摘 要

装配式预应力混凝土组合小箱梁是我国中小跨径桥梁常用的上部结构型式之一，采用工厂预制、现场装配的方式可以省去繁琐的现场浇筑工序，在提高施工质量的同时还能节省人力成本、加快施工进度。因此，该桥型在桥梁建设中正被越来越广泛地运用。 

官山支线桥是一座采用简支转连续施工方法的装配式组合小箱梁桥，本设计依据设计资料和主要桥梁设计规范对该桥进行上部结构设计与配筋验算。首先，确定桥梁的基本截面尺寸；其次，通过Midas/Civil软件，对结构进行建模和内力分析，估算预应力筋，最后对配筋设计结果进行施工阶段分析和应力、变形验算。

桥梁下部结构设计主要包括支座设计、盖梁设计、墩柱设计和桩基设计。初步拟定尺寸，然后按照最新规范规定进行荷载布置，分别对盖梁、墩柱和钻孔灌注桩进行设计配筋，并验算其承载力和桩顶位移。并在验算通过后绘制主要的主梁构造图、预应力筋布置图及施工顺序图。

关键词：预应力混凝土；连续箱梁；结构设计；Midas/Civil; 下部结构

Abstract

Assembled prestressed concrete (PC) combination box girder is one of the commonly used superstructures of medium amp; small span bridges in China，the use of factory prefabrication, on-site assembly can eliminate the cumbersome on-site pouring process, and while improving construction quality, it can also save labor costs and speed up construction progress. Therefore, the bridge type is being used more and more widely in bridge construction.

The Guanshan branch line bridge is a prefabricated combination box girder bridge that adopts a simple-to-continuous construction method. The design is based on the design data and the main bridge design specifications for the superstructure design and reinforcement checking of the bridge. First, determine the basic cross-sectional dimensions of the bridge; secondly, use Midas/Civil software to model the structure and analyze the internal forces, estimate the prestressed tendons, and finally perform the construction phase analysis and stress and deformation checking on the results of the reinforcement design.

The design of bridge sub-structure mainly includes bearing design, cover beam design, pier design and pile foundation design. Set the dimensions initially, and then carry out the load arrangement according to the latest specifications. Design the reinforcements for the cover beams, pier columns and cast-in-place bored piles respectively, and check their bearing capacity and pile top displacement. After the checking are passed, the main girder structural drawings, prestressed tendon layout drawings and construction sequence diagrams are drawn.

Key words : prestressed concrete(PC); continuous box girder; structural design; Midas/Civil；sub-structure

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 预应力混凝土连续梁桥的发展 - 1 -

1.2 毕业设计的目的与意义 - 3 -

1.3 设计原则 - 3 -

1.4 毕业设计的目的与意义 - 3 -

2 概 述 - 5 -

2.1 工程概况 - 5 -

2.2 下部结构 - 5 -

2.3 技术标准 - 5 -

2.4 桥面坡度 - 5 -

2.5 设计规范 - 5 -

2.6 材料 - 5 -

2.7 施工方法 - 6 -

2.8 构思宗旨 - 6 -

3 桥型及纵横断面布置 - 7 -

3.1 桥型布置及孔径划分 - 7 -

3.2 截面形式及截面尺寸拟定 - 8 -

3.2.1 截面形式 - 8 -

3.2.2 梁高拟定 - 9 -

3.2.3 板宽度与厚度 - 9 -

3.2.4 横截面构造图 - 10 -

3.3 毛截面几何特性 - 11 -

3.3.1 计算步骤（手算） - 11 -

3.3.2 检验截面效率指标ρ - 13 -

3.3.3 Midas计算结果 - 14 -

4 结构有限元建模 - 16 -

4.1 截面特性的定义 - 16 -

4.2 节点、单元建立 - 16 -

4.3 边界条件 - 17 -

4.4 施工阶段划分 - 18 -

4.5 成桥阶段 - 19 -

4.5.1 活荷载类型 - 19 -

4.5.2 温度荷载 - 19 -

4.6 荷载工况说明 - 20 -

4.6.1 静力荷载工况 - 20 -

4.6.2 移动荷载工况 - 21 -

5 主梁内力计算 - 22 -

5.1 恒载内力计算 - 22 -

5.1.1 自重 - 23 -

5.1.2 二期恒载 - 27 -

5.2 活载内力计算 - 30 -

5.2.1 汽车荷载 - 30 -

5.2.2 温度荷载 - 40 -

5.3 作用效应组合 - 47 -

5.3.1 组合方式 - 48 -

5.3.2 组合结果 - 50 -

6 预应力钢束布置及计算 - 64 -

6.1 钢筋束布置原则 - 64 -

6.2 预应力钢束估算 - 65 -

6.2.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂要求要求估算 - 66 -

6.2.2 按承载能力极限计算时满足正截面强度估算 - 69 -

6.2.3 估算结果 - 71 -

6.3 钢筋特性及主要钢筋布置情况 - 71 -

6.3.1 钢束特性值 - 71 -

6.3.2 筋束布置 - 72 -

7 预应力损失计算 - 78 -

7.1 控制应力 - 78 -

7.2 各项预应力损失及计算原则 - 78 -

7.3 有效预应力 - 79 -

7.4 计算结果 - 79 -

8 主梁截面验算（PSC设计） - 81 -

8.1 施工阶段法向压应力验算 - 81 -

8.1.1 计算依据 - 81 -

8.1.2 验算结果 - 82 -

8.2 受拉区钢筋的拉应力验算 - 90 -

8.2.1 计算依据 - 90 -

8.2.2 验算结果 - 90 -

8.3 使用阶段正截面抗裂验算 - 92 -

8.3.1 计算依据 - 92 -

8.3.2 验算结果 - 93 -

8.4 使用阶段斜截面抗裂验算 - 100 -

8.4.1 计算依据 - 100 -

8.4.2 验算结果 - 100 -

8.5 使用阶段正截面压应力验算 - 105 -

8.5.1 计算依据 - 105 -

8.5.2 验算结果 - 105 -

8.6 使用阶段斜截面主压应力验算 - 110 -

8.6.1 计算依据 - 110 -

8.6.2 验算结果 - 110 -

8.7 使用阶段正截面抗弯验算 - 115 -

8.7.1 验算结果 - 115 -

8.7.2 验算结果 - 116 -

8.8 使用阶段斜截面抗剪验算 - 120 -

8.8.1 计算依据 - 120 -

8.8.2 验算结果 - 121 -

8.9 使用阶段抗扭验算 - 125 -

8.9.1 计算依据 - 125 -

8.9.2 验算结果 - 126 -

9 下部结构设计计算 - 133 -

9.1 设计资料 - 133 -

9.2 支座设计计算 - 133 -

9.2.1 选定支座平面尺寸 - 133 -

9.2.2 确定支座厚度 - 135 -

9.2.3 验算支座的偏转情况 - 136 -

9.2.4 验算支座的抗滑稳定性 - 136 -

9.3 盖梁设计计算 - 137 -

9.3.1 荷载计算 - 137 -

9.3.2 内力计算 - 146 -

9.3.3 截面配筋设计与承载力校核 - 147 -