双线铁路60m+100+60m连续梁上部结构计算设计（很详细的毕业设计(6)

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跨中梁高

H中11?~，其中L中?100m,H中?2.5~3.3m,取H中?3m L中30402.2.2 顶板、底板厚度，顶板宽度

在连续梁桥中，箱梁底板厚度随负弯矩的增大而逐渐加厚至支座，支座底板厚度一般为支座梁高的1/10～1/12，以符合施工和运营阶段的受压要求，并在破坏阶段使中性轴尽量保持在底板以内；跨中底板厚度一般为200～250mm，以满足跨中正负弯矩变化及板内配置预应力钢筋与普通钢筋的要求。在本设计中支座处的底板厚为60cm，跨中处底板厚为30cm，在支座与跨中间按抛物线形变化。

确定箱形截面顶板厚度一般要顾及两个因素：满足桥面板横向弯矩的要求，满足布置纵向预应力钢束的要求。本设计取为30cm。

顶板宽度：根据铁路双线设计要求，顶板宽度=2.45+6+2.45m（线路）+2×1.5m（人行道）；同时净空高度不小于6.6m；即B=13.9m，当B在12-18m范围内，选择单箱双室箱型截面，且在考虑界面时，需考虑横坡的设置，一般取桥面宽度的1%-2%，本设计中取横坡高度为10cm。

2.2.3 腹板 悬臂板长度

箱梁截面顶板两侧挑出的悬臂板（翼板）长度也是调节顶板内弯矩的重要因素，一般可取悬臂板长度为腹板间距之半。当配置横向预应力筋时，悬臂板应尽量外伸。本设计中悬臂板长度取为2.5m。箱梁腹板主要承受截面剪力和主拉应力。在预应力连续梁桥中，弯束对荷载剪力的抵消使梁内剪应力和主拉应力较小；在变高度连续梁桥中截面高度的变化也可减小主应力值。因此，除上述受力因素外，考虑预应力钢筋布置及混凝土浇注后的箱梁腹板最小值一般为：腹板内无预应力束管道布置时可采用20cm；腹板内有预应力管道布置时可采用25～30cm；腹板内有预应力束锚固时采用35cm。在大跨径预应力混凝土连续箱梁中，腹板宽度宜从跨中向支点逐渐加宽，以承受支点处较大剪力，一般采用30～80cm，也有达到100cm左右者。本设计中顶板厚度取30cm，腹板厚度在支座处两侧宽度为50cm，跨中腹板宽度为35cm，呈二次抛物线变化。

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箱梁截面尺寸如下图所示：

图2-2 连续梁支点截面尺寸图（单位：cm）

图2-3 连续梁跨中截面尺寸图 （单位：cm）

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第3章 内力计算

3.1 MIDAS软件说明

3.1.1 MIDAS简介

MIDAS/Civil不仅是通用的结构分析三维软件，而且还可以分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的结构形式，并且可以做施工阶段分析、水化热分析，静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。

MIDAS可以根据建立的模型，按用户要求算出并累加所有各施工阶段和运营阶段恒、活载内力、位移、反力及预应力等内容；并给出对应的内力图、应力图、位移图、包络图等；对预应力混凝土结构，还给出按规范的截面验算结果；系统自动计算体系转换及次内力。

软件能考虑的恒载有：自重、中-活载、公路活载、混凝土收缩、徐变、温度变化、支座位移、预加应力、二期恒载、施工临时荷载及其它外加荷载等；能输出如下结果：结构简图、各阶段恒载内力图、位移图、内力包络图、预应力筋用量示意图、箱形截面扭曲弯矩图及各图的相应资料，各阶段内力、预应力、活载内力、位移及截面验算结果。

系统分为前处理、运行结构分析、后处理与PSC截面验算。其中前处理主要是划分单元、定义截面和材料、建立模型、约束边界、输入荷载，运行分析模块能得出相应的内力、应力、位移、反力，后处理即查看结果，可自动进行荷载组合,PSC设计可对各指定截面进行验算、并作出判断，根据验算结果调整钢筋用量。

3.1.2用MIDAS分析模型步骤

1.拟定截面尺寸，定义材料和截面； 2.划分节点和单元，建立结构模型； 3.输入PSC截面钢筋；

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4.输入荷载：恒荷载，钢束特性和形状，钢束预应力荷载； 5.定义施工阶段；

6.输入移动荷载数据：定义车道，定义车辆，静荷载工况； 7.运行结构分析； 8.查看分析结果；

9.PSC设计:PSC设计参数确定，运行设计，查看设计结果，根据设计结果调整预应力钢束。

3.1.3 MIDAS计算模型

主梁的分段应该考虑有限元在分析杆件时，分段越细，计算结果的内力越接近真实值。本次设计划分68个单元，其中每个边跨有19个单元，中跨有30个单元，边跨和中跨合拢段各长2.0米。静力荷载有：自重、二期恒载、预应力初拉力、湿重、挂篮、系统温度荷载、梁单元温度荷载、风荷载、列车脱轨荷载、列车摇摆力横向以及支座沉降。移动荷载有铁路中－活载。施工阶段分16个步骤，采用悬臂法施工，在桥墩两侧对称逐段浇筑混凝土、张拉预应力筋、移动挂篮、立模绑扎钢筋等循环连续施工，直至合拢形成连续梁桥，边跨现浇段采用满堂支架。

3.2 静力荷载内力计算

3.2.1 计算原理

预应力混凝土连续桥跨结构在施工的过程中经常会出现体系转换，因此，不同的施工方法和施工过程中不同的施工顺序都将导致结构不同的受力状况。有时，施工顺序将决定一种结构方案是否能够成立。所以可以利用一些特殊的施工方法或施工顺序来调整结构各部位的内力及应力分布，使结构各部位处于理想的设计预期状态，这些施工的变化均可以用来帮助设计工作。

梁段的划分:本桥上部结构采用的是对称悬臂浇注的施工方法。而悬臂浇注箱梁的节段划分主要受如下主要因素的控制： 1、墩顶梁段A（0号段）

西南交通大学本科毕业设计 第21页 （1）长度一般为5m～10m；（但也不一定，这主要根据具体情况而定，比如XXXX桥主桥，为了刚开始能放两个挂篮对称施工，0号块有13m），本设计中取8 m. （2）施工托架：在混凝土浇筑以前，应对托架进行试压； 2、由0号段两侧对称分段悬臂浇筑部分B

（1）长度一般为2.5m～5m，也有个别跨度大的桥梁的分段为2.5m、3.5m、4.5m； （2）一般一个梁段的施工周期为6～10天；本设计取7天；

（3）根据计算经验，梁段的多少直接影响结构配束计算，在不影响工期的前提下，适当增加梁段数，十分有利于纵向预应力钢束配置，以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大。同时也使全桥截面受力状态均衡，边缘应力储备适当。本设计中取4m和3m 3、边跨在支架上浇筑部分C

长度一般为2～3个悬臂浇筑分段长；本设计中，取为1.5m+1.5m+3m+3m 4、合拢段D

长度一般为2m～3m，本设计采用2m；

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