【文章內(nèi)容簡介】 線為一次線性直線。主梁縱斷面構(gòu)造圖如圖23所示。 主梁縱斷面構(gòu)造圖（單位：cm）（4) 箱梁底緣曲線箱梁底緣曲線設置為一次線性直線。（5)箱梁腹板厚度本次設計的箱梁腹板均取為60cm。（6)鋼束布置本次設計的橋梁為預應力混凝土梁橋，預應力鋼束全部采用1860MPa鋼絞線。布置方式如下表所示。 預應力鋼束使用表鋼束布置位置左腹板鋼束中腹板鋼束右板腹鋼束采用鋼束型號根數(shù)（束）888張拉控制應力（MPa）139513951395施工概括 本設計采用滿堂支架施工，只支架一次整體落架，沒有體系轉(zhuǎn)換。施工過程分三步：第一步為滿堂支架澆筑混凝土箱梁；第二步待混凝土達到強度要求后張拉錨固全部預應力鋼束；第三步為橋面鋪裝及附屬結(jié)構(gòu)等，拆除滿堂支架。(1) 正截面受壓區(qū)高度計算結(jié)果（需滿足規(guī)范 條～ 條）(2) 荷載組合下強度驗算結(jié)果① 正截面抗彎承載力驗算（需滿足規(guī)范 ～ 條）② 斜截面抗剪承載力驗算（需滿足規(guī)范 ～ 條）③ 截面抗扭承載力驗算（需滿足規(guī)范 ～ 條）(1) 荷載組合下抗裂驗算（需滿足規(guī)范 條~ 條）① 正截面抗裂驗算――正截面混凝土拉應力驗算；② 斜截面抗裂驗算――斜截面混凝土主拉應力驗算。(2) 撓度驗算（需滿足規(guī)范 條）第三章 結(jié)構(gòu)有限元模型的建造過程箱梁有限元模型采用Midas Civil軟件進行建立，在估算并開始布置預應力鋼束時，使用AutoCAD軟件輔助進行建模。第一步首先手工估算預應力鋼束數(shù)量，根據(jù)鋼束估算量，配置預應力鋼束，并考慮施工過程與結(jié)構(gòu)體系及截面特性的匹配關系；第二步開始整體進行建模，設計相關的材料特性值、截面的相關參數(shù)、橋梁的跨度以及變截面等，然后進行相應的計算和驗算。 Midas Civil軟件介紹使用軟件為Midas Civil，MIDAS/Civil是針對土木結(jié)構(gòu)，特別是分析象預應力箱型橋梁、懸索橋、斜拉橋等特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，同時可以做非線性邊界分析、水化熱分析、材料非線性分析、靜力彈塑性分析、動力彈塑性分析。為能夠迅速、準確地完成類似結(jié)構(gòu)的分析和設計，以填補土木結(jié)構(gòu)分析、設計軟件市場的空白，而開發(fā)的“土木結(jié)構(gòu)專用的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設計軟件”。 應用比較廣泛,如鋼筋混凝土橋梁 : 板型橋梁、剛架橋梁、預應力橋梁 聯(lián)合橋梁 : 鋼箱型橋梁、梁板橋梁 預應力鋼筋混凝土箱型橋梁 : 懸臂法、頂推法、移動支架法、滿堂支架法 大跨度橋梁 : 懸索橋、斜拉橋、拱橋 大體積混凝土的水化熱分析 : 預應力鋼筋混凝土箱型橋梁、橋臺、橋腳、防波堤 地下結(jié)構(gòu): 地鐵、通信電纜管道、上下水處理設施、隧道 工業(yè)建筑: 水塔、壓力容器、電力輸送塔、發(fā)電廠 國家基礎建設: 飛機場、大壩、港口。MIDAS/Civil是個通用的空間有限元分析軟件，可適用于橋梁結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)、工業(yè)建筑、飛機場、大壩、港口等結(jié)構(gòu)的分析與設計。特別是針對橋梁結(jié)構(gòu)，MIDAS/Civil結(jié)合國內(nèi)的規(guī)范與習慣，在建模、分析、后處理、設計等方面提供了很多的便利的功能，目前已為各大公路、鐵路部門的設計院所采用。 MIDAS/Civil的主要特點如下（1）提供菜單、表格、文本、導入CAD和部分其他程序文件等靈活多樣的建模功能，并盡可能使鼠標在畫面上的移動量達到最少，從而使用戶的工作效率達到最高。（2）提供剛構(gòu)橋、板型橋、箱型暗渠、頂推法橋梁、懸臂法橋梁、移動支架/滿堂支架法橋梁、懸索橋、斜拉橋的建模助手。（3）提供中國、美國、英國、德國、歐洲、日本、韓國等國家的材料和截面數(shù)據(jù)庫，以及混凝土收縮和徐變規(guī)范和移動荷載規(guī)范。（4）提供桁架、一般梁/變截面梁、平面應力/平面應變、只受拉/只受壓、間隙、鉤、索、加勁板軸對稱、板（厚板/薄板、面內(nèi)/面外厚度、正交各向異向）、實體單元（六面體、楔形、四面體）等工程實際時所需的各種有限元模型。（5）提供靜力分析（線形靜力分析、熱應力分析）、動力分析（自由振動分析、反應譜分析、時程分析）、靜力彈塑性分析、動力彈塑性分析、動力邊界非線形分析、幾何非線形分析（Pdelta分析、大位移分析）、優(yōu)化索力、屈曲分析、移動荷載分析（影響線/影響面分析）、支座沉降分析、熱傳導分析（熱傳導、熱對流、熱輻射）、水化熱分析（溫度應力、管冷）、施工階段分析、聯(lián)合截面施工階段分析等功能。（6）在后處理中，可以根據(jù)設計規(guī)范自動生成荷載組合，也可以添加和修改荷載組合。（7）可以輸出各種反力、位移、內(nèi)力和應力的圖形、表格和文本。提供靜力和動力分析的動畫文件；提供移動荷載追蹤器的功能，可找出指定單元發(fā)生最大內(nèi)力（位移等）時，移動荷載作用的位置；提供局部方向內(nèi)力的合力功能，可將板單元或?qū)嶓w單元上任意位置的接點力組合成內(nèi)力。（8）可在進行結(jié)構(gòu)分析后對多種形式的梁、柱截面進行設計和驗算。為了做預應力混凝土簡支梁橋分析，首先新建一個項目，并以“預應力簡支梁橋”為名保存文件，然后開始建立模型。 單位體系設置為“m”和“kN”。該單位體系可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)類型隨時隨意更換。 設定建模環(huán)境及單位體系由于是預應力簡支梁橋，在做結(jié)構(gòu)計算時采用3D分析，這樣既可以保證結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量，以可以直觀地看到橋梁模型。 設置結(jié)構(gòu)類型（1）定義材料輸入主梁的材料特性值，在“材料和截面”對話框中選擇“材料”，點擊“添加”，輸入圖中數(shù)據(jù)添加材料。 定義材料特性值（2）定義截面特性值輸入預應力混凝土梁的截面特性值。 定義截面1 定義截面2（1）建立結(jié)點模型/節(jié)點/建立節(jié)點/坐標（0，0，0）；復制次數(shù)（0）；距離（0，0，0），建立第一個結(jié)點。然后“復制和移動結(jié)點”，等間距復制（1，0，0），復制次數(shù)（30）； 建立結(jié)點（2）建立梁單元選擇已設計好的材料和截面建立單元。邊界條件：節(jié)點節(jié)點31：其中節(jié)點333與節(jié)點1剛性連接：節(jié)點335與節(jié)點31剛性連接。 邊界約束條件對結(jié)構(gòu)進行分析，需要定義荷載組。（1）定義靜力荷載工況 定義靜力荷載工況（2）定義荷載①自重荷載 自重荷載②二期荷載 二期荷載③預應力荷載定義預應力鋼束，先定義鋼束的特性值 鋼束特性值接下來定義預應力鋼束形狀，輸入自己設計好的預應力鋼束形狀的相關數(shù)值。 定義鋼束形狀 預應力鋼束添加預應力荷載 預應力荷載④定義移動荷載 移動荷載規(guī)范選擇“China”。 定義車道 車道 定義車輛 添加車輛 添加移動荷載 移動荷載施工階段數(shù)量為三步，施工階段步驟如下施工階段1 ：預制主梁，持續(xù)時間17天； 施工階段2 ：張拉預應力鋼束，持續(xù)時間12天； 施工階段3 ：進行橋面鋪裝，持續(xù)時間7天；本次設計內(nèi)容為雙向四車道，汽車荷載采用公路—I級荷載，考慮多車道加載時的橫向折減系數(shù)為：，（未計入沖擊系數(shù)）。 模型車道示意圖結(jié)構(gòu)體系在移動荷載的作用下彎矩影響線如下圖所示：（部分影響線如下） 邊跨L/4剪力影響線 邊跨L/4彎矩影響線 跨中剪力影響線 跨中彎矩影響線第四章 主梁作用效應計算主梁的內(nèi)力計算可分為設計和施工內(nèi)力計算兩部分。設計內(nèi)力是強度驗算及配筋設計的依據(jù)。施工內(nèi)力是指施工過程中，各施工階段的臨時施工荷載，如施工機具設備（支架、張拉設備等）、模板、施工人員等引起的內(nèi)力，主要供施工階段驗算用。主梁恒載內(nèi)力，包括自重引起的主梁自重（一期結(jié)構(gòu)重力）內(nèi)力和二期結(jié)構(gòu)重力（如鋪裝、欄桿等）引起的主梁后期恒載內(nèi)力。主梁的自重內(nèi)力計算方法可分為兩類：在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,如在滿堂支架現(xiàn)澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁內(nèi)力影響線總面積計算；在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時，應該分階段計算內(nèi)力，本設計采用滿堂支架法。施工中不會進行體系轉(zhuǎn)換，直接按照結(jié)構(gòu)力學的方法進行計算。 作用分類作用分類作用名稱永久作用結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）預加力土的重力土側(cè)壓力混凝土收縮及徐變作用水的浮力基礎變位作用可變作用汽車荷載汽車沖擊力汽車離心力汽車引起的土側(cè)壓力人群荷載汽車制動力風荷載流水壓力冰壓力偶然作用地震作用船舶或漂流物的撞擊作用汽車撞擊作用設計中要進行兩次荷載組合。第一次荷載組合是為了估算預應力鋼束。此時鋼束數(shù)還未確定，預應力也就無法考慮。由于預應力對混凝土的徐變有很大的影響，故估算鋼筋時也不考慮收縮徐變的影響。此時用的幾何特性是毛截面特性，第一次組合的內(nèi)力不是橋梁的實際受力狀態(tài)，僅供估筋參考。第二次荷載組合是根據(jù)估束結(jié)果確定鋼筋的數(shù)量和幾何特性后，考慮預加力和收縮徐變的影響重新計算的內(nèi)力。如各項驗算都通過，則作為最終結(jié)果。如不滿足，則調(diào)整鋼束甚至修改截面后進行驗算直到全部截面都通過驗算。（PSC）橋梁設計設計驗算內(nèi)容施工階段法向壓應力驗算按照公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D622004)的 、 條規(guī)定計算。預應力混凝土受彎構(gòu)件按短暫狀況計算時，由預加力和荷載產(chǎn)生的法向應力按規(guī)范JTG D622004 中第 條和第 條的公式進行計算。（1）預應力混凝土受彎構(gòu)件，在預應力和構(gòu)件自重等施工荷載作用下截面邊緣混 凝土的法向應力應符合下列規(guī)定： 壓應力:(411)拉應力:1）當時，%的縱向鋼筋；2）當時，%的縱向鋼筋；3）當時，預拉區(qū)應配置的縱向鋼筋配筋率按以上兩者直線內(nèi)插取用。拉應力不應超過。式中：、——按短暫狀況計算時截面預壓區(qū)、預拉區(qū)邊緣混凝土的壓應力、拉應力；、 ——與制作、運輸、安裝各施工階段混凝土立方體抗壓強度相應的軸心抗壓強度、軸心抗拉強度標準值，可按規(guī)范(JTGD622004）。：90 施工階段法向壓應力計算結(jié)果單元位置最大最小階段驗算Sig_T(kN/m^2)Sig_B(kN/m^2)Sig_TL(kN/m^2)Sig_BL(kN/m^2)Sig_TR(kN/m^2)Sig_BR(kN/m^2)Sig_MAX(kN/m^2)Sig_ALW(kN/m^2)1I[1]最大預制主梁OK181441I[1]最小收縮徐變OK14841J[2]最大預制主梁OK181441J[2]最小預制主梁OK14842I[2]最大預制主梁OK181442I[2]最小預制主梁OK14842J[3]最大預制主梁OK181442J[3]最小預制主梁OK14843I[3]最大預制主梁OK181443I[3]最小預制主梁OK14843J[4]最大預制主梁OK181443J[4]最小預制主梁OK14844I[4]最大預制主梁OK181444I[4]最小預制主梁OK14844J[5]最大預制主梁OK181444J[5]最小預制主梁OK14845I[5]最大預制主梁OK181445I[5]最小預制主梁OK14845J[6]最大預制主梁OK181445J[6]最小預制主梁OK14846I[6]最大預制主梁OK181446I[6]最小預制主梁OK14846J[7]最大預制主梁OK181446J[7]最小預制主梁OK14847I[7]最大預制主梁OK181447I[7]最小預制主梁OK14847J[8]最大預制主梁OK181447J[8]最小預制主梁OK14848I[8]最大預制主梁OK181448I[8]最小預制主梁OK14848J[9]最大預制主梁OK