1。4 设计概述
本次连续钢构桥采用midas Civil软件设计计算,简要步骤[8]如下:
(1)查阅已建成桥梁的设计图纸并结合规范上的有关公式,拟定控制截面的几何尺寸,借助Midas Civil建立真实的连续刚构桥模型,模拟荷载作用和施工过程,计算出结构在不同荷载作用下的内力并按照相关规范自动组合,得到结构在最不利荷载作用下的内力包络图,再对预应力钢束进行初步估算;
(2)由单根钢束的面积估算出各截面的钢束数量,利用midas Civil的PSC设计布置和调整钢束的位置,再次进行施工阶段分析与计算;
(3)成桥模型施工阶段定义,并将估算出的钢束布置到成桥模型中,定义挂篮等施工荷载并添加,定义相应的预应力并添加,温度荷载添加,支座沉降添加等;
(4)根据已经定义好的荷载组合,进行正截面抗弯验算、使用和施工阶段应力验算以及变形验算;
(5)各项验算均满足要求,则设计通过。否则,需要调整钢束的位置和数量,再重复(2)-(5),直到各项验算均合格才结束。
预应力混凝土连续刚构桥的设计过程有两次正常使用极限和承载能力极限状态的组合。第一次组合是用来估算钢束总量,使用毛截面,而且忽略了次内力和施工荷载等,所以计算得到的钢筋束数是粗略的,只可供以参考。由于预加应力对混凝土的收缩徐变有较大的影响,估算钢束总量时,可以不考虑混凝土的收缩徐变。第二次状态组合是考虑预加应力和混凝土收缩徐变影响后,模拟桥梁结构在真实状态下的内力组合,用作各项验算。文献综述
预应力混凝土连续刚构桥主要采用挂篮悬臂施工和满堂支架施工这两种施工方法。首先,利用爬模和支架的方法对墩和零号块进行浇筑,然后向零号块两侧采用悬臂施工的方法对称施工。当进行到合龙段的施工时,利用满堂支架的方法浇筑边墩处的主梁,然后先边跨合龙,再跨中合龙。在整个施工过程中,桥体发生了体系转化[9]。合龙前是静定结构,合龙后是超静定结构。而且桥体在施工阶段,静力体系也在不断地发生变化,因为挂篮的移动和预应力的张拉在不断地进行。因此在用Midas Civil软件建模中需要对各个施工阶段进行准确地模拟,这其中包括定义边界条件,挂篮荷载的激活与钝化,合拢段配重、墩顶水平推力的施加、预应力筋的加载,尤其是边跨临时支座的种类与钝化时间,还有桥梁恒荷载会随着施工的进行而不断加大,活载和支座沉降等要在施工结束后添加的。桥梁的施工安全和耐久性需要得到保证,所以还要对桥梁模型添加不同的荷载组合作用,计算应力和变形。对于变截面的连续刚构体系,次内力的计算很复杂,所以需要借助Midas Civil进行电算。
1。5 毕业设计的目的和意义
毕业设计是本科培养的必修课,是专业知识和与专业有关理论进行结合应用的重要过程。通过该环节的推行,可以培养学生综合运用所学知识和理论的能力,是对学生在本科阶段学习效果的一次全面检阅;同时这一环节也是培养学生独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力的有效手段。有了本次设计的实践,学生不仅可以掌握运用计算机软件建模、作图、和计算的要领,而且对外文的阅读理解等能力得到了大大的提升。
2桥跨整体设计和施工
2。1 主梁结构尺寸设计
2。1。1 梁高尺寸设计
(1) 墩顶梁高:翻阅参考书[10]得,支点梁高与主跨之比为(1/15~1/20),本设计主跨为55m,故取3m。