摘 要

预应力混凝土连续梁桥具有结构自重小，跨度大的特点，预应力混凝土构件相对于普通的混凝土构件来说具有截面小、重量轻、刚度大、抗裂性和耐久性好，能够有效的控制截面的挠度等优点，所以预应力混凝土梁桥在大跨度桥梁中得到广泛的运用。

本次设计为广东潮州大桥中的第十六联，跨径为36m 58m 36m的三跨布置，在本次设计中采用预应力混凝土箱梁桥，荷载等级为公路—I级荷载，箱形截面采用单箱单室的变截面形式，梁宽为14m，梁高采用支点截面梁高大于跨中截面梁高的形式，跨中截面梁高为1.8m，支点截面梁高为3.2m，这样可以充分发挥材料的性能。

本次设计包括上部结构和下部结构的设计和计算，上部结构采用Midas Civil进行电算和验算，下部结构采用手算的方式进行设计。上部结构的计算主要是主梁的设计和计算，下部结构的计算主要是桥墩、桩基础和承台的设计和计算。在这个过程中不仅需要对理论知识有足够的了解，还需要查阅一定的基本规范和设计规范，并且自学Midas软件。

采用满堂支架法进行施工，达到设计强度后，张拉预应力钢束并压注水泥浆，待混凝土达到预定强度后拆除支架并卸模板，再进行最后的桥面铺装。

关键词：预应力、连续梁桥、midas建模、满堂支架法、上部构造、下部构造

Abstract

The prestressed concrete continuous beam bridge has the characteristics of small weight and large span.Compared with ordinary concrete components, the prestressed concrete member has the advantages of small section, light weight, large rigidity, good crack resistance and durability, and can effectively control the deflection of the cross section.So the prestressed concrete beam bridge is widely used in large span bridge.

The design is the Chaozhou Guangdong bridge in the sixteenth，and the span of this graduation design is (36 58 36) m.Prestressed concrete box girder bridges are used in this design.Load grade for highway is I grade load.The variable cross section form of single box is used in his box section.Its bridge width is 14m.The beam height of the beam is higher than that of the cross section beam.The cross section beam height is 1.8m and the pivot section beam height is 3.2m.This can give full play to the performance of the material.

The design includes the design and calculation of the upper and lower structure, the upper structure using Midas Civil for calculation and checking, the lower part of the structure by hand calculation method of design. The calculation of the upper structure is mainly the design and calculation of the main girder, the calculation of the lower structure is mainly the design and calculation of the bridge pier, pile foundation and pile cap. In this process, not only need to have a sufficient understanding of theoretical knowledge, but also need to consult a certain basic norms and design specifications, and self-study Midas software.

With full framing method construction, reached the design strength, tension of prestressed steel beam and pressure cement grouting, until the concrete reaches a predetermined strength after removal of brackets and remove template, and then at the end of the bridge deck pavement.

Keywords: Prestress；Continuous girder bridge；Midas modeling；Full support method；Upper structure；Lower structure

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1概述 1

1.2地质资料 2

1.2.1地形地貌 2

1.2.2场区工程地质 2

1.2.3气象 6

1.2.4河流 7

1.3毕业设计目的与意义 8

第2章 桥梁的方案设计 9

2.1设计基本资料 9

2.1.1桥梁线性布置 9

2.1.2设计标准 9

2.1.3主要材料 10

2.1.4施工方法 10

2.1.5计算依据 10

2.2主梁截面尺寸的拟定 11

2.2.1桥梁设计跨径的布置 11

2.2.2截面类型的选择和确定 11

第3章 midas建模过程及计算 14

3.1 midas的建模过程 14

3.1.1基本设定 14

3.1.2定义材料特性 15

3.1.3定义截面特性 17

3.1.4建立模型的节点和单元 19

3.1.5定义变截面组 20

3.1.6修改构件理论厚度 22

3.1.7定义结构组 22

3.1.8定义边界组和边界条件 23

3.1.9静力荷载工况的建立 25

3.1.10移动荷载工况的定义 28

3.1.11施工阶段的定义 30

3.2分析过程 31

3.2.1定义主控数据 31

3.2.2定义移动荷载分析控制数据 31

3.2.3定义施工阶段分析控制数据 32

3.2.4生成荷载组合 32

3.2.5自重作用效应计算 33

3.2.6二期恒载作用下的效应计算 34

3.2.7移动荷载效应计算 36

3.2.8 内力组合 38

第4章 预应力钢束的估算及布置 43

4.1理论知识 43

4.2钢束估算 43

4.3钢束布置 47

4.3.1钢束布置构造要求 47

4.3.2钢束布置原则 48

4.3.3钢束起弯角和线型的确定 48

4.4箱梁横向预应力束设计 56

第5章 非预应力钢筋的估算和配置 57

5.1非预应力钢筋的估算 57

5.2普通钢筋的布置 58

第6章 预应力损失估算 61

6.1基本理论 61

6.2预应力损失计算 61

6.2.1预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 61

6.2.2后张法锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 61

6.2.3后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失 62

6.2.4后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值 63

6.2.5后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 63

6.2.6腹板钢束（F）的预应力损失 64

6.2.7顶板钢束（T）的预应力损失 65

6.2.8底板钢束（B）的预应力损失 67

第7章 midas验算 69

7.1使用阶段正截面抗裂验算 69

7.2使用阶段斜截面抗裂验算 72

7.3使用阶段斜截面主压应力验算 73

第8章 桥墩的设计与计算 76

8.1桥墩的尺寸 76

8.1墩帽的设计与计算 76

8.1.1墩帽自重及内力计算 76

8.1.2配筋计算 77

8.2墩柱的设计和计算 79

8.2.1荷载计算 79

8.2.2截面配筋计算 81

8.2.3承载力复核 82

第9章 钻孔灌注桩与承台的设计 84

9.1荷载计算 84

9.2桩长计算 84

9.3桩的内力及位移计算 87

9.3.1基本假定 87

9.3.2桩的计算宽度 87

9.3.3桩的变形系数 87

9.3.4桩顶刚度系数值的计算 88

9.3.5计算承台底面原点0处位移 88

9.3.6计算作用在每根桩顶上的作用力 89

9.3.7计算最大冲刷线处桩身弯矩，水平力及轴向力 90

9.3.8桩身最大弯矩位置及弯矩计算 90

9.3.9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 90

9.3.10桩顶纵向水平位移验算 92

9.3.11桩身截面配筋计算 93

9.4承台的设计 94

9.4.1桩顶局部受压验算 94

9.4.2承台受冲切承载力验算 95

9.4.3受剪切承载力计算 96

9.4.4承台受弯承载力计算 96

结论 98

参考文献 99

致 谢 101

第1章 绪 论

1.1概述

随着社会的发展进步，大跨度桥梁得到了更多的发展和运用，而在大跨度桥梁当中变截面预应力混凝土箱形梁由于具有它独特的优点而得到了广泛的运用。

所谓的预应力混凝土是在构件使用或加载之前，预先给混凝土施加一个预压力，即在混凝土的受拉区范围内，用人工的方法，对钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先承受压力。当构件受到外荷载产生的拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力。

相对于普通的的钢筋混凝土构件，预应力混凝构件不仅能够减少自重，节省材料，还可以提高了构件的抗裂度和刚度，增加了结构的耐久性。不仅如此，预应力混凝土还能够减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，预应力还可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。当然，预应力混凝土也存在相应的缺点，在制作预应力混凝土时需要有专门的设备，如张拉机具、灌浆设备等，所以施工工艺复杂，施工质量要求很高，需要配备一支技术较熟练的专业队伍。技术上预应力的上拱度不易控制。但我相信，随着科技的发展，这些缺点将不再是问题，所以预应力混凝土的运用将越来越广泛。

我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。随着桥梁结构形式和近年来高速公路、城市交通的迅猛发展，我国已拥有越来越多的预应力连续混凝土梁桥。而在连续桥梁当中，变截面箱形梁的运用率也是越来越高。