midas计算预应力连续刚构桥梁工程课程设计.docx

预应力混凝土连续刚构桥结构设计书

1.结构总体布置
本部分结构设计所取计算模型为三跨变截面连续箱梁桥，根据设计要求确定桥梁的分孔，主跨长度为80m，取边跨46m，边主跨之比为0.575。设计该桥为三跨的预应力混凝土连续梁桥（46m+80m+460m），桥梁全长为172m。大桥桥面采用双幅分离式桥面，单幅桥面净宽20m（4X3.75行车道+1m左侧路肩+3.0m右侧路肩人行道+2X0.5m防撞护栏），两幅桥面之间的距离为1m，按高速公路设计，行程速度100Km/h。桥墩采用单墩，断面为长方形，长14米，宽3.5米，高25米。
上部结构桥面和下部结构桥墩均采用C50混凝土，预应力钢束采用Strand1860钢材。
桥梁基本数据如下：

桥梁类型:三跨预应力箱型连续梁桥(FCM)
桥梁长度:L=46+80+46=172m
桥梁宽度:B=20m(单向4车道)
斜交角度:90˚(正桥)

桥梁正视图

桥梁轴测图

2．箱梁设计
主桥箱梁设计为单箱单室断面，箱梁顶板宽20m，底板宽14m，支点处梁高为h支=(1/15~1/18)L中=4.44~5.33m，取h支=5.0m，高跨比为1/16，跨中梁高为h中=(1/1.5~1/2.5)h支=2~3.33m，取h中=2.30m，其间梁底下缘按二次抛物线曲线变化。箱梁顶板厚为27.5cm。底板厚根部为54cm，跨中为27cm，其间分段按直线变化，边跨支点处为80cm，腹板厚度为80cm具体尺寸如下图所示：
箱梁断面图

连续梁由两个托架浇筑的墩顶0号梁段、在两个主墩上按“T构”用挂篮分段对称悬臂浇筑的梁端、吊架上浇筑的跨中合拢梁段及落地支架上浇筑的边跨现浇梁段组成，0号梁段长2m，两个“T构”的悬臂各分为9段梁段，累计悬臂总长38m。全桥共有一个2m长的主跨跨中合拢梁段和两个2m长的边跨合拢梁段。两个边跨现浇梁段各长4m，梁高相同。主墩墩顶箱梁综合考虑受力和变形情况箱梁内各设柔性横隔板2道，边墩顶各设横隔板一道。为满足施工和管理需要，在每道横隔板出均设置了人洞。同时为保持箱内干燥，在箱梁根部区段底板上设有排水口。
3．荷载参数
3.1永久荷载
结构重力
在程序中以自重输入
二期恒载
W=32.5KN/m
3.2预应力荷载
跨中与边跨钢束()
截面面积:
顶板钢束()
截面面积:
孔道直径:
张拉力:施加75%抗拉强度的张力
张拉初期的损失(由程序计算)
摩擦损失:
顶板束:,
底板束:,
锚固端滑移量:
混凝土弹性压缩预应力损失:损失量,
预应力长期损失(由程序计算)
应力松弛
徐变和干缩引起的损失
3．3徐变和干缩
条件
水泥:普通水泥
施加持续荷载时混凝土的材龄:日
混凝土暴露在大气中时的材龄:日
相对湿度:
大气或养生温度:
适用标准:道桥设计标准(CEB-FIP)
徐变系数:由程序计算
混凝土干缩应变:由程序计算
3．4挂篮荷载
假设挂篮自重如下

3.5可变荷载
可变作用主要考虑汽车荷载、温度作用、支座沉降等作用。汽车荷载为高速公路1级，4车道布置，考虑荷载横向分布系数0.67，不考虑人群荷载作用。温度作用考虑四种工况，体系温升20℃，体系温降-20℃。每个支座均考虑支座沉降，其中沉降量均为10mm，取最不利组合。
3.6使用状态荷载组合
正常使用极限状态下，标准值组合恒载组合系数1.0，汽车荷载组合系数为0.7。；承载力极限状态下，结构的重要性系数为1.1，恒载组合系数1.2，汽车荷载组合系数为1.4，温度组合系数0.8；标准值组合恒载组合系数1.0，汽车荷载组合系数为1.0。

4．计算模型
4.1单元与节点
计算模型中全桥共划分为61节点，58个单元。确定计算模型时主要根据主桥梁段划分情况来确定，每一悬浇段为一个单元。施工阶段分析考虑挂篮移动，混凝土浇注，预应力钢筋张拉以及施工临时荷载的变化等。0号梁段长2m，两个“T构”的悬臂各分为9段梁段，累计悬臂总长38m。全桥共有一个2m长的主跨跨中合拢梁段和两个2m长的边跨合拢梁段。两个边跨现浇梁段各长4m，梁高相同。
4.2预应力体系
纵向预应力钢束共设置了顶、底板束和腹板束，采用Strand1860钢材，设计张拉应力1395Mpa.
部分预应力筋如图

顶板横向预应力沿轴线每60cm布置一束，钢束均采用φ15.24-3钢绞线，设计张拉吨位586kN，用扁锚体系锚固，采用两端张拉方式，竖向预应力钢筋采用φ32的精轧螺纹粗钢筋，设计张拉吨位为673kN，采用梁顶一端张拉方式锚固。

5.施工阶段模拟
桥箱梁按两个“T”对称悬臂浇筑施工，0号梁段采用搭设托架现场浇筑完成，其余梁段采用挂篮悬臂浇筑，两边跨各4m现浇梁段采用搭设支架现浇，边跨合拢段长为2m，中跨合拢段长为2m。全桥共分为26个施工阶段。
悬臂法(FCM)的施工顺序一