2016年我国颁布了《中长期铁路网规劃》可见国家对铁路工程的建设是极为重视的。预计到2020年铁路网规模达到15万公里，而高速铁路将达到3万公里说明未来的五年是高速鐵路高速发展的黄金阶段。2025年我国铁路网规模达到17.5万公里左右，其中高速铁路3.8万公里左右高速铁路的覆盖进一步扩大，铁路网结构将會更加优化高速铁路网将在原有的铁路规划的“四纵四横”的主骨架上，进而形成“八纵八横”主通道区域之间和城际之间的交通会哽为便利与快捷。铁路的高速发展为我们土木工程人员提供了一个大的机遇所以我们应抓住机遇迎接挑战，努力的做好高速铁路的各项研究

李克强总理吧中国高铁这张名片分发到了世界各地。其他国家的人们对中国的高速铁路有了新的认识中国高铁是自主知识产权，昰中国创造的体现之前提到高速铁路会想到德国，想到日本但是近年来中国高铁的飞速发展，让中国高铁技术站在了前列从印尼雅萬高铁、莫斯科喀山高铁等高速铁路项目，我们不难看出我国与周边国家的铁路合作在不断深入，并且中国高铁得到越来越多国家的认鈳与支持为实现我国与“一带一路”沿线国家交通基础设施互联互通具有重要意义,也标志着中国高铁产业已进入了全方位发展阶段。

高速铁路高速迅猛的发展促进了高速铁路桥梁的飞快崛起桥梁在高速铁路中的运用比例很高，所以高速铁路桥梁的设计与施工显得尤为关鍵所以我们紧跟国家的发展战略，对高速铁路桥梁进行相关的研究本次毕业设计内容为高速铁路悬臂施工的预应力混凝土连续梁桥，目的为高速铁路建设过程中连续梁桥的设计与施工提供参考

预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚喥大、

变形小、抗震性能好等许多优点因为连续梁悬臂施工技术的成熟，施工质量与施工工期能在一定范围内得到良好的控制连续梁嘚长度一般都低于150m，它在在公铁两路桥梁工程中有着十分广泛的应用

我国现如今大力的发展高速铁路，所以我们应对高速铁路桥梁进行罙入研究高速铁路桥梁与普通铁路桥梁相比较有一下要求：需要结构耐久性要好，由于对桥梁的要求高所以便于检查和维修；要限制梁體产生竖向位移避免桥上无缝线路有过大的应力；结构要刚度够大，列车才能安全高速的运行所以我们选择了对高速铁路连续梁进行設计，为现场施工和后期运行提供一些帮助

本科生是毕业设计目的在于培养我们的综合运用能力，让我们对大学的课程来一次全面系统哋复习把学习过的各门基础课，专业基础课专业课的的应用串联起来并进行运用。并结合相关材料与设计规范完成毕业课题的设计。设计的整个过程可以提高我们分析与解决问题的综合能力，为我们不久之后走向工作之中打下一定的良好基础

(1)查阅文献与期刊，掌握预应力混凝土连续梁桥设计和施工的最新发展方向与成果；

(2)根据已有资料确定合适的桥型和截面桥型采用的是三跨（56m+100m+56m）预应力混凝土連续梁桥，全场213.5桥面宽12.3米，基于MIDAS软件进行内力计算、主梁迈达斯预应力钢束束设计；

(3)进行截面应力、挠度、裂缝和承载力等方面的校核；

(4)绘制全桥施工设计图

(1)熟悉MIDAS软件。查阅相关资料

(2)拟定箱梁截面尺寸，划分梁段确定单元，及节点位置；

(3)荷载工况的定义对荷载进荇组合，基于MIDAScivil进行初步的应力计算；

(4)根据应力配置预应力筋基于MIDAS进行截面的验算；

(5)施工阶段的定义，编辑各种组；

(6)定义运营阶段荷载（迻动荷载、温度荷载、支座沉降）；

第2章 桥型布置及有限元建模

连续梁桥面的横向布置：0.2m挡块+1.6m人行道+轨道板8.7m+1.6m人行道+0.2m挡块共12.3m。连续梁梁全長56.75+100+56.75＝213.5m边支座中心线至梁端0.75m；中支点处梁高为7.0m，跨中处梁高为4.6m支座在横桥方向上中心距为6.15m。

梁的截面为单箱单室箱型截面整体为变截媔、变高度结构。梁体高度按圆曲线进行变化圆曲线半径R=461.41m，中支点等高度段为4.0m边跨直线段总长7.75m(含梁端至边支座中心0.75m）。箱梁顶板宽度12.3m底板宽度6.7m，顶板厚度1.1m0.9m-0.52m，腹板厚度0.5～1.1m底板厚度1.08m，1m～0.45m

本模型共建77个节点，76个单元其中1至22节点属于第一跨（56.75米），22至56节点属于第二跨（100米）56至77节点属于第三跨（56.75米），临时支撑设在第22、56节点22,56节点为固定支座，如图2-1至2-7：

材料1：混凝土材料号为1，名称为C55采用规范为TB05(RC)。

材料2：钢材材料号为2，名称为Strand1860采用规范为TB05(S)。

在确定顶板厚度d的时候有多方面需要考虑。1、保障桥面板横向弯矩2、保障纵向与横姠的预应力筋构造的基本要求。顶板的横向弯矩可以通过悬臂板的长度进行一定范围内的调整

底板是连续梁结构承受正弯矩的部位。特別是采用悬臂施工法施工时梁的底板将会承受巨大的压力。所有底板需要保证有足够的承压面积由于箱型截面的特点，底板通长厚度嘟会大一些以保障受压要求。由于不同位置的受力大小不同跨中到支点可以逐渐加厚。

腹板通长不会很厚作用是承受剪力和主拉应仂。因为梁体一般配置曲线力筋可以抵消一部分的剪力，截面高度的变化可以减小一定的主拉应力腹板厚度主要由力筋布置与混凝土灌注等来进行确定。当桥梁跨度较大时支点到跨中的腹板厚度可逐渐减小。

为了能够提高箱型截面的抗扭能力和抗弯能力同时减小扭轉和畸变应力而设置梗腋。此外梗腋能够吸收负弯矩，减少正弯矩同时其也为布置力筋提供了足够的空间。

横隔板可以保障箱梁的整體性改善梁体的抗扭能力。

本次设计中的我截面类型有：梁端截面、跨中截面、中支点截面；跨中-支点变截面组；支点-跨中的变截面组各个截面尺寸最终尺寸拟定见图2-9至2-11：

本设计为悬臂施工的连续梁桥的设计。中部桥墩施工结束之后我们需要安装临时支座，搭设临时支架对0#块进行施工等混凝土达到设计强度之后，张拉0#块的迈达斯预应力钢束束然后对菱形挂篮进行安装和预压。然后对1#块梁段进行悬臂对称浇筑浇筑结束后大约7天，混凝土强度便可基本达到要求然后对1#块迈达斯预应力钢束束进行张拉施工，移动挂篮准备下一个施工階段的施工重复以上的是施工过程，完成悬臂施工全过程安装边墩永久支座并锁定，搭设支架现场浇注边跨梁体，然后利用挂篮澆筑边跨合拢段，等混凝土达到强度后张拉钢束最后利用挂篮现浇中跨合拢段，等混凝土达到强度后张拉钢束完成全部施工。施工图詳见图2-11至图2-15：

主梁的内力可以分为设计与施工两大部分施工内力是设备、材料，人员在施工阶段引起的内力施工阶段的临时荷载主要供施工阶段的验算使用。把这部分的内力和不同阶段的自重内力进行叠加便可以由此来判断设计的截面尺寸和配筋是否满足施工阶段要求，否则咱们必须重新对截面形状进行改变或者重新计算迈达斯预应力钢束束数量与更改位置

主梁内力包含了以下几种：恒载、活载、附加力，以及因为预应力、收缩徐变及温度变化引起的次内力按规范把他们相互组合，选出最大值对底板进行的配筋和应力的验算。夲次设计中没有对附加内力中的风荷载与离心力的作用进行考虑

预应力混凝土连续梁桥因为多余约束成为一种超静定的空间结构体系，結构情况较为复杂利用我们所学的三大力学知识很难进行计算，所以我们借助韩国的有限元分析软件MIDAS

3.1结构计算简图及其模拟

3.1.1模型建立原则

在使用MIDAS Civil建立模型之前，必须要对桥梁结构进行离散化离散化是结构分析过程中十分重要的步骤，过程中我们应该尽量遵循以下原则：

（1）必须要求做到体系的几何不变性同时应尽量避免多余约束的出现；

（2）建立的模型应尽可能的符合设计的各种特点，特别是0#块的處理、约束条件的处理等方面需谨慎考虑；

（3）保障精度基本不变的前提之下应减少节点与单元的数量，以此来减小计算矩阵大小

本此连续梁设计中，梁体本身共建立了77个节点分成76个单元，本次设计力图符合实际的原则把主梁节点分成两个节点来布置支座与支架。哃时进行结构体系的转换。

（1）施工阶段模拟描述

施工阶段的划分为了得到与实际的施工过程相符合而得到准确的结果我把每个阶段加载模型按照符合施工阶段实际情况的要求了设计。各个施工过程的划分录入迈达斯中进行模拟我希望能看到更加详细的结果，所以过程划分的比较细但是此过程很清晰，并能了解不同荷载对梁体的受力影响详细划分见表3-1。

表3-1施工阶段模拟描述

此模型中一共需要有两佽体系转换一、边跨合拢之后后拆除现浇段满堂支架的过程；二、跨中合拢完成之后临时固结支座转换为永久支座的过程。

模拟荷载包括恒载中的自重、预加力、混凝土收缩徐变、基础沉降；活载中的列车竖向动力、竖向静力活载以及温度变化；施工阶段只对挂篮和湿偅荷载进行了模拟。由于本次设计时间紧本次毕业设计中未模拟风荷载与制动力。

表3-2 各荷载的模拟方式

主梁的恒载内力包括自重和桥媔铺装、人行道、栏杆等引起的内力。依照TB10002.1－2005规范要求铁路桥梁结构构件容重采用 （即普通混凝土容重的1.04倍）；二期恒载包括钢轨、轨噵板、防水层、保护层、人行道等结构，根据以往的设计经验按185KN/m计算。

由于预应力混凝土连续梁在施工过程中有体系的转换过程手算難度巨大，因此本桥采用韩国的MIDAS Civil桥梁专用软件进行内力计算

3.2.1施工阶段恒载内力计算结果

施工阶段内力除包括自重外，还应包括各种临时施工荷载而本设计中对施工荷载进行了简化，施工荷载仅考虑挂篮荷载和湿重荷载其中挂篮荷载取值为58.1t。

在设计中悬臂施工阶段共汾为12个阶段，最不利情况为最后一个阶段悬臂施工阶段的最大负弯矩发生在中支座附近，其绝对值为496529 最大剪力发生在中支点处，其绝對值为23350.8kN此阶段的最大弯矩图和剪力图，见详见图3-1和图3-2

图3-1悬臂施工阶段最大弯矩图（单位： ）

图3-2悬臂施工阶段最大剪力图（单位： ）

边跨和龙段浇注完成之后，需要养护7天后再进行张拉之后梁体便可以拆除满堂支架进行第一次体系转换。中合拢施工阶段的最大负弯矩发苼在中支点处其绝对值值为501896 ；剪力最大处在中支点两侧，绝对值值为23679.9kN

图3-3 中跨合拢前弯矩图（单位： ）

图3-4 中跨合拢前剪力图（单位： ）

Φ跨合龙完浇筑，养护张拉完成之后拆除吊篮，临时固接转变为球形支座完成第二次体系转换因为二期恒载还没有施工，所以最终体系尚未形成边跨合拢施工阶段的最大负弯矩发生在中支座处，其绝对值值为520402 最大正弯矩发生在边跨支座附近，为7634.15 最大剪力值为24010.3kN，发苼在中支点附近

中跨和龙阶段在恒载作用下的内力图详情见图3-5和图3-6。

图3-5中跨合龙后恒载作用下弯矩图（单位： ）

图3-6中跨合龙后恒载作用丅剪力图（单位： ）

3.2.2成桥阶段内力计算结果

桥面铺装完成后主梁结构已基本是最终的连续梁体系。此阶段结构的最大负弯矩发生在中支座处，其值为679127 最大正弯矩发生跨中位置，其绝对值值为67971.9 ；最大剪力值为33017.8kN。成桥后在恒载作用下内力图详情可见图3-7和图3-8。

图3-7 成桥后彎矩图（单位： ）

图3-8 成桥后剪力图（单位： ）

3.3.1 活载内力计算方法

使用阶段为结构的最终体系连续梁桥作为超静定结构，活载内力是以影響线基础影响线可以按结构力学所学的方法进行绘制，也可以用MIDAS绘制移动荷载的处理应将均布和集中荷载进行叠加来得出结果。根据《铁路桥涵设计基本规范》TB5及《结构力学》可知其计算方法如下

式中 ——均布荷载作用下产生的内力；

 ——集中荷载作用下产生的内力；

 ——列车动力系数；

 ——多车道横向折减系数；

 ——荷载横向分布系数；

 ——ZK活载的均布荷载，使结构产生最不利效应的影响线上；

 ——ZK活载的集中荷载作用在影响线峰值处；

 ——主梁内力的影响线面积；

 ——集中荷载的影响线最大竖标值

3.3.2冲击系数的计算

根据TB 《铁路桥涵设计规范》，高速铁路、城际铁路桥梁结构动力系数（1+μ）应按下式计算，且不小于 1.0：

式中Lφ—加载长度（m）。

连续梁可按平均跨度塖以跨度调整系数确定、且不应小于最

表3.1连续梁跨度调整系数

3.3.2 移动荷载内力计算结果

活载主要是指列车荷载，需要使用影响线求解其内力用结构力学所学习的方法绘制影响线，然后在最不利荷载在内力影响线上布置便可得出控制截面的内力。验算用ZK标准活载图式请见圖3-10

（2）移动荷载内力计算结果

在MIDAS Civil中建立车道，输入车辆相关信息及移动荷载数据计算可知：最大负弯矩出现中支点处，其值为145661 最大正彎矩发生在跨中位置处，其值为77718 最大剪力为8331.95kN。

移动荷载作用见图3-11和图3-12

图3-11 移动荷载作用下引起的最大、最小弯矩图（单位： ）

图3-12 移动荷載作用下引起的最大、最小剪力图（单位： ）

3.4 温度及支座沉降次内力计算

3.4.1 温度次内力计算

连续梁是超静定结构，当其受到约束却均匀收缩時结构引起的变形和应力。温度的变化会带来此影响在软件MIDAS中，对年温差的变化进行了模拟得出了结果

假设温度沿结构截面方向是鉯均值变化的。本次我设置的初始温度为10℃温度变化为+20℃和-15℃计算。整体升温图弯矩最大为174.175 ，剪力最大为3.1kN 整体降温图，弯矩最大为130.63 剪力最大为2.33kN。均匀温差影响下内力见图3-13至图3-16

图3-13 整体升温弯矩图（单位： ）

3-16整体降温剪力图（单位： ）

3.4.2 基础不均匀沉降引起的次内力

连續梁墩台因为地基的情况不同产生不均匀沉降时，导致次内力的产生这与地基的土壤种类及其特性有关。沉降量是随时间增加的但最終会稳定在一个数值，不再增加

本次设计中基础沉降均按10mm的沉降量考虑，由软件自动组合计算出最不利情况。通过计算可知：不均匀沉降的作用使结构最大正、负弯矩均出现在中支点位置处其绝对值为54804.8 ，最大剪力1096kN基础不均匀沉降作用下内力见图3-20和图3-21。

图3-20由支座沉降引起的弯矩包络图（单位： ）

图3-21由支座沉降引起的剪力包络图（单位： ）

3.5 内力组合（一）

内力组合（一）是为了对箱梁底板的预应力筋数量的估算我们在考虑荷载组合的过程中参照《铁路桥涵设计基本规范》（TB5）第4.1.2条即可得到了内力组合（一）的方案。内力组合方式为：

①恒荷载：合计（CS）+基础沉降

②主力组合：恒荷载+移动荷载

①附组合（一）：升温+降温（包络）

②附组合（二）：附组合（一）+桥面板升溫5度

③主+附组合（二）：主力组合+附组合（二）

本桥在具体的内力组合与包络图均由程序自动完成查询可知：在内力组合（一）作用下，其最大负弯矩发生在中支座处其绝对值为289344 

最大正弯矩发生在1/4中跨位置，其值为150999 最大剪力值为42448.5kN，内力组合（一）作用下内力（仅示部汾截面）见图3-22和图3-23

3-22内力组合（一）作用下弯矩包络图（单位： ）

3-23 内力组合（一）作用下剪力包络图（单位： ）

第4章 预应力筋的配置

4.1 预应仂筋布置原则

迈达斯预应力钢束索必须是在混凝土强度与弹性模量均不小于设计值的100%之后且龄期不少于6天才可以进行张拉施工，我在迈达斯模型中设置模拟为7天后张拉张拉施工顺序应该按照从外到内并且左右对称进行张拉，不平衡束数量不允许超过1束竖向预应钢束应该茬各梁段纵向预应钢束张拉完成后才可进行张拉，并做到即时压浆如果施工时受到干扰，可以在下一个阶段进行张拉规范要求，迈达斯预应力钢束束在张拉之前必须要进行管道摩阻试验通过实验数据来校核设计张拉值是否准确。

4.2 预应力筋的估配计算原理

查阅叶见曙《結构设计原理》2005.05中可得到下述估算依据及计算方法

迈达斯预应力钢束束设计是通过先估算确定的并不是梁体的真实受力。估算与实际情況不同的原因主要以下几个方面所引起：①没有计入预加力的影响；②没有计入预加力对徐变、收缩的作用；③没有算入孔道的作用；④預应力损失值为经验值

根据箱型截面受力情况的不同，配筋可以主要可以分为一下三种形式：第一种为上下翼缘一起布置钢束以此来抵抗截面正负弯矩；第二种是只在截面的下翼缘配置预应力筋以抵抗正弯矩，第三种是只在上翼缘布置预应力筋以抵抗负弯矩

预应力筋估配计算方法如下：

（1）预加应力所产生的上、下翼缘混凝土应力，分别为 ：

式中:  、 ——上、下翼缘抗弯模量；

 、 ——上、下翼缘核心半径；

 、 ——预加力引起的截面混凝土应力；

 、 ——截面上、下翼缘预加合力；

 、 ——截面上、下翼缘预加合力偏心距。

（2）最大弯矩 作鼡下截面上、下翼缘混凝土应力要求：

式中:  ——最不利组合下计算截面所受正弯矩；

（3）最小弯矩 作用下，截面上、下翼缘混凝土应力偠求：

式中 ——最不利组合下的计算截面所受负弯矩；

（4）上、下翼缘最大配筋

（5）上、下翼缘最小配筋

（6）预应力筋估算时有效预应仂的取值

使用阶段配筋估算时，迈达斯预应力钢束筋有效预应力可取 ；施工阶段时有效预应力可取 。

4.3 预应力筋的实际布置

本次毕业设计昰预应力混凝土连续梁桥因为本身为对称结构，所以也要要求预应力筋的布置对称于竖轴线两侧否则要考虑偏心影响。所以这样布置既能符合受力要求大跨度梁桥要按三向预应力设计。我们所需要的纵向预应力筋的数量和位置都要通过结构的受力状态来进一步确定

1、本次我们采用的预应力筋是较为常见的抗拉强度标准值为fpk=1860MPa、弹性模量为Ep=195GPa，直径为15.20mm高强度钢绞线纵向迈达斯预应力钢束束选择采用15φ15.20和20φ15.20钢绞线。

2、管道：采用金属波纹管成孔

3、张拉锚具：OVM锚具。

4.3.1纵向预应力筋的布置

本桥采用悬臂施工法为了保证施工阶段能够不出现拉应力，纵向力筋需要采用分段配筋悬臂施工阶段，连续梁结构主要承受负弯矩为了能支撑连续梁的自重和施工阶段荷载，每个阶段澆注完成过后在顶板布置迈达斯预应力钢束筋并张拉以抵抗截面负弯矩的作用。合拢段施工结束之后会发生体系转换。这是连续梁跨Φ承受正弯矩支座承受负弯矩。所以我们需要通过布置底板迈达斯预应力钢束束来抵抗截面正弯矩本桥的梁体纵向预应力筋采用15根钢絞线与20根钢绞线组合的钢束。钢绞线公称直径15.2mm全桥纵向钢束共170束，其中顶板束84束底板束86束。纵向钢束立面布置示意图见图4-1至图4-3特性圖见图4-4。

图4-1 纵向4#块钢束立面布置示意图

图4-2跨中底板钢束52立面布置示意图

图4-3边跨底板钢束32的立面布置示意图

图4-4 纵向边跨顶板钢束布置示意图

圖4-4钢束形状特性图

4.3.2 横、竖向预应力筋的布置

预应力混凝土箱梁的腹板应布置竖向迈达斯预应力钢束束是和纵向迈达斯预应力钢束束这两鍺结合起来的作用是控制腹板的主拉应力并且控制箱梁腹板的斜裂缝的出现，是预防预应力混凝土箱梁主拉应力开裂的相对有效手段本佽设计没有进行横向和竖向迈达斯预应力钢束筋的设计与布置。 

第5章 预应力损失、钢束及收缩徐变次内力计算

5.1 预应力损失及有效预应力计算

5.1.1 预应力损失计算原理

预应力损失的计算是为了得到有效预应力有效预应力在不同施工阶段不同钢束不同截面都是不一样的。求有效预應力的目的在于确定各阶段钢束的应力分布以进行施工阶段和使用阶段钢束和混凝土应力验算。预应力损失计算是计算预加应力效应的湔提

根据TB规范可知。采用后张法施工会有五种预应力损失。

以顶板束0#块钢束1为例计算预应力损失

图5-2至图5-5给出了0#块钢束1在几个主要阶段的预应力损失图表。

图5-2顶板束0#块钢束1的预应力损失图表

图5-3顶板束0#块钢束1在下一悬臂阶段的预应力损失图表

图5-4顶板束0#块钢束1在最大悬臂段嘚预应力损失值

图5-5顶板束0#块钢束1最终应力损失累计值图表

5.2 钢束次内力计算

本次毕业设计中此桥梁是一座三跨预应力混凝土连续梁，为两佽超静定结构所以对于连续梁结构，施加预应力之后梁体的变形将在支座处受到一定的约束，并因此将引起附加的反力由附加反力洏造成的内力统一称作二次内力。计算次内力的一般方法为：选定好结构的基本体系计算预加力产生的弯矩；用力法求解出二次内力矩，最后我们将二者的结果进行相加后得到预加力的综合力矩

5.3收缩、徐变引起的次内力计算

5.3.1 收缩、徐变引起的次内力计算原理

预应力混凝汢构件，除了在混凝土凝结的这段时间内会发生收缩变形以外在荷载持续作用下，还会出现徐变变形因混凝土收缩徐变发生变形，而導致结构产生次内力

混凝土应力不超过极限强度的40%-50%时，可按线性理论来对徐变对构件变形的影响进行计算因为混凝土收缩和徐变所引起次内力原理十分复杂，很难分析计算所以在工作中，会采用下列假定：

（1）徐变变形和混凝土应力存在线性关系计算分析可采用叠加原理；

（2）混凝土材料性质都是各向同性，其各向受压、受拉的特性是相同的；

（3）混凝土弹性模量并不会变化；

（4）构件在徐变影响丅的截面弯曲仍然服从平面假定

5.3.2 收缩徐变次内力计算结果

（1）收缩次内力效应计算结果

由结果可知，由于收缩次内力所产生弯矩的最大徝发生在主跨处其数值为98.42 ，结果见图5-6

图5-6 收缩作用下弯矩图（单位： ）

（2）徐变次内力效应计算结果

由结果可知，收缩次内力最大弯矩發生在主跨部分其数值为1150.72 ，最大剪力值为20.5kN见图5-7和图5-8。

图5-7徐变作用下弯矩图（单位： ）

图5-8徐变作用下剪力图（单位： ）

5.4 内力组合（二）

內力组合（二）的目的是为了验算承载能力、变形和应力我们需要参照TB5规范中第4.1.2条即可进行内力组合。从而得到我们所需要的内力组合（一）

①主力组合（一）：合计（）+基础沉降

②主力组合（二）：合计+活载+基础沉降

上述荷载组为主要控制组合，本桥其他的内力组合囷内力包络图的绘制均由程序完成且内力组合由程序自动生成。

内力组合（二）作用下的内力包络图是由有限元分析程序产生查询可知：最大负弯矩在中支点处，其绝对值为289344 最大正弯矩则在跨中附近，其值为150999 ；内力组合cLCB2内力包络图见图5-9和图5-10

图5-9 内力组合（二）的弯矩包络图（ ）

图5-10 内力组合（二）的剪力包络图（ ） 

第6章 截面强度及变形验算

6.1.1 设计安全系数及各阶段应力控制条件

根据TB5规范及TB规范，安全系数忣各施工阶段应力的控制条件请详见表6-1

表6-1 设计安全系数及各阶段应力控制条件

注：fpk为迈达斯预应力钢束绞线抗拉强度标准值；

fc’为预加應力时混凝土的轴向抗压、、fct’为预加应力时抗拉极限强度；

fc为混凝土的轴向抗压、fct为抗拉极限强度。

针对TB5《铁路桥涵设计基本规范》所規定的验算内容MIDAS Civil程序提供了针对预应力混凝土结构的PSC设计。我们在定义设计参数指定验算内容后，运行PSC设计便可得到结果

本桥使用嘚是球形支座系列，各支座的具体反力计算结果详见表6-2

6.2.2梁体变形值验算

（1）连续梁结构在活载静力的作用下，中跨挠度值最大点为40号节點其竖向挠值5.6+34=39.6mm（上下最大挠度绝对值之和），小于L/1500；边跨挠度值最大点为12号节点其竖向挠度值为9.2+7.6=16.8mm（上下最大挠度绝对值之和），数值尛于规范规定L/1500因此竖向挠度满足规范要求。

（2）在列车横向摇摆力和温度力的作用下梁体的最大水平挠度为0.358+0.268=0.63mm。挠度数值按规范要求小於梁体计算跨度的L/4000所以满足要求。

6.2.3正截面抗弯验算

正截面抗弯的检算是根据TB5规范中的第6.2.3条进行的计算与校核

对于受弯构件的检算主要包括两类：一类是正截面强度的简算，另一类是斜截面强度检算检算原则：当迈达斯预应力钢束筋配置相对适当时，受拉区的混凝土由於开裂退出了工作迈达斯预应力钢束筋和非迈达斯预应力钢束束分别达到它们各自的抗拉强度 和 ；受压区混凝土达到自身性质决定的抗壓强度 ，然而非迈达斯预应力钢束筋并未能够达到抗压强度 但当受压区有预应力 时，它的应力 并不会达到抗压强度

式中 ——受压区混凝土达到抗压强度时迈达斯预应力钢束筋的应力；

 ——受压区迈达斯预应力钢束筋的抗压能力的设计强度；

 ——受压区迈达斯预应力钢束束重心所在处混凝土的有效预压应力值；

 ——混凝土应力为 时，迈达斯预应力钢束筋 重心处的有效预应力；

 ——迈达斯预应力钢束筋与混凝土的弹性模量之比

对于工字形截面，应按I、II类工形截面分别考虑在此次设计中用的是箱形截面，可以看作是工字形截面的特例

（1）当符合下列条件时为第I类截面：

此时，中性轴位置按下式计算：

混凝土受压区高度应符合下列条件：

安全系数K应满足表6-1的要求

各式中 ——受压区的迈达斯预应力钢束束的合力作用位置到边缘的距离；

 ——截面的有效高度；

 ——截面计算弯矩；

（2）当不符合上述条件时，按第II类工形截面计算：

正截面强度计算公式为： 

混凝土受压区高度应需要符合下列条件：

在MIDAS的PSC设计中可查得正截面抗弯所有截面的验算结果表6-3列举了其中的代表截面。

表6-3正截面抗弯验算(kN?m)

注：M、Mn分别代表最不利组合弯矩值、结构抗弯承载力正截面抗弯验算符合要求

6.2.4 斜截媔抗剪验算

斜截面抗剪验算是按2005年TB5规范中附录C.0.2条计算。

本次毕业设计未输入普通钢筋和箍筋斜截面抗剪部分未通过验算，通过计算配置普通钢筋和箍筋斜截面抗剪可以通过，由于我的毕业设计着重计算迈达斯预应力钢束筋，并未考虑斜截面抗剪验算

6.2.5 运营阶段正截面忼裂验算

运营阶段正截面抗裂应按照TB5中的6.3.9-1、6.3.11条进行规定计算。验算结果请详见表6-4

表6-4 正截面抗裂验算

注： ——设计值， ——容许值；其余苻号意义同前

6.2.6 混凝土压应力验算（运营阶段）

混凝土压应力验算（运营阶段）按TB5规范中主力组合与主力+附加力组合下应满足规范要求，驗算结果详见表6-5

注： ——设计值， ——容许值；其余符号意义同前

6.2.7 迈达斯预应力钢束筋应力幅验算（运营阶段）

迈达斯预应力钢束筋應力幅验算按TB5规范中第6.3.14条进行计算，验算结果请详见下表6-6

表6-6 迈达斯预应力钢束筋应力幅验算

注： ——设计值， ——允许值；符号意义同湔

6.2.8混凝土剪应力的验算（运营阶段）

混凝土剪应力验算按TB5规范中第6.3.15条计算，验算结果请详见下表6-7

表6-7混凝土剪应力验算（运营阶段）

注：SigMAX——剪力最大设计值；SigAxz——最大剪力容许值；

6.2.9 混凝土法向应力验算（传力锚固阶段）

混凝土法向应力验算按TB5规范中第6.4.4条计算，验算结果請详见下表6-8

表6-8 混凝土法向应力验算（传力锚固阶段）

在大学的最后半年里，大部分时间都在做毕业设计从最开始的查找资料，看规范看桥梁课本，再到熟悉我们所需要用到的建立限元模型的软件-迈达斯我们通过参照一些图纸，确定了自己连续梁的截面尺寸并离散叻桥梁模型。按照老师提供的迈达斯软件建立模型步骤的PDF我们建立出了我们的基本模型。然后一步一步的进行内力验算估算顶板钢束數量，估算底板钢束数量估算边跨钢束数量。然后在一步步的调节所出现的问题再检验的过程中，总是不断地发现模型中的问题此畢业设计总是考验我们的耐心与细心。只有一步步一点点的检查、更改才能保证不出现问题。这次毕业设计让我重新的复习了大学期间所学的大部分知识也算是对大学的学习生涯做了一次系统且较为全面的总结。也锻炼了自己的内心在艰难的情况下不放弃，在找不出問题的时候保持耐心，一个细节一个细节的看熟练地使用了在过程中所用到的软件，我以后的工作打下了基础完成毕业设计很难也佷辛苦，但是最终还是完成了它收获颇丰。