橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)中期報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目：嫩江大橋連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院（系）交通科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)橋梁與隧道工程學(xué)生學(xué)號(hào)班號(hào)指導(dǎo)教師開題報(bào)告日期、中期報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：1論文工作是否按開題報(bào)告預(yù)定的內(nèi)容及進(jìn)度安排進(jìn)行；2.目前已完成的研究工作及結(jié)果；3 后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排；4. 存在的困難與問題；5. 如期完成全部論文工作的可能性。、中期報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在院（系）保存，以備檢查。指導(dǎo)教師評(píng)語：指導(dǎo)教師簽字： 檢查日期： 、研究方案及進(jìn)度安排，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo):表1進(jìn)度安排時(shí)間應(yīng)完成的內(nèi)容天數(shù)收集相關(guān)資料、熟悉設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、理論以及計(jì)算軟件202013. 橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)

2、件截面尺寸擬定，截面幾何性質(zhì)計(jì)算102013. 橋梁結(jié)構(gòu)初步有限兀建模， 計(jì)算恒載等各種作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析20預(yù)應(yīng)力鋼筋估算與配置，箱梁應(yīng)力與強(qiáng)度驗(yàn)算30橋墩設(shè)計(jì)10整理計(jì)算數(shù)據(jù)、繪制設(shè)計(jì)圖紙，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文30二、工作進(jìn)度1第一階段進(jìn)度：3.1在哈爾濱工業(yè)大學(xué)圖書館和數(shù)據(jù)庫中借閱、下載了開題報(bào)告中所列參考文獻(xiàn)；3.2 安裝 Midas Civil 、Auto CAD等軟件完畢；3.3認(rèn)真閱讀、熟悉和理解了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)內(nèi)容。2第二階段進(jìn)度：本階段完成了橋梁各截面尺寸的擬定，并計(jì)算出截面幾何特性。2.1各箱梁截面尺寸：主橋箱梁采用單箱單室斷面，主跨墩頂高度為 7.3m，跨中高度2.8m，其

3、間的梁高 在縱橋向按次拋物線變化，拋物線方程為 丫=，在Midas軟件中由于不能精確輸入方 程式，故只輸入了拋物線次數(shù)一，進(jìn)行近似計(jì)算。箱梁全寬12.75m,其中，底板寬6.25m,翼緣板長度為3.25m。翼緣板厚度分成 兩段變化，端部為0.2m，在距離端部2.8m處為0.50m,根部為0.95m,其間按直線變 化。底板與腹板相交處設(shè)置0.6m 0.3m的承托。箱梁的頂板厚度為0.3m；腹板在跨中35m范圍內(nèi)為0.50m,向支點(diǎn)方向依次過渡 為0.5m、0.6m、0.7m、0.85m； 底板厚度在跨中為0.30m,在墩頂根部為0.9m，其間 按次拋物線變化。據(jù)此，主要截面尺寸擬定如下：圖 1

4、箱梁跨中截面圖 2 箱梁橫隔板截面圖 3 箱梁墩頂根部截面圖 4 橋墩截面由于變截面過多，在 Midas Civil軟件中按其截面豎向高度在縱橋向按次拋物線 變化；底板厚度在跨中為0.30m,在墩頂根部為0.9m,其間按次拋物線變化，利用變 截面組功能在跨中截面與墩頂根部截面之間建立起變截面，在此不一一列出其截面尺 寸。共建立110個(gè)截面。2.2截面特性：在Midas Civil軟件的截面表格中可以查看所有截面的截面特性，為節(jié)省篇幅， 在此只列出幾個(gè)主要截面的截面特性。表2主要截面截面特性截面面積AsyAszIxxiyyIzzCypCymCzpCzm外周長內(nèi)周長跨中墩頂根部橫隔板橋墩表中Asy

5、( m2):單元局部坐標(biāo)系y軸方向抵抗剪力的有效抗剪面積。Asz( m2):單元局部坐標(biāo)系z(mì)軸方向抵抗剪力的有效抗剪面積。Ixx( m4):繞單元局部坐標(biāo)系x軸的扭轉(zhuǎn)慣性距。Iyy ( m4):繞單元局部坐標(biāo)系y軸的慣性距。Izz ( m4):繞單元局部坐標(biāo)系z(mì)軸的慣性距。Cyp (m :沿單元局部坐標(biāo)系+y軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離 Cym( n):沿單元局部坐標(biāo)系-y軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離 Czp( m：沿單元局部坐標(biāo)系+z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離 Czm(m：沿單元局部坐標(biāo)系-z軸方向，單元截面中和軸到邊緣纖維的距離外周長（m:截面外輪廓周長。內(nèi)

6、周長（m：箱型或管型截面的內(nèi)輪廓周長。3 第三階段進(jìn)度：3.1 邊界條件四個(gè)墩底處建立固結(jié)點(diǎn)，主梁兩邊跨端點(diǎn)處建立交接點(diǎn)圖 5 模型邊界條件162 個(gè)。3.2 建立節(jié)點(diǎn)： 169個(gè)；和單元：主梁單元 162個(gè)、橋墩單元 16 個(gè)，嫩江大橋 Midas 模型3.3 定義結(jié)構(gòu)組、邊界組、荷載組和鋼束組。3.4 結(jié)構(gòu)組：共定義了結(jié)構(gòu)組 70 個(gè)。1-0&1、2-0&1、3-0&1、4-0&1 結(jié)構(gòu)組為施工零號(hào)塊，各含 6 個(gè)單元；圖 6 1-0&1 、 2-0&1 、3-0&1 、 4-0&1 結(jié)構(gòu)組1-21-14 、2-22-14 、

7、3-23-14 、4-24-14 結(jié)構(gòu)組為其他懸臂澆筑的結(jié)構(gòu)，各含左右 對(duì)稱的 2 個(gè)單元；圖 7 1-21-14 結(jié)構(gòu)組1-橋墩、 2- 橋墩、 3-橋墩、 4-橋墩是橋墩的結(jié)構(gòu)組；圖 8 橋墩結(jié)構(gòu)組除此還定義了合攏段結(jié)構(gòu)組、左邊跨現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)組、右邊跨現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)組、總合 攏段結(jié)構(gòu)組、主梁縱梁結(jié)構(gòu)組和支承節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)組，在此就不一一列出圖示。3.4.1 邊界組：共定義邊界組 14 個(gè)。包括支承、左邊跨現(xiàn)澆段、右邊跨現(xiàn)澆段、臨時(shí)固結(jié)、永久支座和橋臺(tái)連接等。3.4.2 荷載組：共定義荷載組 114 個(gè)。包括與 1-21-14 、2-22-14 、3-23-14 、4-24-14 結(jié)構(gòu)組相對(duì)應(yīng)的掛籃 1

8、掛籃 13-8 和混凝土濕重 1混凝土濕重 13 荷載組共 33 個(gè)；“左邊跨合攏段掛籃 1”荷載組，次邊跨合攏段掛籃 2-1 、 2-2 、4-1 、4-2 荷載組， 中跨合攏段掛籃 3-1、3-2 荷載組，“右邊跨合攏段掛籃 5”荷載組共 8 個(gè)； “左邊跨合攏段混凝土濕重 1”荷載組，次邊跨合攏段混凝土濕重 2-1 、2-2 、4-1 、 4-2 荷載組，中跨合攏段混凝土濕重 3-1 、3-2 荷載組，“右邊跨合攏段混凝土濕重 5” 荷載組共 8 個(gè)；鋼束 1-011-14 、2-012-14 、3-013-14 、4-014-14 荷載組與 “合攏段鋼束 1” “合攏段鋼束 5”荷載組

9、共 61 個(gè)；另外，還定義了自重、二期恒載、邊跨合攏配重和次邊跨合攏配重荷載組共4 個(gè)。3.4.3 鋼束組：共定義鋼束組 18 個(gè)。3.5 靜力荷載為 Midas 模型添加施工時(shí)靜力荷載，包括自重、掛籃重、混凝土濕重、二期恒載、合 攏段配重、預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力等。3.5.1掛籃重：在Midas軟件中模擬掛籃時(shí)，采用的方法是將每一個(gè)掛籃對(duì)前一個(gè)已澆筑完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土單元產(chǎn)生的作用效應(yīng)等效為一個(gè)施加在前一單元 節(jié)點(diǎn)上的豎直向下集中力和彎矩。合攏段掛籃產(chǎn)生的集中力為，彎矩為，懸澆段掛籃 產(chǎn)生的集中力為，彎矩為，如下圖所示。圖9靜力荷載一掛籃重3.5.2混凝土濕重：在Midas軟件中模擬施工

10、階段混凝土濕重時(shí)，采用的方法是將每一個(gè)單元的混凝土濕重對(duì)前一個(gè)已澆筑完畢且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土單元產(chǎn)生的作 用效應(yīng)等效為一個(gè)施加在前一單元節(jié)點(diǎn)上的豎直向下集中力和彎矩。具體單元混凝土濕重和其產(chǎn)生的集中力、彎矩見下表。表3混凝土濕重作用效應(yīng)表單元號(hào)混凝土濕重kNM（ kN/m）單元號(hào)集中力kNM（ kN/m）單兀號(hào)集中力kNM (kN/m)單兀號(hào)集中力kNM (kN/m)圖 10 靜力荷載混凝土濕重3.5.3 二期恒載：二期恒載為施加在單元上的豎直向下均布力，圖 11 靜力荷載二期恒載3.5.4 合攏段配重：合攏段配重施加在 39、73、75、109 號(hào)節(jié)點(diǎn)上，為豎直向下的集中力和的彎矩圖 12

11、 靜力荷載配重3.5.5 預(yù)應(yīng)力鋼束的預(yù)應(yīng)力荷載：由于施工階段預(yù)應(yīng)力鋼束輸入工作尚未完全結(jié)束， 故預(yù)應(yīng)力荷載在此就不列出。3.6 移動(dòng)荷載：設(shè)置有兩車道，輪間距為1.8m，車輛類型按公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTGB01-2003 選擇CH-CD類型，建立了一個(gè)移動(dòng)荷載工況。3.7 定義施工階段：共 23個(gè)施工階段。圖 13 施工階段 1（ 8 天）圖 16 施工階段 4（ 8 天）圖 17 施工階段 5（ 8 天）圖 18 施工階段 6（ 8 天）圖 21 施工階段 9（ 8 天）圖 22 施工階段 10（8 天）圖 23 施工階段 11（8 天）圖 26 施工階段 14（ 15 天）圖 27 邊跨

12、合攏（ 8 天）由于后續(xù)施工階段的 Midas 模型在此難以區(qū)分不同，故不再列出有關(guān)圖示，僅給 出施工工期：解除邊跨臨時(shí)固結(jié)（ 1 天），次邊跨開始合攏（ 5 天），次邊跨合攏（ 8 天），中跨開始 合攏（ 5 天），中跨合攏（ 8 天），解除中墩臨時(shí)固結(jié)（ 1 天），二期荷載（ 10 天），使用 十年（ 3650 天）。3.8 各施工階段開始時(shí)，在恒荷載作用下產(chǎn)生的彎矩：圖 28 施工階段 1, 最大負(fù)彎矩為圖 31 施工階段 4, 最大負(fù)彎矩為圖 32 施工階段 5, 最大負(fù)彎矩為圖 33 施工階段 6, 最大負(fù)彎矩為圖 36 施工階段 9, 最大負(fù)彎矩為圖 38 施工階段 11, 最大負(fù)

13、彎矩為圖 37 施工階段 10,最大負(fù)彎矩為圖 41 施工階段 14, 最大負(fù)彎矩為圖 42 邊跨合攏 , 最大負(fù)彎矩為圖 43 解除邊跨臨時(shí)固結(jié) , 最大負(fù)彎矩為圖 44 次邊跨開始合攏 , 最大負(fù)彎矩為圖 45 次邊跨合攏 , 最大負(fù)彎矩為圖 46 中跨開始合攏 , 最大負(fù)彎矩為圖 47 中跨合攏 , 最大負(fù)彎矩為圖 48 解除中墩臨時(shí)固結(jié) , 最大負(fù)彎矩為圖49二期荷載，最大負(fù)彎矩為3.9縱向預(yù)應(yīng)力束估算與配置3.9.1配置原則縱向預(yù)應(yīng)力束的布置應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：i在正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求：荷載短期效應(yīng)組合下，截面上下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力；荷載標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合下，截面上下緣壓

14、應(yīng)力小于0.5 fii在施工階段，應(yīng)滿足短暫狀況正應(yīng)力的要求：截面上下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力；截面上下緣壓應(yīng)力小于0.7 f 'iii在承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)滿足正截面抗彎承載力的要求。一般來說，預(yù)應(yīng)力配置應(yīng)滿足i、ii條件，后驗(yàn)算條件iii 。若承載能力不足，可配置 一定數(shù)量的普通鋼筋。3.9.2按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求計(jì)算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足彈性階 段的應(yīng)力要求和塑性階段的強(qiáng)度要求。但由于受壓區(qū)面積較大，上、下緣的壓應(yīng)力不 是控制因素。為簡便計(jì)，可只考慮上、下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力的限制條件，即上緣ysMminWs0,下緣yx腎0(1)若最大彎矩Mma

15、x和最小彎矩Mmin異號(hào)，需在截面上、下緣均布置預(yù)應(yīng)力筋。設(shè)上緣預(yù)應(yīng)力筋為Ns，下緣為Nx，則由Ns、Nx產(chǎn)生的應(yīng)力為:上緣ys (比巴空)(叫血亙)，下緣 y AWsAWsyx(N_s Ns es)£ 心 e(A %( AWx將上式代入上下緣應(yīng)力控制條件得:N Mmax(exKx) Mmin(ex 心)(KsKx)(ese )NxMmax(Q Kx) Mmin(Ks 耳)(K sKx )(esex)式中,Ks、Kx為截面上、下核心距:ysKsWx/ A,Kx= Ws/ A，Ws= I /ys，Wxyx設(shè)每根預(yù)應(yīng)力筋面積為As，有效預(yù)加力為ns = Ns/ ( Asyxesexs，則

16、需要的預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)為:s) ，nx= Nx / ( As x)(2)只在截面下緣布置預(yù)應(yīng)力筋以抵抗正彎矩由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制:M maxoyx w 0xMmaxNx Nx exNxKsexyx AW<ii.由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制:Mmin 0ys0WsNxMminNx Nx ex巳 Kxys A Wxx(3)只在截面上緣布置預(yù)應(yīng)力筋以抵抗負(fù)彎矩i.由上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制:ysysM min 0WNs Ns esA %NsM minKxesysN sM 十essyxiii.由下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力控制:maxyxWNsNs0esNsmaxyxKs esAWX需要注意的是，此時(shí)計(jì)算內(nèi)力未考慮預(yù)加

17、力次內(nèi)力、混凝土收縮徐變的影響，而 預(yù)加力次內(nèi)力使跨中正彎矩增大，使支點(diǎn)負(fù)彎矩減小。因此，一般將跨中鋼束計(jì)算的 結(jié)果增大2030%而支點(diǎn)不變。施工階段預(yù)應(yīng)力筋估算公式與正常使用階段相同，但內(nèi)力取值不同。3.9.3按正截面抗彎承載力的要求計(jì)算為簡化計(jì)算，忽略實(shí)際存在的雙筋影響，按單筋截面計(jì)算。承受雙向彎矩時(shí)，可各視為單筋截面，分別計(jì)算。Fx 0: fcdbx N由內(nèi)力平衡得：M-cdsx0:fcdbx(h0 -) Md解得 x hoh2 2Md/fcdbcd得預(yù)加力 Ns fcdbx fcdb(h。,h 2Md/Gb)N s= f sd A S由上述步驟可以估算預(yù)應(yīng)力鋼筋面積，但由于本階段任務(wù)還未最終完成，故在此不列出估算鋼筋數(shù)量。三、后期擬完成的研究工作及進(jìn)度安排1 擬完成的研究工作（1）預(yù)應(yīng)力筋及非預(yù)應(yīng)力筋布置；（2）施