷载工况 38

6.2 荷载工况名称 39

6.3 荷载工况组合 40

6.4 持久状况承载力极限状态 41

6.5 使用阶段正截面抗弯承载力验算 42

6.5.1 计算原理 42

6.5.2 验算结果 44

6.6 使用阶段正截面压应力验算 45

6.6.1 计算原理 46

6.6.2 验算结果 47

6.7 使用阶段正截面抗裂验算 48

6.7.1 计算原理 48

6.7.2 验算结果 49

6.8 施工阶段法向应力验算 51

6.8.1 计算原理 51

6.8.2 验算结果 51

6.9 受拉区钢筋的拉应力验算 53

6.9.1 计算原理 53

6.9.2 验算结果 54

第七章 桥墩的设计与计算 56

7.1墩帽的设计与计算 56

7.1.1墩帽自重及内力计算 56

7.1.2配筋计算 57

7.2墩柱的设计和计算 59

7.2.1荷载计算 59

7.2.2截面配筋计算 60

第八章 钻孔灌注桩与承台的设计 62

8.1荷载计算 62

8.2桩长计算 62

8.3桩的内力及位移计算 65

8.3.1基本假定 65

8.3.2桩的计算宽度 65

8.3.3桩的变形系数 65

8.3.4桩顶刚度系数值的计算 66

8.3.5计算承台底面原点0处位移 66

8.3.6计算作用在每根桩顶上的作用力 67

8.3.7计算最大冲刷线处桩身弯矩，水平力及轴向力 67

8.3.8桩身最大弯矩位置及弯矩计算 68

8.3.9计算最大冲刷线以下深度处桩截面上的弯矩及水平压应力 68

8.3.10桩顶纵向水平位移验算 70

8.3.11桩身截面配筋计算 71

8.4承台的设计 73

8.4.1桩顶局部受压验算 73

8.4.2承台受冲切承载力验算 74

8.4.3受剪切承载力计算 74

8.4.4承台受弯承载力计算 75

参考文献 77

致 谢 79

第一章 绪 论

1.1概述

为了巩固和提高我们所学的知识，我们选择了金山大道立交桥主桥结构设计作为毕业设计，这也是毕业之前对我们学习状况的最后一次检查。毕业设计的目的一是完成教学计划，二是培养和提高学生的自主设计能力。

本桥梁为金山大道立交桥主桥设计，近年来随着社会的发展进步，惠州市城市化速度提升很快，这就急需要通过加强城市建设来满足社会需求。而国内大跨度桥梁建设技术和工艺的成熟为本次桥梁建设提供理论和技术基础，在各类桥梁建设当中，变截面连续梁桥具有相对于其他类型桥梁在城市建设中体现出来的优点更为明显，因此得到了更加广泛的应用。

1.2设计资料及技术标准

1.2.1主要技术指标

1. 道路等级：城市道路一级
2. 计算行车速度：60km/h
3. 汽车荷载等级：公路-1级
4. 桥梁安全等级：一级
5. 设计基准期：100年
6. 桥梁设计洪水频率：100年一次
7. 地震：抗震设防烈度为8度，地震动峰值加速度0.166g（10%，50年）、0.288g（2.5%，50年）

1.2.2主要材料