西南交通大学本科毕业设计（论文） 第1页 第1章 绪论
1.1 设计概述
1.1.1 预应力混凝土连续梁桥概述
连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单、抗震能力强等优点。在20世纪50年代以前，预应力混凝土连系梁虽然是常被采用的一种体系，但跨径均在百米以下。当时主要采用满堂支架施工，费工费时，限制了它的发展。50年代后，预应力混凝土桥梁采用平衡悬臂施工方法后，加速了它的发展步伐，跨度开始突破100米。虽然跨径太大时是用预应力结构并不总比其它结构好，但是在实际过程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥常常为优胜方案。
1.1.2 平衡悬臂施工法特点
大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工方法主要采用平衡悬臂浇筑法，梁体从墩上平衡向两边悬臂现浇伸出。为保持梁体在施工过程中的稳定，梁体临时锚固于墩上或在墩旁立临时支架增设支承点，然后现浇合拢段转换成最后的结构体系。其优点是：施工支架和临时设备少，施工时不影响桥下通航、通车，也不受季节、河道水位的影响。
1.1.3 预应力混凝土连续梁的特点
(1)预应力混凝土充分发挥高强度材料的特性，具有可靠的强度、刚度及抗裂性能。结构在车辆运行中噪音小，维修工作量少。
(2)预应力混凝土连续梁桥的施工方法已经达到相当先进的水平，现代化技术的应用已使它的施工周期大大缩短，显示出巨大的经济效益。
(3)预应力混凝土桥梁适用于各种结构体系，而且还在不断创造出体现预应力技术特点的新型结构体系，因而它的适用范围大，竞争力强。
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第2页 (4)预应力混凝土连续梁桥可充分利用材料可塑性的特点，在建筑上有丰富多彩的表现潜力，更易达到与周围环境相协调的简洁而美观的型式，实现经济和美观的统一。
1.2 毕业设计的目的和意义
1.2.1 毕业设计的目的
毕业设计是高等工科院校本科培养计划中的最后一个教学环节，是对本科四年所学知识的运用与总结。
(1)运用学的基础理论和专业知识，结合工程实例，参考国家有关规范、标准、工程设计图集及其它参考资料，独立地完成预应力混凝土连续梁桥上部结构的设计工作；
(2)同时初步掌握桥梁设计的步骤、方法，培养分析问题 、解决问题 的能力，为以后 的继续学习和工作奠定基础。
1.2.2 毕业设计的意义
(1)在老师的指导下，独立完成一座三跨铁路预应力混凝土连续梁桥上部结的设计，基本掌握该工程设计的全部过程，巩固已学专业知识。
(2)增强考虑问题、分析问题和解决问题的能力，其实践性和综合性无以取代， 为以后继续学习打下了良好的基础。
(3)采用midas桥梁计算程序进行内力分析，这样不仅提高了效率，而且准度也得以提高。同时也更加熟练了计算机辅助设计软件 Auto CAD 和 Excel 等的使用.
1.3 毕业设计的主要内容
(1)预应力混凝土连续梁桥的构造尺寸、结构形式及其结构静力计算，包括计 算恒载内力、活载内力、温度内力、支座沉降引起的内力，混凝土收缩徐变引起的内 力等，并进行截面的作用效应组合；
(2)纵向预应力钢筋的估算，布置，调整，优化； (3)纵向预应力损失计算；
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第3页 (4)次内力的计算；
(5)施工阶段截面强度，应力的控制验算；
(6)运营阶段截面强度验算，截面应力验算,变形验算； (7)主要工程数量计算。
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第4页 第2章 桥跨总体布置和结构主要尺寸
2.1 设计概述
本设计为高速铁路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计， 设计跨度60+108+60m。双线，桥面宽度为12m，线间距5m，桥面纵坡为平坡，桥面横坡 2%，；桥轴平面线型为直线。 主梁采用单箱单室箱型截面，梁高沿桥纵向呈二次抛物线变化。
2.2 截面尺寸拟定
2.2.1主梁梁高
铁路桥桥变截面梁的高跨比H/L，支点截面可取1/12～1/16。支点截面梁高与跨中截面梁高之比可取1.5~2.0。本桥主梁采用单箱单室箱型截面，梁高沿桥纵向呈二次抛物线变化。中跨墩顶梁高9m，高跨比为1/12；中跨跨中梁高 5m，支点截面梁高与跨中截面梁高之比为1.8。箱型截面横断面图见下图（左边为中跨支座截面，右边为跨中截面）：
图2-1 箱梁横断面图
西南交通大学本科毕业设计（论文） 第5页 2.2.2顶板和底板厚度
箱型截面的顶板和底板是结构承受正负弯炬的主要工作部位。当采用悬臂施工方法时，梁的下缘特别是靠近桥墩的截面将承受很大的压应力。箱形截面的底板应提供足够大的承压面积，发挥良好的受力作用。在发生变号弯短的截面中，顶板和底板也都应各自发挥承压的作用。
底板除承受自身荷载外，还受一定的施工荷裁。当采用悬臂施工法时，箱梁底板还承受挂篮底模粱后吊点的反力，设计时应考虑该力对底板和腹板的作用。
箱梁底板厚度随箱粱负弯矩的增大而逐渐加厚直至墩顶，以适应受压要求。底板除需符合使用阶段的受压要求外，在破坏阶段还宜使中和轴保持在底板以内，并有适当的富裕，一般约为墩顶梁高的1/10~1/12。本桥跨中底板厚度取为40cm，支点处截面底板厚度取为90cm。顶板厚度在全桥范围内均取40cm。
2.2.3腹板厚度
箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力和扭转剪应力所引起的主拉应力，设计中腹板厚度还应考虑预应力管道布置、钢束锚固、锚下局部应力的分散及混凝土浇筑的要求。大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板厚度从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用30cm~60cm，甚至可以达到1m左右。本桥中支座处腹板厚度取80cm，跨中腹板厚度取40cm。
2.2.4横隔板
箱梁横隔板的基本作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。在支承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。箱型截面由于具有很大的抗扭刚度，所以横隔板的布置可以比一般肋式梁桥少一些。目前许多国家认为可以减少或不设置中间横隔板。从受力角度来分析，中间横隔板对纵向应力和横向弯矩的分布影响很小，活载横向弯矩的增加很少超过8%，而恒载应力又不受横隔板的影响，因此单从结构上来考虑，中间横隔板的作用可以用局部加强腹板的办法来代替。因此，本设计中只在四个支座位置设置横隔板，中支座处的横隔板厚度取4m，边支座处横隔板厚度取1.5m。
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