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 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 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1L-L 1L-LL_ IJ-J-I1 桥梁轴测图 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支二(1/15?1/18)1中=4.44?5.33m,取h支=5.0m,高跨比为1/16，跨中梁高为h中二(1/1.5~1/2.5)h支二2?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II EnnL 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。 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/m3.2预应力荷载跨中与边跨钢束（中15.2mmx19（中0.6-19））截面面积：七=1.387x19=26.353cm2顶板钢束（中15.2mmx31（中0.6-19））截面面积：七=1.387x31=42.997cm2孔道直径：100/103mm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：P（x）=P0-e廿+kL）顶板束：^=0.20,k=0.001底板束:^=0.30，k=0.006锚固端滑移量:△=6mm混凝土弹性压缩预应力损失：损失量，APe=Afp-Asp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：七=5日混凝土暴露在大气中时的材龄：t广3日相对湿度：RH=70%大气或养生温度：T=20°C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P=80.0tonf3.5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°C,体系温降-20°C。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。 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，钢束均采用祖15.24—3钢绞线，设计张拉吨位586kN，用扁锚体系锚固，采用两端张