桥梁毕业设计中期报告

图 46 中跨开始合拢, 最大负弯矩为 图 47 中跨合拢, 最大负弯矩为
图 48 解除中墩临时固结, 最大负弯矩为
图 49 二期荷载, 最大负弯矩为
纵向预应力束估算与配置 配置原则 纵向预应力束的布置应满足以下三个条件：
i 在正常使用极限状态，应满足使用阶段的应力要求：荷载短期效应组合下，截面上下缘不出现拉应 力；荷载标准效应组合下，截面上下缘压应力小于 0.5f ck
单元号
混凝土湿重 M（kN/m） 单元号
kN
集中力 kN M（kN/m）
单元号
集中力 kN M（kN/m） 单元号
集中力 kN M（kN/m）
图 10 静力荷载—混凝土湿重
二期恒载：二期恒载为施加在单元上的竖直向下均布力，。
图 11 静力荷载—二期恒载
合拢段配重：合拢段配重施加在 39、73、75、109 号节点上，为竖直向下的集中力和的弯矩。
1-2~1-14、2-2~2-14、3-2~3-14、4-2~4-14 结构组为其他悬臂浇筑的结构，各含左右对称的 2 个单元；
图 7 1-2~1-14 结构组
1-桥墩、2-桥墩、3-桥墩、4-桥墩是桥墩的结构组；
图 8 桥墩结构组
除此还定义了合拢段结构组、左边跨现浇段结构组、右边跨现浇段结构组、总合拢段结构组、主梁纵梁 结构组和支承节点结构组，在此就不一一列出图示。 边界组：共定义边界组 14 个。
只在截面下缘布置预应力筋以抵抗正弯矩 由下缘不出现拉应力控制：
yx
M max Wx
0
yx
Nx A
Nx ex Wx
Nx
M max Ks ex
由上缘不出现Ws
0
ys
Nx A
Nx ex Ws
下缘不出现拉应力的限制条件，即上缘 ys
M min Ws
0 ，下缘 yx
M max Wx
0。
若最大弯矩 M max 和最小弯矩 M min 异号，需在截面上、下缘均布置预应力筋。
设上缘预应力筋为 Ns ，下缘为 N x ，则由 Ns 、 N x 产生的应力为：
上缘 ys
( Ns A
Ns es ) ( Nx
图 28 施工阶段 1, 最大负弯矩为 图 29 施工阶段 2, 最大负弯矩为 图 30 施工阶段 3, 最大负弯矩为 图 31 施工阶段 4, 最大负弯矩为 图 32 施工阶段 5, 最大负弯矩为 图 33 施工阶段 6, 最大负弯矩为 图 34 施工阶段 7, 最大负弯矩为 图 35 施工阶段 8, 最大负弯矩为 图 36 施工阶段 9, 最大负弯矩为
图 1 箱梁跨中截面
图 2 箱梁横隔板截面
图 3 箱梁墩顶根部截面
图 4 桥墩截面
由于变截面过多，在 Midas Civil 软件中按其截面竖向高度在纵桥向按次抛物线变化；底板厚度在跨中为 0.30m，在墩顶根部为 0.9m，其间按次抛物线变化，利用变截面组功能在跨中截面与墩顶根部截面之间 建立起变截面，在此不一一列出其截面尺寸。共建立 110 个截面。 截面特性： 在 Midas Civil 软件的截面表格中可以查看所有截面的截面特性，为节省篇幅，在此只列出几个主要截面 的截面特性。
Ws
A
Nx ex Ws
)
，下缘 yx
( Ns A
Ns es Wx
) (Nx A
Nx ex ) Wx
将上式代入上下缘应力控制条件得：
Ns
M max (ex Kx ) M min (ex (Ks Kx )(es ex )
Ks )
，
Nx
M max (es (Ks
Kx ) M min (Ks Kx )(es ex )
指导教师评语：
指导教师签字：
检查日期：
研究方案及进度安排，预期达到的目标：
表 1 进度安排 时间
2013. ~ 2013. ~
应完成的内容 收集相关资料、熟悉设计计算内容、理论以及计算软件 桥梁结构各构件截面尺寸拟定，截面几何性质计算 桥梁结构初步有限元建模，计算恒载等各种作用下的结 构内力分析 预应力钢筋估算与配置，箱梁应力与强度验算 桥墩设计 整理计算数据、绘制设计图纸，撰写毕业设计论文
图 9 静力荷载—挂篮重
混凝土湿重：在 Midas 软件中模拟施工阶段混凝土湿重时，采用的方法是将每一个单元的混凝土湿重对 前一个已浇筑完毕且达到设计强度的混凝土单元产生的作用效应等效为一个施加在前一单元节点上的 竖直向下集中力和弯矩。具体单元混凝土湿重和其产生的集中力、弯矩见下表。
表 3 混凝土湿重作用效应表
图 5 模型边界条件
建立节点：169 个；和单元：主梁单元 162 个、桥墩单元 16 个，共 162 个。
嫩江大桥 Midas 模型
定义结构组、边界组、荷载组和钢束组。 结构组：共定义了结构组 70 个。 1-0&1、2-0&1、3-0&1、4-0&1 结构组为施工零号块，各含 6 个单元；
图 6 1-0&1、2-0&1、3-0&1、4-0&1 结构组
ii 在施工阶段，应满足短暂状况正应力的要求：截面上下缘不出现拉应力；截面上下缘压应力小于 0.7f ’ck
iii 在承载能力极限状态，应满足正截面抗弯承载力的要求。 一般来说，预应力配置应满足i、ii条件，后验算条件iii。若承载能力不足，可配置一定数量的普通钢筋。
按正常使用极限状态的应力要求计算 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定，预应力梁应满足弹性阶段的应力要求和塑 性阶段的强度要求。但由于受压区面积较大，上、下缘的压应力不是控制因素。为简便计，可只考虑上、
另外，还定义了自重、二期恒载、边跨合拢配重和次边跨合拢配重荷载组共 4 个。 钢束组：共定义钢束组 18 个。 静力荷载 为 Midas 模型添加施工时静力荷载，包括自重、挂篮重、混凝土湿重、二期恒载、合拢段配重、预应力 钢束的预应力等。 挂篮重：在 Midas 软件中模拟挂篮时，采用的方法是将每一个挂篮对前一个已浇筑完毕且达到设计强度 的混凝土单元产生的作用效应等效为一个施加在前一单元节点上的竖直向下集中力和弯矩。合拢段挂篮 产生的集中力为，弯矩为，悬浇段挂篮产生的集中力为，弯矩为，如下图所示。
“左边跨合拢段混凝土湿重 1”荷载组，次边跨合拢段混凝土湿重 2-1、2-2、4-1、4-2 荷载组，中 跨合拢段混凝土湿重 3-1、3-2 荷载组，“右边跨合拢段混凝土湿重 5”荷载组共 8 个；
钢束 1-01~1-14、2-01~2-14、3-01~3-14、4-01~4-14 荷载组与 “合拢段钢束 1”~ “合拢段钢束 5” 荷载组共 61 个；
图 23 施工阶段 11（8 天）
图 24 施工阶段 12（8 天）
图 25 施工阶段 13（8 天）
图 26 施工阶段 14（15 天）
图 27 边跨合拢（8 天）
由于后续施工阶段的 Midas 模型在此难以区分不同，故不再列出有关图示，仅给出施工工期： 解除边跨临时固结（1 天），次边跨开始合拢（5 天），次边跨合拢（8 天），中跨开始合拢（5 天）， 中跨合拢（8 天），解除中墩临时固结（1 天），二期荷载（10 天），使用十年（3650 天）。 各施工阶段开始时，在恒荷载作用下产生的弯矩：
Cyp（m）：沿单元局部坐标系+y 轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Cym（m）：沿单元局部坐标系-y 轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Czp（m）：沿单元局部坐标系+z 轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 Czm（m）：沿单元局部坐标系-z 轴方向，单元截面中和轴到边缘纤维的距离。 外周长（m）：截面外轮廓周长。 内周长（m）：箱型或管型截面的内轮廓周长。 第三阶段进度： 边界条件 四个墩底处建立固结点，主梁两边跨端点处建立交接点。
包括支承、左边跨现浇段、右边跨现浇段、临时固结、永久支座和桥台连接等。 荷载组：共定义荷载组 114 个。
包括与 1-2~1-14、2-2~2-14、3-2~3-14、4-2~4-14 结构组相对应的挂篮 1~挂篮 13-8 和混凝土湿重 1~ 混凝土湿重 13 荷载组共 33 个；
“左边跨合拢段挂篮 1”荷载组，次边跨合拢段挂篮 2-1、2-2、4-1、4-2 荷载组，中跨合拢段挂篮 3-1、3-2 荷载组，“右边跨合拢段挂篮 5”荷载组共 8 个；
图 13 施工阶段 1（8 天）
图 14 施工阶段 2（8 天）
图 15 施工阶段 3（8 天）
图 16 施工阶段 4（8 天）
图 17 施工阶段 5（8 天） 图 18 施工阶段 6（8 天） 图 19 施工阶段 7（8 天） 图 20 施工阶段 8（8 天） 图 21 施工阶段 9（8 天）
图 22 施工阶段 10（8 天）
工作进度
第一阶段进度：
在哈尔滨工业大学图书馆和数据库中借阅、下载了开题报告中所列参考文献；
安装 Midas Civil、Auto CAD 等软件完毕；
认真阅读、熟悉和理解了毕业设计的任务内容。
第二阶段进度：
天数 20 10
20
30 10 30
本阶段完成了桥梁各截面尺寸的拟定，并计算出截面几何特性。 各箱梁截面尺寸： 主桥箱梁采用单箱单室断面，主跨墩顶高度为 7.3m，跨中高度 2.8m，其间的梁高在纵桥向按次抛物线 变化，抛物线方程为 Y= ，在 Midas 软件中由于不能精确输入方程式，故只输入了抛物线次数—，进行 近似计算。 箱梁全宽 12.75m，其中，底板宽 6.25m，翼缘板长度为 3.25m。翼缘板厚度分成两段变化，端部为 0.2m， 在距离端部 2.8m 处为 0.50m，根部为 0.95m，其间按直线变化。底板与腹板相交处设置 0.6m 0.3m 的 承托。 箱梁的顶板厚度为 0.3m；腹板在跨中 35m 范围内为 0.50m，向支点方向依次过渡为 0.5m、0.6m、0.7m、 0.85m； 底板厚度在跨中为 0.30m，在墩顶根部为 0.9m，其间按次抛物线变化。 据此，主要截面尺寸拟定如下：