【正文】 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)剛度大，動(dòng)力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車，連續(xù)梁在活載作用下，因主梁連續(xù)產(chǎn)生支點(diǎn)負(fù)彎矩，對(duì)跨中正彎矩有卸載作用，其彎矩分布較合理。目前在公路橋梁工程中應(yīng)用非常廣泛。 本設(shè)計(jì)主梁就選用了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，完成了營雙高速公路馬跑溝河大橋430 m連續(xù)箱梁橋的設(shè)計(jì)。大橋正跨馬跑溝河，為“U”字形河谷，工程地質(zhì)分區(qū)屬于沖洪積平原地址區(qū)，橋址位于管子溝河道及兩岸，河道兩岸地勢較為開闊。在本次設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行了橋址資料和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的闡述，然后確定了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的方案，就其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：擬定截面尺寸；計(jì)算控制截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力及其相應(yīng)的組合值；估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量并對(duì)其進(jìn)行布置，N1每束6根，NNN4每束5根。在中跨跨中采用38根鋼絞線，NNN3每束5根，N4每束4根；計(jì)算主梁截面的幾何特征值；承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算；正常使用極限狀態(tài)下構(gòu)件抗裂性及變形驗(yàn)算；持久狀態(tài)下和短暫狀態(tài)下構(gòu)件截面應(yīng)力驗(yàn)算。經(jīng)檢算，設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)安全，合理，并滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力、連續(xù)箱梁、方案比選 12 Abstract Prestressed concrete continuous box girder bridge structure stiffness, good dynamic performance, deformation of main girder deflection curve is gentle, high speed driving, continuous beam bridge under live load, because the girder continuous generation of negative bending moment of the supporting point, the span is bending moment unloading effect, and the bending moment distribution more reasonable. At present, in the road and Bridge Engineering in a wide range of applications. The design of main girder with prestressed concrete continuous box girder, pleted the design of 430m continuous box beam bridge over the Mapaogou river from the YingShuang bridge is to mount the Mapaogou river, U shaped Valley, engineering geological zoning belongs to the alluvial plain of address area, bridge is located at River and cross pipe ditch, river more open terrain. In this design, the first such material and design standard paper, and then determined the prestressed concrete continuous box girder bridge for this design USES the scheme, the structure design, the design of the main content: formulation of section size calculation control section。 the force and its bination value。 estimation of prestressed reinforcement quantity and its layout, side span with 42root diameter steel strand, N1 each bundle of 6 root, N2, N3, N4each bundle of5root. In the span of 38steel strand, N1, N2, N3each beam5, N4 each bundle of 4 root。 calculation of girder section geometric characteristic value。 normal section and inclined section bearing capacity checking。 normal limit condition of crack resistance and deformation calculation。 persistent state and transient state under the section stress calculation. By calculating, design of bridge structure safety, reasonable, and meet the current specification.Keywords: prestressed concrete, continuous box girder, scheme parison and selection 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄一、 橋址資料 6（一） 水文地質(zhì)資料 6（二） 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 6（三） 主要材料 7（四） 橋面鋪裝 7（五） 施工方式 7二、 主梁結(jié)構(gòu)細(xì)部尺寸擬定 7（一） 梁高 7（二） 底板厚度 7（三） 頂板厚度 8（四） 腹板厚度 8（五） 翼板厚度 8（六） 橫隔板 8三、 主梁內(nèi)力計(jì)算 8（一） 有限元模型的建立 81. 采用邁達(dá)斯軟件建立的有限元模型 82. 控制截面幾何特性 9（二） 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算 91. 一期荷載計(jì)算 92. 二期荷載計(jì)算 103. 結(jié)構(gòu)組定義及約束條件 104. 各施工階段梁的內(nèi)力圖及各控制截面內(nèi)力 11（三） 主梁活載內(nèi)力計(jì)算 141. 沖擊系數(shù)計(jì)算 142. 折減系數(shù)取值 153. 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 154. 活載內(nèi)力計(jì)算 19（四） 支座沉降及溫度引起的內(nèi)力計(jì)算 291. 支座沉降 292. 溫度變化引起的內(nèi)力計(jì)算 30（五） 作用效應(yīng)組合 311. 基本組合 312. 偶然組合 323. 正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)內(nèi)力組合 334. 正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)內(nèi)力組合 34四、 預(yù)應(yīng)力鋼筋估算及布置 35（一） 預(yù)應(yīng)力筋估算方法 351. 按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求估算鋼束數(shù) 352. 按正常使用極限狀態(tài)界面壓應(yīng)力要求估算 36（二）預(yù)應(yīng)力筋估算 371. 截面特性值 372. 按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求估算鋼束數(shù) 383. 按正常使用極限狀態(tài)界面壓應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 384. 估算結(jié)果 39（三） 主梁截面特性值計(jì)算 401. 邊跨支點(diǎn)截面幾何特性計(jì)算 402. 邊跨1/4截面幾何特性計(jì)算 413. 邊跨跨中截面幾何特性計(jì)算 414. 中跨支點(diǎn)截面幾何特性值計(jì)算 425. 中跨1/4截面幾何特性計(jì)算 426. 中跨跨中截面幾何特性計(jì)算 43五、 主梁驗(yàn)算 44（一） 承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算 44 44 2. 斜截面抗剪承載能力檢算 45（二）正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 461. 正截面抗裂驗(yàn)算 462. 斜截面抗裂驗(yàn)算 48（三） 應(yīng)力驗(yàn)算 481. 正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算 482. 預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力驗(yàn)算 503. 混凝土主壓應(yīng)力驗(yàn)算 51（四） 可變荷載作用下主梁撓度驗(yàn)算 54 小結(jié) 1 致謝 2 參考文獻(xiàn) 3 英文文獻(xiàn) 4 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)一、 橋址資料（一） 水文地質(zhì)資料 擬建大橋正跨馬跑溝河，為“U”字形河谷，工程地質(zhì)分區(qū)屬于沖洪積平原地址區(qū)，橋址位于管子溝河道及兩岸，河道兩岸地勢較為開闊。地形較為平坦，河道溝道較深，海拔高程1728~1751m左右，相對(duì)高差23m。溝寬約180m。設(shè)計(jì)流量978,河床平時(shí)干涸無水，只有在暴雨季節(jié)有短暫性洪水。橋梁跨徑設(shè)置依地形控制，不受流量制約。橋址區(qū)地層巖性較為簡單，主要有第四系沖洪積粉細(xì)砂、黃土、角礫。溝底出露角礫層（稍濕，青灰色，中密多呈棱角、片狀，骨料成分以變質(zhì)砂巖、板巖碎屑為主）。沖溝兩岸出露沖洪積粉細(xì)砂（淺黃色，稍濕，中密，具有層理，多與黃土以互層形式出現(xiàn)），沖洪積黃土（淺黃色，硬塑堅(jiān)硬，土質(zhì)不均勻，多與粉細(xì)砂以互層形式出現(xiàn)）。（二） 主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1. 設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)；2. 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100。3. 橋面寬：50+1075++75+50+75+1075+50=1200+50+1200=2450cm。4. 設(shè)計(jì)車道：單幅4車道。5. 地震烈度：，對(duì)應(yīng)地震烈度為7度。6. 橋面橫坡：雙向 2%橫坡。7. 橋面縱坡：0%。（三） 主要材料1. 混凝土：預(yù)制主梁、端橫梁、跨中橫隔板、中橫梁、橋面現(xiàn)澆層混凝土均采用C50；橋面鋪裝采用瀝青混凝土。2. 普通鋼筋：普通鋼筋采用R235和HRB335鋼筋，凡鋼筋直徑者，采用HRB335熱軋帶肋鋼；凡鋼筋直徑者，采用R235鋼。3. 預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、公稱直徑的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線。（四） 橋面鋪裝 采用8厚C50混凝土橋面現(xiàn)澆層和10厚瀝青混凝土防水層。（五） 施工方式 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工法。 主梁結(jié)構(gòu)細(xì)部尺寸擬定（一） 梁高 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的中支點(diǎn)主梁高度與其跨徑之比通常在1/15—1/25之間，而跨中梁高與主跨之比一般為1/40—1/50之間。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊咧皇窃黾痈拱甯叨?，而混凝土用量增加不多，卻能顯著節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量。連續(xù)梁在支點(diǎn)和跨中的梁估算值：等高度梁： H=（～）L，常用H=（～）L。變高度（曲線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）L，跨中H=（～）L。變高度（直線）梁：支點(diǎn)處：H=（～）L，跨中H=（～）L。 而此設(shè)計(jì)采用等高度的箱梁，取梁高為160cm，高跨比,滿足要求。（二） 底板厚度 簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的連續(xù)梁橋跨中正彎矩較大，因此底板不宜過厚；同時(shí)支點(diǎn)處也存在負(fù)彎矩，需要底板有一定的厚度來提供受壓面積。從而底板厚度在在跨內(nèi)大部分區(qū)域設(shè)為18cm，在支點(diǎn)附近處設(shè)為25cm。即底板從距支點(diǎn)220cm處至距支點(diǎn)50cm處逐漸加厚至25cm，在距支點(diǎn)50cm處至支點(diǎn)厚度25cm。（三） 頂板厚度 確定箱形截面頂板厚度通常主要考慮兩個(gè)因素：橋面板橫向彎矩的受力要求和布置縱向預(yù)應(yīng)力束和橫向受力鋼筋的構(gòu)造要求。根據(jù)以上要求確定箱梁頂板厚度18cm。（四） 腹板厚度 箱形截面梁一般由兩塊以上腹板組成，每一塊腹板的最小厚度必須滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)造及施工中澆筑混凝土的要求，再兼顧考慮連續(xù)梁變化規(guī)律，腹板寬度除在支點(diǎn)附近區(qū)域加寬為25cm外，其余均為18cm。即腹板從距支點(diǎn)220cm處至距支點(diǎn)50cm處逐漸加厚至25cm，在距支點(diǎn)50cm處至支點(diǎn)厚度25cm。（五） 翼板厚度 根據(jù)翼板懸臂長度大小，確定翼板根部厚度為25cm，端部厚度為18cm。（六） 橫隔板橫隔梁可以增強(qiáng)橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時(shí)還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔(dān)和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設(shè)置橫隔梁，因此橫隔板厚設(shè)為20cm。邊梁在支點(diǎn)處、跨中處設(shè)置橫隔板，一共五道；中梁在支點(diǎn)處、跨中處設(shè)置橫隔板。三、 主梁內(nèi)力計(jì)算（一） 有限元模型的建立1. 采用邁達(dá)斯軟件建立的有限元模型 采用邁達(dá)斯軟件建立的有限元模型，如圖31所示。為了簡化計(jì)算和便于分析，所以按一片中梁建立模型，其中以橋梁軸線為x方向，沿x軸在平面內(nèi)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90176。為y軸，z軸與x軸和y軸所成平面垂直，方向向上。一共建立97個(gè)節(jié)點(diǎn)，96個(gè)單元，每一跨24個(gè)單元。圖31邁達(dá)斯有限元模型2. 控制截面幾何特性 ： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： z=，： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： z=： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： z= ： 截面面積： 抗扭慣矩： 抗彎慣矩： 截面中心： z=（二） 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算1. 一期荷載計(jì)算 一期荷載（自重）包括梁的自重，橫隔梁及堵頭板的自重。（1） 每延米梁重 g=（2） 橫隔梁重 本設(shè)計(jì)每片梁均有3片橫隔梁，在端部也有堵頭板，也按橫隔梁處理，故每片梁有5片橫隔梁，均按集中荷載考慮。 橫隔梁面積： A=（++）（++） = 橫隔梁重: F=26=2. 二期荷載計(jì)算