高速铁路连续梁桥设计

1、本科毕业设计高速铁路(72+133+72)m 连续梁桥设计 年 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 指导老师: 年月 第 I 页院 系 土木工程学院 专 业 土木工程 年 级 2010 姓 名 题 目 高速铁路(72+133+72)m 连续梁桥设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 第 II 页毕业设计任务书毕业设计任务书班 级 学生姓名 学 号 发题日期： 2013 年 11 月 22 日 完成日期： 月 日题 目 高速铁路(72+133+72)m 连续梁桥设计 1、本论文的目的、意义 毕业设计基本目的是培养学生

2、综合运用所学理论知识的技能以及分析与解决桥梁工程实际问题的能力。通过本题目，让学生将前 3 年多中理论学习的知识综合应用起来，一方面复习所学习的理论知识，并将其应用到工程实践中，锻炼其工程应用能力，初步形成桥梁工程的设计工作能力，并培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。使学生通过毕业设计在具备工程师素质方面更快地得到提高。 2、学生应完成的任务 （1）桥梁结构方案拟定根据给定的桥梁跨径结合桥梁结构受力的合理性和经济性等，初步拟定桥梁结构的主要尺寸，如预应力混凝土连续梁主梁截面高度、顶底板与腹板厚度及其变化规律、梁体截面尺寸等确定。（2）结构内力分析理解结构内力分析基本原理，并逐步掌握

3、桥梁专业计算软件的使用；针对拟定的桥梁结构，应用有限元结构分析软件进行建模计算，包括结构计算图式的确定、单元划分、施工阶段的划分及其对应的内力计算、运营阶段内力计算等。（3）预应力钢筋的设计根据桥梁结构的初步设计及恒载、活载计算结果，依据结构设计原理进行各截面的预应力钢束配筋计算，并列出相应计算表格，完成预应力钢束的设计。在设计说明需要进行相关基本设计计算原理需要简要描述，相关设计规范应用的具体公式、参数表征方式的使用；构造要求；具体的计算分析过程描述和表格化数据罗列。（4）主要截面检算在设计预应力钢束后，对桥梁结构进行主要截面的承载能力和使用性能进行验第 III 页算。在设计说明文档中需要表

4、达出基本设计计算原理的描述，相关设计规范应用的具体公式、参数表征方式的使用以及具体的计算分析过程描述和表格化数据罗列。（5）编制设计计算说明书设计计算说明书的内容包括：桥式方案拟定和比较的基本原则、设计以及 主要结构尺寸拟定原理的综合叙述和阐述；结构主要施工方法选定的叙述；主要设计计算原理和方法的叙述；结构在主要荷载效应（内力弯矩、剪力、轴力、变形位移等）下的计算分析过程及具体计算结果和分析。文整格式一般以设计题目为首，按照设计题目、设计任务书、中文和外文摘要、目录、正文、外文资料翻译（包括外文原文及中文翻译） 、毕业设计小结，以及毕业实习报告等顺序组织。设计说明书总字数不少于 15000 字

5、。（6）绘制结构主要施工图绘制桥梁结构主要构造图：预应力混凝土连续梁和连续刚够桥主梁、中间墩等立面、平面和横断面图，横隔板构造图，主梁分段预应力钢筋布置图(包括纵向立面、平面和各个横断面布置，以及预应力钢筋要素等图标)，施工程序图，结构工程数量等，要求达到 A3 幅面图纸不少于 16 张或 A2 幅面图纸不少于 8张(相当于 0#图 2 张)。最好用用 A3 幅面图纸绘制。（7）外文资料翻译要求选择一篇外文专业科技文献翻译成中文，外文字符数不少于 10000 字符。（8）摘要即对整个毕业设计工作内容的摘要。中文摘要均不少于 500 字，同时将中文摘要翻译成外文。（9）毕业实习报告根据毕业设计期

6、间的野外实习资料，分析整理出对实习过程的认识汇报，要求字数不少于 1500 字。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分布置任务，拟定尺寸，准备计算数据； (1 周)第二部分桥梁结构建模，结构内力计算； (3 周)第三部分估束、布束、调束，计算各项预应力损失； (3 周)第 IV 页第四部分计算弹性次内力以及徐变次内力； (2 周)第五部分进行荷载组合、截面验算以； (1 周)第六部分编制设计说明书，绘制设计图及资料翻译； (3 周)第七部分教师审核毕业设计说明书； (1 周)第八部分修改完善毕业设计说明书等并装订成册； (1 周)评阅及答辩 (1 周)备 注 指导教师： 年

7、月 日审 批 人： 年 月 日第 V 页摘 要连续梁桥是一种古老的桥梁结构，它变形小，刚度大，抗震能力强，行车条件好，养护简单。连续梁桥在生活中是一种比较常见的结构形式，本次设计我们主要针对的是连续梁中的典型代表：预应力混凝土连续梁桥。本次设计题目是高速铁路(72+133+72)m连续梁桥设计。根据要求，本次设计主要是针对桥梁的上部结构，即桥梁的主梁设计。本次设计采用桥梁博士软件进行建模计算，此外在处理数据的过程中，也用到了AutoCAD和Excel这两个软件。本次设计的我们确定中支点处梁高为9.5m，跨中梁高取4m，梁高曲线取1.6次抛物线形式。主梁截面顶板厚度均取0.4m，中支点处腹板厚度

8、取0.9m，底板厚度取0.5m。跨中腹板厚度取0.5m，底板厚度取0.5m。本次建模将桥梁分为87个单元，共有53个施工阶段。本次设计采用悬臂施工，从中跨两支座处开始对称悬臂浇筑，最后合拢边跨再合拢中跨。在本次设计中，建模是至关重要的一步，我们利用桥梁博士软件进行建模，这其中包括单元划分、施加支座约束、以及施工阶段的输入和施加荷载等。通过建好的模型，我们利用Excel表格对数据进行处理，得到我们需要的内力组合，然后进行预应力钢束的估算。本次设计中预应力估算也是至关重要的一步，本次设计钢束总共有238根，钢束布置的好坏，很大程度上影响到后期的验算。本设计主要验算有抗裂验算、正截面强度验算、使用阶

9、段压应力验算等等。验算结束台通过，利用桥梁博士软件计算本次设计所需的工程量。计算结束后，利用AutoCAD绘制桥梁平面图、立面图、截面图、施工顺序图以及钢筋布置图等等。最后进行外文翻译，编写设计计算书。关键词关键词：预应力混凝土连续梁桥 ； 高速铁路 ； 悬臂施工 ； 预应力钢束 第 VI 页AbstractContinous beam bridge is an old bridge structure, which has small deformation, large stiffness, anti-seismic capability, a good traffic condition

10、 and simple maintenance. As we know, continous beam is a common structure in our life.Our design is focused on the typical representative of a continuous beam: presterssed concrete continuous beam bridge.Our design is the calculation of a span of 72+133+72meters high speed railway prestressed concre

11、te continuous girder bridge. According to the requirements, this design is main for the upper structure of the bridge, which is the main bridge design. The design uses modeling software, Dr. Bridges, to calculate the model. And both AutoCAD and Excel are used in the processing of data. The design of

12、 the pivot point we determined is 9.5 meters high, and 4m high in middle point.The hight of the beam curve is a parabola form 1.6.The girder roof is 0.4m.The web thickness of the fulcrum is 0.9m. And the web thickness and bottom thickness is 0.5m in the midspan.The modeling of the bridge is divided

13、into 87 units and 53 construction phase. The design uses a cantilever construction, which starts across two seats symmetrical cantilever casting, and finally folds the side span before the midspan.In this design, modeling is an important step.We use Dr. bridge to build a model, which includes cell d

14、ivision, bearing imposed constraints,inputing the construction and applying load and so on.Through the model, we use Excel to process data.And then, we can get the internal force combination to estimate the prestressed steel beam.The number of root what we need is 238. Estimating the prestressed ste

15、el beam has large influence on the late checking.This design has a crack checking and the strength of normal section checking.The using phase stress checking is also included. After checking, we use Dr. bridge to calculate engineering quantities. After the calculation, we use AutoCAD to draw bridge

16、plans, elevations, sections, reinforced construction sequence diagram and so on. Finally,we translate foreign language and write the paper.第 VII 页KeyKey Words:Words: presterssed concrete continuous beam bridge ; high speed railway ; cantilever construction ; prestressed steel beam第 VIII 页目 录第第 1 章章

17、绪绪 论论.11.1 预应力混凝土连续梁桥简述.11.1.1 连续梁桥孔跨布置.11.1.2 连续梁桥截面形式.21.2 预应力混凝土连续梁桥悬臂施工.21.2.1 满堂支架施工.21.2.2 悬臂施工.31.3 预应力混凝土连续梁桥的发展.3第第 2 章章 桥跨总体布置及结构主要尺寸桥跨总体布置及结构主要尺寸.42.1 桥梁设计资料.42.1.1 孔跨划分.42.1.2 设计规范.42.1.3 主要技术指标.42.1.4 主要材料规格.52.2 截面形式及尺寸拟定.52.2.1 主梁高度拟定.52.2.2 箱梁截面尺寸拟定.62.2.3 箱梁截面形式.72.3 主梁节段划分.72.3.1 施

18、工节段划分信息.72.3.2 施工步骤.8第第 3 章章 桥梁建模分析桥梁建模分析.103.1 桥梁建模软件.103.2 桥梁建模过程.103.2.1 施工单元信息输入.103.2.2 钢束信息输入.12第 IX 页3.2.3 施工信息输入.133.2.4 使用信息输入.153.3 建模结果输出操作.17第第 4 章章 荷载内力计算荷载内力计算(不考虑预应力不考虑预应力).184.1 毛截面几何特性.184.2 恒载内力计算（不考虑预应力）.214.3 活载内力计算.23第第 5 章章 预应力钢束设计预应力钢束设计.325.1 预应力钢束计算原理.325.2 预应力钢束估算.335.3 预应力

19、钢束施工工艺.42第第 6 章章 次内力计算次内力计算.446.1 次内力概述.446.2 温度次内力计算.446.3 桥墩不均匀沉降引起的次内力计算.466.4 徐变引起的次内力计算.47第第 7 章章 结构验算结构验算.507.1 正截面抗裂验算.507.2 正截面强度验算.557.3 运营阶段正截面压应力验算.617.4 挠度验算(竖向挠度).71第第 8 章章 工程量计算工程量计算.72毕业设计总结毕业设计总结.74致谢致谢.75参考文献参考文献.76附录附录 1 毕业设计实习报告毕业设计实习报告.77第 X 页1.实习基本情况.772.实习内容.773.实习总结.80第 1 页第 1

20、 章 绪 论1.1 预应力混凝土连续梁桥简述连续梁桥,即两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定结构。连续梁是一种古老的结构体系，它的优点是：变形小、刚度大、伸缩缝少、抗震能力强以及养护简易等优点。连续梁桥在生活中是一种比较常见的结构形式，预应力混凝土连续梁桥就是其中一种典型的代表。连续梁桥支点受负弯矩作用，跨中受正弯矩作用，同等跨度下，跨中正弯矩比简支梁小。与简支梁相比，更能充分发挥材料强度，跨越能力增加。由于连续梁桥是超静定结构，因此对基础变形及温差荷载较敏感。预应力混凝土梁桥，由于预应力结构可以很好的避免结构开裂，使得高强度材料的特性得到充分发挥，减轻了截面自重，从而增加了跨越能力。预应力钢

21、筋的合理使用，有利于悬臂浇筑、纵向顶推等施工方法的实现。随着技术的发展，该种桥梁已经得到广泛的应用在跨径为 30m 到 200 多 m 的中大跨径桥梁。1.1.1 连续梁桥孔跨布置连续梁桥的孔跨布置多样，我们一般见到的是三跨或者四跨，但是通常不超过六跨，若每联跨数太多，联长就要加大，则受到温度变化和混凝土收缩徐变等影响就越大，导致其产生的纵向变形也大，这进一步导致伸缩缝和活动支座的构造复杂，也会对桥梁的墩台产生不利的影响；若每联长度太短，过多的伸缩缝不利于高速行车。因此，连续梁桥的孔跨布置应根据地形、地质、水文条件和通航要求来进行孔跨的布置，以下是连续梁桥孔跨布置的一些要求：1)对于三跨以上连

22、续梁，由于等跨时边跨跨中弯矩大于中间跨跨中弯矩，故跨与中跨的比值为 0.7 至 0.5 之间；2)对于三跨连续梁，边跨与跨中的比值多取用 0.6 至 0.7 之间；3)对于多跨连续梁，若采用悬臂施工时，宜取 0.5 至 0.6 之间。第 2 页1.1.2 连续梁桥截面形式预应力混凝土连续梁桥的横截面形式主要有 T 型截面、矩形截面和箱型截面等；其纵向截面形式有等截面形式和变截面形式，但是变截面形式的连续梁桥跨越能力大。对于等截面的连续梁，其构造、制造和施工都比较简便。对于本次毕业设计，本人采用的是变高度连续箱型截面梁桥。以下主要介绍箱型截面：箱型截面，即横截面为箱型的截面，具有良好的抗扭和抗弯

23、特性，是预应力混凝土连续梁桥的主要截面形式。箱型截面的顶、底板主要提供结构的抗弯能力，箱型截面的腹板主要承受结构的剪应力。箱型截面的顶底板都具有较大的面积，合理的布置预应力钢筋可以更好的抵抗弯矩。箱型截面一般都设梗腋，可以有效的提高截面抗扭刚度，减小扭转应力和畸变应力，并且梗腋还能减小应力集中，并为预应力钢筋布置提供构造空间。因此，对于跨度较大的桥梁，箱型截面梁是一个很好的选择。箱型截面有单箱单室、单箱双室、双箱单室、双箱双室以及多箱多室等多种形式。对于铁路预应力混凝土连续梁桥来说，单箱单室箱梁截面常见于单线铁路，至于双线铁路，也可用单箱单室或者单箱多室。本次毕业设计为高速铁路(72+133+

24、72)m 连续梁桥设计,为双线铁路,故采用单室单箱梁。1.2 预应力混凝土连续梁桥悬臂施工本次设计施工方法主要有满堂支架施工和悬臂施工法。1.2.1 满堂支架施工该桥梁现浇段采用满堂支架施工。满堂支架施工是桥梁的一种常用的施工方法，适用于小跨径桥梁的施工，对场地有一定的要求。满堂支架施工的步骤一般是：支架搭设、支架预压、调整模板、浇筑混凝土等。该施工方法的最大优点在于施工方便，桥梁浇筑整体性好且不需要大型的吊装设备，但是施工过程中支架消耗量大，对地形要求比较高，工期比较长。但是，随着技术的发展，该施工方法仍能得到很好的使用。第 3 页1.2.2 悬臂施工本次设计主要采用的方法是悬臂施工。悬臂施

25、工最早主要用于修建预应力 T 型刚构桥，由于该方法的优越性，后来被广泛推广使用。悬臂施工的主要特点有：1.施工时，墩梁需要临时固结；2.桥跨间不需要搭设支架，施工过程不影响桥下通车通航等；3.可以多跨同时进行施工，减少工期；4.施工中所使用的挂篮等设备可重复使用，降低工程成本。悬臂施工中主要的设备是挂篮，挂篮是一个能沿梁顶滑动的承重支架，其锚固在已施工好的梁段上，用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括：在墩顶浇筑 0 号块，然后墩梁临时固结，在起步段安装挂篮并依次分段悬浇梁段，最后先合拢边跨再合拢中跨。1.3 预应力混凝土连续梁桥的发展50 年代前，预应力混凝土连续梁桥虽然被广泛采用，但是由于当时施

26、工方法的限制，导致所修建的连续梁桥跨径都在百米之下，施工方法的落后，导致桥梁的修建费时费力，因此也限制了连续梁桥的发展。50 年代后，随着悬臂施工方法的出现，预应力混凝土连续梁桥在中大跨径桥梁里占据了相当大的优势，同时连续梁桥对行车有利这一优点也促使其迅速的发展。目前，无论是城市桥梁，还是高架道路，又或者是跨越宽阔河流的大桥，预应力混凝土连续梁桥都能发挥其显著的优势。在我国铁路桥的建设中，我们也能看到预应力混凝土连续梁桥的身影。早在1975 年，我国就建成了通惠河桥，这座位于北京枢纽东北环线的桥梁是我国第一座铁路预应力混凝土连续梁桥，该桥梁采用支架施工，跨度为 26.7m+40.7m+26.7

27、m。随后建成的茅岭江和白面石武水大桥为预应力混凝土连续梁桥在我国的发展奠定了基础。90 年代后，我国的铁路预应力混凝土连续梁桥如雨后春笋般得到迅速地发展,并且取得了傲人的成绩。1991 年，我国建成了跨度为 45m+65m+1480m+45m+65m的钱塘江二桥主桥，其主梁联长目前居世界第一。1993 年建成的石龙大桥，是国内第一大跨度部分预应力混凝土铁路连续梁桥，还有 1996 年建成了我国第一座 V 形支撑连续梁桥南昆线八渡南盘江大桥。我相信随着技术的创新与进步，预应力混第 4 页凝土连续梁桥将会继续发挥着重要的作用。第 5 页第 2 章 桥跨总体布置及结构主要尺寸2.1 桥梁设计资料2.

28、1.1 孔跨划分桥型为三跨预应力混凝土连续梁桥，孔跨大小为(72+133+72)m，见图 2-1。桥墩中心线桥墩中心线桥墩中心线桥墩中心线通航水位图 2-1 桥型及孔径布置图(单位:cm)2.1.2 设计规范(1)铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.1-2005） ；(2)铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 （TB10002.3-2005） ；(3)高速铁路设计规范(试行) （TB 10621-2009 ） ；(4)铁路桥涵施工规范 （TB 10213-2002 ） 。2.1.3 主要技术指标 (1) 设计时速：250km/h (2) 荷载标准：中-活载、ZK 荷载；列车活载为双

29、线(3) 桥梁纵坡：0%(4) 桥梁横坡：双向 1.5%第 6 页(5) 桥面宽度：桥面总宽 12.2m(6) 施工方法：悬臂施工2.1.4 主要材料规格(1) 混凝土：预应力混凝土连续梁和连续钢构桥主梁混凝土：跨度大于 200m 用 C60 混凝土，其余用 C50 混凝土，本次设计，梁体采用 C50 等级的混凝土，其主要材料特性见表2-1：表 2-1 C50 混凝土主要特征值材料容重 (kN/m2)弹性模量Ec(N/mm2)线膨胀系数极限抗压强度fc(N/mm2)极限抗拉强度fct(N/mm2)C50253.551041.010-533.53.1(2) 预应力钢筋与锚具：桥梁用钢绞线一般为七

30、股钢绞线，即由七股直径为,5 的钢丝绕制而成的钢绞线，为高强度低松弛钢绞线，用符号表示,S15.2，单根钢绞线公称直径 15.2mm，公称断面面积为 140.00mm2。在公路规范(JTG D62-2004)中，其抗拉强度标准值和抗拉、抗压强度设计值分别为 fpk=1860MPa、fpd=1260MPa 和 fpd=390MPa。群锚锚具常用规格有 YM15-4、YM15-5、YM15-67、YM15-89、YM15-12、YM15-14、YM15-16、YM15-19、YM15-22、YM15-24、YM15-27、YM15-31 及 YM15-37 等多种形式。对应波纹管直径分别为(直径)

31、,56、,56、,67、,77、,87、,92、,97、,102、,107、,117、,117、,117、,132 和,142mm。2.2 截面形式及尺寸拟定2.2.1 主梁高度拟定根据铁路连续梁桥中支点梁高与中跨跨度比值在至之间，中跨跨中梁高与112120第 7 页中跨跨度比值在至，故根据以上比值，确定跨中梁高为 4m，中支点处梁高为1301409m.从中支点处梁高沿跨度方向按 1.6 次抛物线变化，该抛物线公式为： y=-0.0129x1.6+0.242x (2.2.1) 2.2.2 箱梁截面尺寸拟定箱梁顶板厚度设置要满足横向抗弯及纵向抗压要求，一般采用等厚度设置，并且还应该满足预应力管道

32、布置的构造要求，本次设计顶板尺寸采用等厚度，均为40cm。箱梁底板的主要功能是满足纵向抗压要求。本次设计中支点处底板厚度为 90cm，中跨跨中为 40cm，由中支点至跨中，底板厚度按梁高曲线变化。跨中至支点处底板厚度变化见下表 2-2 所示。箱梁腹板主要承担剪应力和主拉应力，一般采用变厚度腹板：靠近跨中处受构造要求控制，靠近支点处受主拉应力控制，需加厚，腹板厚度一般呈折线式变化。中支点处腹板厚度取 90cm，跨中处取 50cm。跨中至支点处腹板厚度变化见下表 2-2所示。表 2-2 截面主要数据截面号123456顶板厚度(cm)404040404040底板厚度(cm)908884807672腹

33、板厚度(cm)908987858380梁高(cm)9.59.278.658.17.516.99截面号789101112顶板厚度(cm)404040404040底板厚度(cm)696562595755腹板厚度(cm)787572696663梁高(cm)6.525.995.535.144.814.51截面号13141516-顶板厚度(cm)40404040-第 8 页底板厚度(cm)53525140-腹板厚度(cm)59565350-梁高(cm)4.294.134.044-2.2.3 箱梁截面形式箱梁具有良好的抗弯抗扭特性，本次铁路桥设计采用单室单箱梁，其中支点处和跨中截面尺寸见图 2-2 所示：

34、图 2-2 主梁横截面图（单位：cm）上图中左边为 0 号块横截面图，右边为跨中横截面图。2.3 主梁节段划分由于本次设计选用悬臂施工方式，因此，根据施工器械挂篮的承重、固定点位置等进行主梁节段划分，划分的原则是尽量保证每个节段重量相近，长度变化规格不宜过多，以便于施工。第 9 页2.3.1 施工节段划分信息我们以左边跨为例：0 号块在墩顶浇筑，内部设人洞，长 2m，0 号块内部结构参见下图 2-3。1 号块至 14 号块为挂篮施工节段，15 号块为合拢段，16 号块为现浇段。图 2-3 0 号块纵向剖面图(单位:cm)2.3.2 施工步骤本次设计为三跨连续梁桥，采用悬臂施工，故先完成两个 0

35、 号块的浇筑，然后两个 0 号块两边同时进行悬臂施工，以下是主要的施工步骤：本阶段浇筑 0 号块，0号块浇筑工期为 30 天，浇筑完后需施加临时约束，墩梁固结。然后等混凝土强度达到 85%时，张拉预应力索，然后在 0 号块两边对称安装挂篮，本次悬臂施工采用菱形挂篮。挂篮安装完成后开始浇筑 1 号块，等混凝土强度达到 85%后张拉预应力索，然后在 1 号块上安装挂篮，直到 14 号块施工完成。详见图 2-4。第二阶段主要步骤是现浇段施工，采用满堂支架施工，因此现浇段施工时需要添加支架进行约束，现浇段施工工期一般为 28 天，因此为了保证不耽误工期，等挂篮施工到 12 号块的时候，两边跨的现浇段就

36、要同时进行施工。详见图 2-5。第 10 页第三阶段主要是边跨和中跨合拢的问题，合拢的顺序是先合拢边跨再合拢中跨。图 2-8 只截取了边跨合拢后的情况，边跨合拢后，需要拆除现浇段支架，同时设立边跨支座。中跨合拢后，需将 0 号块的临时支座拆除，接触墩梁固结状态。最后全桥施工完后再进行桥面铺装。详见图 2-6。图 2-4 主要步骤 1图 2-5 主要步骤 2图 2-6 主要步骤 3以上就是本桥施工的一些基本概况，具体步骤参见后面章节的建模过程。第 11 页第 3 章 桥梁建模分析3.1 桥梁建模软件本次建模软件为桥梁博士 3.0。Dr.Bridge 是一款针对桥梁设计的软件，集合了单元输入、施工

37、阶段模拟、荷载施加、配筋计算以及结构验算等功能，是一款强大的桥梁设计软件。桥梁博士软件还具有导出计算数据和图纸的功能，方便我们在完成设计之后，进行数据和图纸的处理。3.2 桥梁建模过程3.2.1 施工单元信息输入本次建模采用桥梁博士软件中的中铁 99 规范，与其对应的混凝土为中铁混凝土C50 混凝土，单元性质为预应力混凝土构件。将桥梁最左端坐标设为(0,0)，然后根据各单元长度依次输入各单元信息。横截面参数的输入采用直接从 AutoCAD 软件导入，这里需要注意的是我们在用 AutoCAD 绘图的过程中，CAD 图纸上的截面尺寸单位必须为 mm，并以.dxf 文件格式保存。在导入截面过程中，必

38、须保证桥梁博士中所填写的图层号与 CAD 中所画截面图层一致，这样才能确保截面能准确无误的导入桥梁博士软件中。为了避免输入各个单元时操作繁琐，对于一些对称单元，我们采用桥梁博士中的对称操作，方便快捷。本次建模单元划分等信息可见图 3-1 至图 3-6。图 3-1 全桥主梁单元划分图第 12 页图 3-2 全桥主梁单元编号图图 3-3 单元基本信息图 3-4 AutoCAD 导入截面操作图 3-5 单元对称操作第 13 页图 3-6 全桥三维模型3.2.2 钢束信息输入本次建模钢束的张拉方式是两端张拉，预应力钢筋管道采用波纹管，张拉控制应力为 1395MPa。建模过程中钢筋信息输入有两种方法：第

39、一种方法就是直接从AutoCAD 软件导入，这种方法和上述截面导入方法基本一致，应注意的是我们在用AutoCAD 绘图的过程中，CAD 图纸上的截面尺寸单位必须为 mm，并以.dxf 文件格式保存。在导入钢束过程中，必须保证桥梁博士中所填写的图层号与 CAD 中钢束所在的图层一致，同时，还要保证 CAD 图纸上的坐标(0,0)点与桥梁博士软件中单元原点相一致；第二种方法是坐标输入，本次设计中我采用的是第二种方法。为了方便坐标的输入，我采用的是导线输入的形式，此种方法需在桥梁博士软件总体信息中定义钢束的上下缘参考线，然后确定关键点的坐标即可，此种方法比较快捷简单。钢束输入的具体信息可见图 3-7

40、 至 3-10。图 3-7 钢束基本信息第 14 页图 3-8 AutoCAD 导入钢束操作图 3-9 钢束定义参考线操作图 3-10 钢束导线坐标输入3.2.3 施工信息输入施工信息的输入主要是单元的安装，挂篮安装，还有张拉预应力。施工过程中，0 号块浇筑完就要施加临时约束，形成墩梁固结，此处约束在跨中合拢，张拉预应力结束后才拆除。1 号块至 14 号块安装步骤一般是安装挂篮浇筑单元张拉预应力。第 15 页本次建模总共有 53 个施工阶段。0 号块浇筑施工天数为 30 天，其余每个单元施工天数为 11 天，其中挂篮安装 2 天，浇筑单元 7 天以及张拉预应力 2 天。现浇段施工天数为 28

41、天，边跨和中跨合拢段施工均为 12 天，其中 10 天合拢段施工，2 天拆除支架。同时，在施工过程中，两边 0 号块同时施工，当浇筑到一定节段后，我们就要开始现浇段的施工，现浇段施工开始时间一般是当节段施工快结束的时候，这样做的目的是为了保证在边跨合拢的时候，两边的工程进度差不多一致。等跨中合拢完成后，以均布荷载形式施加，二期恒载取 170kN/m，施工天数为 30 天。最后是徐变1000 天。本次建模施工步骤以及施工中所输入的信息见图 3-11 至图 3-15。 图 3-11 0 号块临时约束施加节点号 26 和 63 是中跨两个支座，此处是 0 号块施工，故需要施加水平刚性约束、竖直刚性约

42、束和转动约束，主要起临时支撑作用，该临时约束等中跨合拢后才拆除。图 3-12 挂篮荷载施加挂篮荷载的施加在本次建模过程中，我们采用的是施加临时荷载的形式，即计第 16 页算出约束挂篮的反力，再以临时荷载形式施加到单元。 图 3-13 施工单元安装图 3-14 张拉预应力图 3-15 二期恒载施加3.2.4 使用信息输入使用信息输入主要有温度，支座沉降以及活载等等。本次设计温度升降温差取20，由于铁路规范关于非线性温度的要求比较复杂繁琐，故本次设计非线性温度根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第 4.3.10 规定进行设计。本次设计计算主要活载有 ZK 荷载和中活载，计算两种活载

43、的目的是为了进行组合计算时取最不利的荷载。支座处不均匀沉降边跨取 0.5cm，中跨两处支座均取 1cm。本次设计非线性温度根据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第 4.3.10 规定进行取值，竖向日照正温差计算的温度基数 T1取 14，T2取 5.5。至于在桥梁博士温度输入界面，选取高度为距上缘距离。然后查阅规范，按规范取值，具体信息可见图 3-16 至图 3-18。第 17 页图 3-16 温度荷载图 3-17 铁路活荷载图 3-18 支座沉降参数第 18 页3.3 建模结果输出操作在桥梁博士软件中完成建模后，我们就直接点击工具栏中的“项目”选项，然后执行项目计算，在计算过程中

44、，如果之前建模过程存在错误，我们只需按照软件的提示进行修改即可。计算完成后，我们就可以通过查看“数据”选项，来获取自己所需要的结果，然后再根据相应的规范对数据进行处理。如果有需要的话，我们可以再数据那一栏选择所需要的数据，将其以文本文件的形式导出，再插入到EXCEL 软件中进行数据处理，这样大大提高了我们计算的速度，此外，在配筋时，我们也可以通过施工阶段的累计效应来判断自己的配筋是否合理可行。同时，我们也能自己利用桥梁博士软件中的自定义模板设计一个验算模板，这样方便数据的处理。建模计算内容如下图 3-19 所示。图 3-19 总体计算内容这里需要注意的是：本次设计，我们最先建模的时候没有配预应

45、力钢筋，故第一次计算，只是计算内力位移，不考虑预应力。等到钢束估算结束后将钢束信息输入桥梁博士中，进行全桥结构安全验算，我们再根据所得到的结果调整预应力钢束。第 19 页第 4 章 荷载内力计算(不考虑预应力)本次内力计算结果均由桥梁博士软件计算所得。4.1 毛截面几何特性通过桥梁博士软件计算所得结果如下表 4-1 所示 ：其中： H梁截面高度(m)I毛截面惯性矩(m4)A毛截面面积(m2)y上、y下截面上、下距中性轴距离 (m)表 4-1 毛截面几何特性备注节点号H(m)A(m2)I(m4)y下(m)y上(m)现浇段14.012.9829.962.391.61现浇段24.012.9829.9

46、62.391.61现浇段34.012.9829.962.391.61现浇段44.012.9829.962.391.61现浇段54.012.9829.962.391.61现浇段64.012.9829.962.391.61边跨合拢段74.012.9829.962.391.61边跨合拢段84.012.9829.962.391.61挂篮施工94.0413.2631.062.401.64挂篮施工104.1313.6133.172.441.69挂篮施工114.2914.0436.832.521.77挂篮施工124.5114.6942.422.621.89挂篮施工134.8115.4050.512.772.

47、04挂篮施工145.1416.1960.402.942.20挂篮施工155.5317.1573.733.122.41第 20 页备注节点号H(m)A(m2)I(m4)y下(m)y上(m)挂篮施工165.9918.2791.473.342.65挂篮施工176.5219.59115.213.592.93挂篮施工186.9920.70138.913.823.17挂篮施工197.5122.11169.284.063.45挂篮施工208.1023.56207.714.333.77挂篮施工218.6524.98248.604.584.070 号块229.2726.57300.164.874.400 号块2

48、39.5027.23321.434.974.530 号块249.5027.23321.434.974.530 号块259.5030.76366.705.284.230 号块支座269.5030.76366.705.284.230 号块279.5030.76366.705.284.230 号块289.5027.23321.434.974.530 号块299.5027.23321.434.974.530 号块309.2726.57300.164.874.4挂篮施工318.6524.98248.604.584.07挂篮施工328.1023.56207.714.333.77挂篮施工337.5122.1

49、1169.284.063.45挂篮施工346.9920.70138.913.823.17挂篮施工356.5219.59115.213.592.93挂篮施工365.9918.2791.473.342.65挂篮施工375.5317.1573.733.122.41挂篮施工385.1416.1960.402.942.2挂篮施工394.8115.4050.512.772.04挂篮施工404.5114.6942.422.621.89挂篮施工414.2914.0436.832.521.77挂篮施工424.1313.6133.172.441.69挂篮施工434.0413.2631.062.401.64第 21

50、 页备注节点号H(m)A(m2)I(m4)y下(m)y上(m)中跨合拢段444.012.9829.962.391.61中跨合拢段454.012.9829.962.391.61挂篮施工464.0413.2631.062.401.64挂篮施工474.1313.6133.172.441.69挂篮施工484.2914.0436.832.521.77挂篮施工494.5114.6942.422.621.89挂篮施工504.8115.4050.512.772.04挂篮施工515.1416.1960.402.942.2挂篮施工525.5317.1573.733.122.41挂篮施工535.9918.2791.

51、473.342.65挂篮施工546.5219.59115.213.592.93挂篮施工556.9920.70138.913.823.17挂篮施工567.5122.11169.284.063.45挂篮施工578.1023.56207.714.333.77挂篮施工588.6526.57300.164.873.780 号块599.2727.23321.434.974.30 号块609.5027.23321.434.974.530 号块619.5030.76366.705.2754.2250 号块629.5030.76366.705.2754.2250 号块支座639.5030.76366.705.2

52、754.2250 号块649.5027.23321.434.974.530 号块659.5027.23321.434.974.530 号块669.5026.57300.164.874.630 号块679.2726.57300.164.874.4挂篮施工688.6524.98248.604.584.07挂篮施工698.1023.56207.714.333.77挂篮施工707.5122.11169.284.063.45挂篮施工716.9920.70138.913.823.17第 22 页备注节点号H(m)A(m2)I(m4)y下(m)y上(m)挂篮施工726.5219.59115.213.592.

53、93挂篮施工735.9918.2791.473.342.65挂篮施工745.5317.1573.733.122.41挂篮施工755.1416.1960.402.942.2挂篮施工764.8115.4050.512.772.04挂篮施工774.5114.6942.422.621.89挂篮施工784.2914.0436.832.521.77挂篮施工794.1313.6133.172.441.69挂篮施工804.0413.2631.062.401.64边跨合拢段814.012.9829.962.391.61边跨合拢段824.012.9829.962.391.61现浇段834.012.9829.962

54、.391.61现浇段844.012.9829.962.391.61现浇段854.012.9829.962.391.61现浇段864.012.9829.962.391.61现浇段874.012.9829.962.391.61现浇段884.012.9829.962.391.614.2 恒载内力计算（不考虑预应力）恒载包括一期恒载和二期恒载，一期恒载主要是结构自重，二期恒载主要是桥面铺装。需要注意的是预应力混凝土连续梁桥恒载内力计算与其施工方法有关，本次设计采用悬臂施工，其结构恒载内力图如下图 4-1 和 4-2 所示：图 4-1 在不考虑预应力的情况下，桥梁恒载弯矩图(kNm)第 23 页图 4-

55、2 在不考虑预应力的情况下，桥梁恒载剪力图(kN)下表为不考虑预应力情况下，桥梁恒载产生的剪力和弯矩值如下表 4-2 所示：表 4-2 恒载引起的内力备注节点号剪力(kN)弯矩(kNm)备注节点号剪力(kN)弯矩(kNm)现浇段1-1.45E-11-1.22E-10合拢段454.95E+021.43E+05现浇段24.61E+03-2.47E+02施工段462.99E+031.34E+05现浇段34.16E+033.70E+03施工段475.52E+031.13E+05现浇段43.72E+037.24E+03施工段488.09E+037.89E+04现浇段53.27E+031.04E+04施工

56、段491.07E+043.19E+04现浇段62.83E+031.31E+04施工段501.35E+04-2.86E+04合拢段72.38E+031.55E+04施工段51-1.60E+04-9.49E+04合拢段81.39E+031.92E+04施工段52-1.87E+04-1.73E+05施工段9-1.10E+032.00E+04施工段53-2.14E+04-2.63E+05施工段10-3.63E+038.19E+03施工段54-2.43E+04-3.66E+05施工段11-6.21E+03-1.64E+04施工段55-2.67E+04-4.55E+05施工段12-8.85E+03-5.4

57、0E+04施工段56-2.91E+04-5.53E+05施工段13-1.16E+04-1.05E+05施工段57-3.17E+04-6.59E+05施工段14-1.41E+04-1.63E+05施工段58-3.41E+04-7.58E+05施工段15-1.68E+04-2.32E+050 号块59-3.65E+04-8.63E+05施工段16-1.95E+04-3.14E+050 号块60-3.73E+04-9.00E+05施工段17-2.24E+04-4.08E+050 号块61-3.90E+04-9.77E+05施工段18-2.48E+04-4.91E+050 号块62-3.99E+04-

58、1.02E+06施工段19-2.72E+04-5.82E+05支座634.15E+04-1.10E+06施工段20-2.98E+04-6.82E+050 号块643.81E+04-1.02E+06施工段21-3.22E+04-7.75E+050 号块653.72E+04-9.82E+05第 24 页备注节点号剪力(kN)弯矩(kNm)备注节点号剪力(kN)弯矩(kNm)0 号块22-3.46E+04-8.75E+050 号块663.55E+04-9.10E+050 号块23-3.55E+04-9.10E+050 号块673.46E+04-8.75E+050 号块24-3.72E+04-9.82

59、E+05施工段683.22E+04-7.75E+050 号块25-3.81E+04-1.02E+06施工段692.98E+04-6.82E+05支座264.34E+04-1.10E+06施工段702.72E+04-5.82E+050 号块27-4.00E+04-1.02E+06施工段71-2.48E+04-4.91E+050 号块28-3.90E+04-9.77E+05施工段72-2.24E+04-4.08E+050 号块29-3.73E+04-9.00E+05施工段73-1.95E+04-3.14E+050 号块30-3.65E+04-8.63E+05施工段74-1.68E+04-2.32E

60、+05施工段31-3.41E+04-7.58E+05施工段75-1.41E+04-1.63E+05施工段32-3.17E+04-6.59E+05施工段76-1.16E+04-1.05E+05施工段33-2.91E+04-5.52E+05施工段77-8.85E+03-5.39E+04施工段34-2.67E+04-4.55E+05施工段78-6.20E+03-1.63E+04施工段35-2.43E+04-3.66E+05施工段79-3.63E+038.21E+03施工段36-2.14E+04-2.63E+05施工段80-1.10E+032.00E+04施工段37-1.87E+04-1.73E+05