civil的2×23m钢筋混凝土箱型截面简支梁桥设计23510.pdf

摘要 桥梁在我们生活中是不可缺少的一部分，作为主要的通行方法因此桥梁的修建也变得越来越重要。桥梁的施工工艺、类型选取、地质调查等是修建一座桥梁所必须考虑的条件。在本文中，我们简单分析了当今世界桥梁发展的现有状况以及国内发展的前景与不足。其次迈达斯软件对设计模型进行分析并对其进行配筋计算。文中主要是以迈达斯软件的实际应用与箱梁桥模型桥的建立为主，最后通过对数据的分析计算完成箱梁桥的配筋。关键词:桥梁 迈达斯 配筋 施工工艺 地质 Abstract Bridges are an indispensable part of our life.As the main means of transportation,the construction of bridges is becoming more and more important.The construction technology,type selection and geological survey of a bridge are the conditions that must be considered in the construction of a bridge.In this paper,we briefly analyze the current situation of Bridge Development in the world and the prospects and shortcomings of domestic development.Secondly,Midas software analyses the design model and calculates the reinforcement.This paper mainly focuses on the practical application of Midas software and the establishment of box girder bridge model.Finally,the reinforcement of box girder bridge is completed through the analysis and calculation of data.Keyword：Bridges MIDAS Reinforcement geology construction technology 目录 第一章 绪论.4 1.1 引言.4 1.2 国内与国外桥梁发展的相关状态.4 1.2.1 世界整体发展状态.4 1.2.2 国内的发展.5 1.2.3 国内桥梁发展的前景.6 1.3 研究内容.7 1.4 箱型梁桥施工的注意事项以及优缺点.7 1.5 有关本次箱梁桥设计的相关信息.7 第二章 工程地质的相关调查.9 2.1 调查施工地点地址条件的原因.9 2.2 相关调查.9 2.2.1 地形地貌.9 2.2.2.地下水与地表水.9 2.3 方案的筹备.9 2.3.1 方案选择的原则.9 2.3.2 桥梁方案的初选择.9 第三章利用 Midas/civi 软件进行模型建立.10 3.1 箱梁桥的相关资料.10 3.2 关于迈达斯软件的相关应用.11 3.2.1 箱梁桥的设计尺寸.12 3.2.2 模型的建立.12 第四章 利用 Midas/Civil 软件提取数据并配筋.17 4.1 运行模型，并进行分析.17 4.2 相关数据的提取.17 4.2.1 自重作用下相关数据的提取.17 4.2.2 二期荷载作用下的相关数据.18 4.3 箱型梁截面的配筋计算.19 第五章 总结.23 第一章 绪论 1.1 引言 在国际交通发展中，桥梁建设作为交通线路的重要一环，则更加体现了桥梁建设与发展的重要性。在交通路线的修建过程中，桥梁的应用解决了许多复杂地形的交通问题，例如山地，河流，峡谷等等。在桥梁的发展历程中，桥梁的作用由最初的简单堆建，都后来的使用广泛，人们对于桥梁的需求不断增加，对于桥梁的功能性，稳定性，美观性也提出了越来越高的要求。桥梁的材料也随着科技的发展有着日新月异的变化，从最开始的石头、树木，都后来的铁、混凝土、钢材等。桥梁材料的不断创新，也预示着国家科技水平的不断加强，综合国力的提升。桥梁的种类随着桥梁发展也发生着日新月异的变化 1.2 国内与国外桥梁发展的相关状态 1.2.1 世界整体发展状态 在世界桥梁的发展历程中，科学研究实力与国家的经济实力水平无时无刻不再影响桥梁的发展。而对于我国，在我国的桥梁发展中，我们历史上也有这当时很具有代表性，或者创新性的诸多桥梁，但在近代历史中，我们对于新兴桥梁的起步明显晚于国外发展，所以我们对于国外桥梁的发展应当努力学习，取其精华去其糟粕。在不断地学习创新中努力去发展桥梁的修建方法，以便于适应国内复杂多变的地理环境。桥梁出现的初衷，是人们在面对例如河流、山谷等复杂的地理环境时的一种应对方法。因此桥梁最初的发展，人们大都是考虑很小的因素并未对于桥梁的结构、造型、材料等因素并没有太多重视。因此最初桥梁的出现，大多数是以石头、木料为材料，考虑到当时桥梁的应用并未有什么较大跨度并且材料十分容易寻找的打磨。木石曾有很长的一段时间作为了桥梁修建的主材料。而后随着桥梁应用的不断增加，桥梁修建所需要适应的跨度不断增大，人们意识到桥梁的材料需要发生变化，木石的材料在面对以后的桥梁时具有着更大的局限性，因此在科技并不发达的同时，人们开始在选取新材料的同时，对桥梁的结构展开了研究，以便于桥梁的修建能够适应更多的环境变化。而后随着科技水平的不断增加，人们在开发出更多新材料的同时，对于桥梁的研究也并未停止，并且不断尝试更多的材料是否适应与桥梁的修建，使得桥梁的发展得以飞速增长。越来越多的新桥梁如雨后春笋般的喷涌而出。除此之外，近代桥梁的飞速发展除了得益于诸多新材料的创新之外，桥梁结构的不断研究也为桥梁的发展有着巨大作用。在材料、工艺、跨径得到了飞速的发展的同时，也使得桥梁在跨径以及适应能力方面有着日新月异的变化。纵观国外桥梁的发展，国外桥梁的跨径是其飞速发展的重要体现方面之一。从最开始的小跨径，到后来的中跨径、大跨径。桥梁跨径的不断刷新，所证明的不单单是一个国家在桥梁方面的成就，更是体现了一个国家在经济、政治、文化、科研等多个领域的杰出能力。桥梁跨径的不断刷新，所象征着人民需求的不断增加，人们对于环境的适应能力逐步增强。桥梁跨径的不断突破，也象征着桥梁施工方法的不断革新。从最开始人们利用简单工具及原理修建，到都来利用机械、电脑以及更加先进的修建方式。这些都离不开桥梁施工方法的创新。古人云“工欲善其事必先利其器”，桥梁施工方法的不断创新是这句话的重要体现方面之一。对于这些施工方法的体现，例如无需大型起吊设备的现浇法、施工快，有效利用劳动力的预制安装法、施工过程中不影响交通情况的悬臂施工法以及利用地形甚至作为大跨径桥梁的常用施工方法的转体施工法等等。这些施工方法的不断出现，为桥梁的发展起到了至关重要的作用，对于这些施工方法的涌现，也从另一方面体现了人强大的适应能以及创新能力。随着桥梁跨径的不断增加、桥梁方法的不断创新以及桥梁材料的不断发现，人们从最开始对桥梁的要求，也从实用性逐步提高，对于桥梁的美观性也有这越来越高的要求，在这其中在美观性与实用性相结合方面，涌现了许多具有代表性的桥梁，例如位于法国的米洛大桥、国内的港珠澳大桥以及曾在哈利波特中出现的位于苏格兰的格兰芬南高架桥。1.2.2 国内的发展 回首国内的桥梁发展，在我国古代我们也有这诸多在当时有着代表性的桥梁。例如位于赵县的赵州桥，赵州桥当时作为石拱桥修建，采用当时独特的“敞肩式”设计，不仅仅解决了桥下河流涨水时的排水问题，更是当时十分具有突破性的技术。但是因为历史因素使得我国没有加入世界桥梁发展的大桥，因此在世界桥梁发展的飞速时期，我国错失良机，因此导致了我国近代桥梁的发展不仅仅在认识上晚于其他国家，更在方法、材料等等方面均有了十分严重的差距。我国初期的很多桥梁的建设都需要向国外申请援助，但是我们在这过程中，也发挥了国人特有的精神，利用这些机会快速的向他们学习。这中最为著名的当属钱塘江大桥了，当时茅以升先生克服各种困难最终主持修建完成。钱塘江大桥在我国近代桥梁发展历程中具有着里程碑的作用。作为第一座中国人自己设计并建造的现代化桥梁，钱塘江大桥的建立极大程度上了激发国人自主建立近代化桥梁的自信心。从单方面的靠国外支援，到独立研发，再到在某些方面取得重大成就。国内在桥梁建设方面，不断吸收，不断创新。使得我国的桥梁研究得以飞速发展。到新世纪以来，由于国家对基建不断加大投入，桥梁施工技艺方面，也得以焕发第二春，利用科学技术的发展以及综合国力的提高。我国的桥梁建设在世界范围内的诸多方面也处于了领先地位。诸多种种近代化桥梁的建立都在另一方面体我国综合国力的提高，以及科学技术发展的实力。在如雨后春笋般迸发的现代化桥梁中，我们在一些方面取得了辉煌的成就，例如最近建成的港珠澳大桥中，为了解决限高问题，我们从水下入手修建海底隧道从而建立了世界海底隧道最长的跨海大桥。在海上埋置式承台施工中，我们采用了大圆桶方法、分离式柔性止水和双壁钢围堰三种不同方案。虽然我国的桥梁建设得到了飞速发展，但是我们仍能发现其中的一些问题。首先在桥梁施工方面，我们有些桥梁的修建往往注重其经济效益远远高于该桥梁的质量要求，因此在这些桥梁的修建过程中，会发生一些偷工减料、以次充好的问题。另外一些单位存在应付问题，例如发现施工质量存在问题时，往往没有提前采用实质性的解决方式解决。而且由于国内项目管理较为混乱，桥梁修建的一些领导往往会忽略一些工程质量问题。除此之外，国内虽然桥梁的施工技艺得到了快速发展，但是相对世界领先水平仍有诸多不足。而这些方面最明显的表现在施工理念、材料选在与创新上。而导致这些问题的原因，往往是因为施工单位为提高效益，一味的压缩工期和造价导致的。这些问题的体现最明显是我国桥梁的修建越来越像，缺乏新意以及创新感。凡是不应只看好坏两方面，我国桥梁的修建虽存在很多问题，但这也无法遮掩我国桥梁的飞速发展。话说凡是机遇与挑战并存，我们如今所面临的这些问题为我们敲响了警钟。在我国未来桥梁的发展中我们应该不断发展与创新。但也不要忽略某些问题，防患于未然。1.2.3 国内桥梁发展的前景 在关于国内桥梁发展前景的展望中，不可否认的是我国桥梁发展有着优秀的前景，但也需要做到一些转变。例如在施工理念方面，国内桥梁的修建往往需要众多的人手，这与国外的有不小的区别。因为国内的修建主要以大规模低成本工业制造为理念，而并非抱着该桥梁持续利用的原则。但是十分影响我国向着桥梁强国转变，我们应当做到在不影响效益的前提下，对工程负责，而且应当更多的采用机械化，将大规模人力转变为具有桥梁修建相关方面的人才。桥梁设计方面，我们会发现很多国内设计的桥梁大多都有很高的相似性，其原因就在于我们独立自主的创新能力不高，我们则需要大力培养相关技术人才的创新精神，形成自主创新的良好氛围。除此之外，我们会发现对于桥梁的修建我们往往只关注于什么“世界第几”或者“世界之最”这些方面，而真正的技术应用却没有多大的创新应用。我们应当学会从这些老技艺中发现不足，弥补不足并改进。或者提出新的方法，创出新的先进设备。我们才能在桥梁设计创新方面有着显著地前进。最后，我们应当努力培养真正有着创新意识的桥梁人才，在国内的应试教育影响下，我们丧失的不仅仅是想象力，还有我们对于创新的追求。因此在大学的教育方面，希望能够提高学生对桥梁的吸引力，为国家大力提供相关的专业性的人才。1.3 研究内容 根据施工地点并结合桥梁设计规范利用 Midas/civil 对钢筋混凝土箱型截面简支梁桥进行设计，其主要分为以下几步：1 对施工地点进行详细的考察以便进行方案的选取。2 根据具体情况确立箱桥梁尺寸。3 根据桥梁尺寸，利用迈达斯软件建立有限元模型。依据正常使用极限状态和承载力极限状态进行荷载组合。4 软件计算出最为合理的弯矩、剪力组合设计值。5 进行配筋，并做出图纸。1.4 箱型梁桥施工的注意事项以及优缺点 1.4.1 箱梁桥的相关优势与不足 因为本次设计采用的是箱型梁桥，箱型梁桥在其他几种方案的选择上具有着明显的有点和不可忽视的一些缺陷，主要体现在以下几点上：质量轻，能够充分发挥连续梁的承载能力，降低成本。抗弯和抗扭矩刚度大，特别适用于曲线桥和承受力较大偏心荷载的直线桥。安装迅速减少了工地连接高架桥数量，且内部空间闭合，易抗生锈。结构、外形简洁美观。混凝土在外部环境的影响下发生变化，从而影响梁桥寿命。制作工艺复杂，模板投入较大。箱型梁桥的主要病害包括箱梁顶板和底板的裂缝、箱梁底部的横裂、箱梁腹部的竖裂与斜向裂缝。1.5 有关本次箱梁桥设计的相关信息 腹板厚一般采用 3060cm，本设计跨中截面采用 40cm。底板厚度的选择：跨中截面底板厚度为 25cm。顶板厚度的选择：本设计采用 20cm。图 1-1 截面尺寸图 第二章 工程地质的相关调查 2.1 调查施工地点地址条件的原因 对于任何一座桥梁的修建，工程地质的作用有这重要影响。因此在工程开始前的相关调查，是不可或缺的一部分。通过该调查，可充分降低不良地质对工程修建以及后期的桥梁寿命和维护的影响。另外会对工程在经济效益与整体效益上起重要作用。2.2 相关调查 2.2.1 地形地貌 根据实际勘探与相关当地资料查询，可以知道当地底层主要为两种：白垩系砂岩与板岩，并未勘探到特殊基岩。该修建地址的选择，位于平原地带地势平坦无明显起伏。根据地震勘探原理我们可以得知，建桥地区为抗震地段，数据参考建筑抗震设计规范(GB50011-2010).且地质构造良好，无明显地质问题。2.2.2.地下水与地表水 根据相关资料的查询，本地降水多集中于夏季，降水分布较为不均。地下水流量充足，无明显因水位问题引发的塌陷等问题。但降雨季河道水流量有明显提高。2.3 方案的筹备 2.3.1 方案选择的原则 1 安全性 在本次设计中我们对于桥梁的设计首先要满足交通流量需求，其次我们应当考虑到雨量集中季节桥梁的排水问题。以及桥梁修建所必须考虑的防震抗震处理。2 经济型 桥梁的设计应当在质量有保障的基础上，使得桥梁修建的利益最大化。以便于其经济效益的利用。3 实用性 桥梁建筑的基本要求须具有实用性，应尽最大程度的起到预期效果。2.3.2 桥梁方案的初选择 考虑到在本次设计中跨径较短，因此本次初定方案有预应力空心板桥、T 型梁桥以及箱梁桥。若采用预应力空心板桥，我们预设计跨径为 23000mm，2x23m，共计 46m。在桥梁上部采用钢筋混凝土空心板，下部则选择嵌入式站台或肋式站台。若采用箱型梁桥设计，我们预设计跨径为 2X23m 的标准跨径，桥面净宽9+20.75m 的，人行道宽度 0.75m 的设计尺寸、荷载设计要求为公路二级，人群荷载，的设计荷载。综合以上方案，由于考虑到预应力混凝土箱型梁桥在性能方面，具有良好的抗剪能力，且耐久性好，安全性高。在施工方面，预应力混凝土箱梁桥，施工快，结构简单且具有施工周期短的3.0KN/m01优点。在实用性方面，预应力混凝土箱型梁桥经济收益较快，对环境没有太大影响。再加上预应力混凝土箱型梁桥外观简洁大方，且具有良好的美观性，所以我们选择预应力混凝土箱型梁桥。第三章利用 Midas/civi 软件进行模型建立 3.1 箱梁桥的相关资料 3.1.1 基本设计资料是进行设计前所必须了解，其中主梁则是十分重要的部分。在本设计中，箱梁桥为 2x23m，总跨径 46m。桥面车道设计为双向单车道，车道宽度 4.5m，人行道宽 0.75m。桥面无纵坡，横坡为 2%。根据工况选择采用 12cm 厚的 C50 混凝土做垫层，8cm 厚的沥青混凝土铺装桥面上层。根据混凝土调查表，查询的 C30 混凝土各项数值为，弹性模量43.00 10cEMPa，抗压强度标准值20.1skfaMP，抗压强度设计值13.8cdfaMP，抗拉强度标准值2.01tkfaMP，抗拉强度设计值1.39tdfaMP 在钢筋参数表中，我们可以查询到我们所需的钢筋HPB235 和 HRB335 两种类的钢筋参数，借此我们选择抗拉强度和抗压强度值较高的 HRB335 级钢筋，查得，HRB335 级钢筋的弹性摸量。我们在本设计中所选择的参考标准包括：公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015），公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），简称公预规等规范。根据相关资料我们可以得知垫层铺装混凝土为 C50混凝土，厚度为 12cm。行车道横坡为2%，人行道无横坡，桥面宽度为 0.75m+4.5m+4.5m+0.75m,行车道宽度为 4.5m+4.5m,左人行道宽度为 0.75m,右人行道宽度为 0.75m。桥面铺装 8cm 厚沥青混凝土。其相关箱梁桥桥横断面示意图如下图：图 3-1 截面尺寸模型图 3.2 关于迈达斯软件的相关应用 迈达斯软件，在我国基础建设方面具有这广泛的用途，是诸多结构模型选择应用的软件之一。我们这次设计则是通过迈达斯软件，对我们所设计箱型梁桥进行建模和数据分析。我们通过输入模型相应参数来对所建模型进行分析并解除结果。在本次设计中，我们主要是对自重与二期335skfMpa280sdfMpa52.0 10sEMpa作用下的荷载进行分析，以便于我们在其处理结果中的到我们所需要的反力、应力以及内力等数值。其具体操作方式我会通过下面以图片形式对其进行表现。3.2.1 箱梁桥的设计尺寸 桥梁类型：双跨简支箱梁桥 桥梁大小：单跨 23m，共两跨，全长 46m 桥梁跨度：道路左右两侧裙采用宽度为 0.75m 人行横道加 4.5m 车道。车道类型为单向双车道。3.2.2 模型的建立 1 打开迈达斯软件，在工具菜单中选择单位体系，对单位体系进行修正。新建项目并标注名称保存该项目。接下来迈达斯软件的模型选项中，要进行模型的相关建立，包括所需的材料与截面尺寸。但考虑到实际情况，c50 混凝土其作用是用于桥面铺装，所以可忽略。在材料选择方面，我们选取 C30 混凝土作为受压区主材料。之后根据截面尺寸图建立截面相关数据如图所示。在截面设计过程中根据截面尺寸，我们确立了拐点为 JI2、JI4 并将该截面名称定为跨中。图 3-2 迈达斯截面设计 2 节点及单元的建立。确立好材料及截面尺寸后，我们进行了节点的建立。选择模型节点，因为我们所做桥梁跨径为 2x23m，因此我们在节点的建立选择 24 个节点，单位距离 1m/单元。选择变截面梁。成功后我们可采用移动并复制单元建立梁单元具体如图示 图 3-3 迈达斯节点 3 边界组的建立。对于本次的箱型简支梁桥设计，我们需确立两个铰支座，左侧为固定铰支座，右侧为活动铰支座。具体操作如下选择模型边界条件一般支撑，在本设计中我建立了两个边界组分别为固定铰支座与活动铰支座，之后便是对左右两端节点进行边界组的确立。初步节点确立和模型如下图所示。图 3-4 迈达斯边界条件建立 图 3-5 迈达斯箱梁模型 添加荷载：4 定义荷载工况。在添加自重以及二期恒载时我们首先要荷载选项中定义荷载工况，我所定义的荷载名称为自重和梁单元荷载，荷载类型选择恒荷载。之后选择自重选项添加自重，自重系数为-1，如图所示。2A4.946525123.66kN/mq 图 3-6 迈达斯荷载工况建立 添加二期恒载，选择梁单元连续荷载，并将荷载工况选择梁单元连续荷载，荷载作用单元为两点间的直线，整体坐标系选择 Z，数值 W 需进行相关计算得出并确立。计算过程如下：其中经公路桥梁一般规格通用规范可知沥青混凝土容重 24kN/m，本设计中沥青混凝土层厚度为 0.08m，素混凝土容重为 25kN/m，厚度为 0.12m。5 移动荷载数据分析以及车道的建立。我们首先确立移动荷载规范（中国），设计荷载标准为汽车荷载公路II 级，人群荷载为 3.02/kNm，结构重要性系数取01.0,每侧的栏杆及人行道构件重量的作用力为 8/kN m。添加车道 1，运动方向选择向前，偏心距为 1.875m,桥跨23m，节点选择 1 到 24。右车道同理，但行车方向选择向后，节点选择 24 到 1。具体表现如下图：图 3-7 迈达斯车道建立 224 0.08 10.525 0.12 10.551.66kN/mq 桥梁的设计在车辆荷载方面应考虑到多方面因素，因为不同车辆对于桥梁的压力不同所造成的破坏性也不同。所以在设计的过程中要学会总结并对比其他受车辆影响的相关建筑的荷载标准作为部分相关标准。因此在迈达斯软件的操作中，我们首先选择荷载选项，而后选择移动荷载分析数据具体：图 3-8 迈达斯车辆荷载的建立 接下来我们在上述过程中定义了车道，接下来我们需要分配车道荷载。首先选择荷载，点击移动荷载分析数据，选择移动荷载工况。再次我添加了一个名为车道荷载的工况并对其进行编辑，在子荷载工况中选择添加，指示出现子工况列表，我们将车道列表中的车道 1 和车道 2 移动至选择车道中。至此移动荷载工况定义完毕，具体图示如下：图 3-9 迈达斯移动荷载工况建立 6 分析荷载数据，因为桥梁汽车荷载的确立根据道路情况而定 城市主干道，次干道，国道，省道，高速公路；或大型车辆，重型车辆经常行驶地区；或交通量很大的地区。设计汽车荷载应为城-A 级汽车荷载。城市的小路，街巷；或行驶的大型车辆比较少的地区；或交通量较小的地区。设计汽车荷载应为城-B 级车道荷载 0.8 的折减系数。特定区域，如校园，小区；或小型车专用道路，即无大型车辆，重型车辆；或交通量很小的地区。设计汽车荷载可采用城-B 级车道荷载 0.6 的折减系数4。由此结合设计资料分析可得，该桥车道折减系数为 0.8 图 3-10 迈达斯移动荷载数据分析的建立 至此，我们需要进行荷载组合，即便利用迈达斯软件对模型进行受力分析，以计算出该梁桥所受的内力值、外力值。便于我们后期对于该梁桥进行配筋。在结果选项中，我们选择荷载组合中的混凝土设计，因为我们仅需考虑承载能力极限状态，所以其余几项不进行选择。得出混凝土设计如下表：图 3-11 迈达斯荷载组合的建立 7 对所设计模型进行应用，点击运行，提取出我们所需桥梁所受的内力值、外力值。并对该模型进行检验，查找错误并对其进行修正。第四章 利用Midas/Civil 软件提取数据并配筋 4.1 运行模型，并进行分析 通过利用迈达斯软件对所建模型进行运行分析，我们可以得出个节点在不同荷载组合下的内力。包括在 Midas/Civil 软件中这些力的大小、位置会以相关图片和表格的形式告知结果。并可以以此检验模型的建立是否存在问题。4.2 相关数据的提取 4.2.1 自重作用下相关数据的提取（1）自重作用下支座反力的数据 我们在箱梁设计的过程中，设置有两个支座。在运行模型后。我们可以在反力选项中提取我们支座反力，选择条件为自重。我们提取的支座反力结果为：1444.8kN。具体数据观看下图。图 4-1 自重荷载作用下的支座反力图 图 4-2 自重荷载作用下的支座反力值（2）自重作用下弯矩数据 对于自重荷载作用下弯矩的数据提取，选择方向yM并运行，得出结果如图所示。图 4-3 自重荷载作用下的弯矩图 得 出 自 重 作 用 下 的 弯 矩 图，后 得 出 自 重 作 用 下 的 剪 力 图，数 据 如 下 图 分 析。节点 荷载 FX(kN)FY(kN)FZ(kN)1 cLCB2(最大)0.0 0.0 1444.8 23 cLCB2(最大)0.0 0.0 1444.8 图 4-4 自重荷载作用下的剪力图 最后我们需的得出自重作用下应力值的相关数据，其结果如图所示。图 4-5 自重荷载作用下的应力图 4.2.2 二期荷载作用下的相关数据（1）二期荷载作用下的支座反力数据 根据迈达斯软件分析二期荷载作用下支座反力，其数据分析如下图。表 4-5 二期恒载作用下的支座反力值 图 4-6 二期恒载作用下的支座反力数据（2）二期荷载作用下弯矩的数据 根据迈达斯软件分析，二期荷载作用下的弯矩如下图所示。图 4-7 二期荷载作用下的弯矩值（3）二期荷载作用下剪力的数据 根据迈达斯软件分析，二期荷载作用下的剪力如下图所示。节点 荷载 FX(kN)FY(kN)FZ(kN)1 二期恒载 0.0 0.0 594.100000 24 二期恒载 0.0 0.0 594.100000 图 4-8 二期荷载作用下的剪力值（4）二期荷载作用下的应力数据 根据迈达斯软件分析，二期荷载作用下的应力如下图所示。图 4-9 二期荷载作用下的应力值 4.3 箱型梁截面的配筋计算 在本设计中箱型梁桥的相关数据如下图所示。图 4-10 原箱型截面 在箱型梁计算正截面抗弯承载能力时，我们应将其转化为对应 T 型截面并进行计算转化后我们会得到等效 T 型截面的相关数据，梁下部宽度为 800mm，翼版厚度为 接下来我们需要对翼板有效宽度进行计算，其相关过程如下。根据原图得出相关计算数值：b=400mm b1=1800+750=2550mm(1)首先需对 bf 进行计算，根据相关资料我们可以得知道 150+400=275mm2fh mifibb 根据原截面图计算得出等效后 T 型梁的截面图，其效果图如下 接下来需要判断截面类型，所采取的计算过程如下 设 我们可以得出1800=156mm 接下来计算 则我们可以计算出抗弯正截面的有效高度 1800-156=1644mm 判断 T 型截面 6027513.89718275 164455559.431055559.43(23754.89)22fcdffhf b hhN mmkN mMkN m 得出结论，该截面为第一类 T 型截面。第一类截面的的相关计算公式可知为以下：受力分析图则为下图所示 bmifib30mm(0.07 0.1)sah300.07300.07 185sah0shha01850159.51690.5mmshhacdfsdsf b xf A0(/2)ucdfMf b x hx0(/2)usdsMf A hx125500.09826000mbl11110.90.912320mmbbbmmb24500-1800-4000.08826000mbl22220.920.932139mmbbbmmb12=22320+2139+4002=9718mmfbbbbmm 根据以上公式和数据可以计算出该截面受压区高度 x 002dcdfxMMf b x h 6220022 23754 1016441644112(275)13.8 9718fcdfMxhhmmhmmf b 下面我们应对受拉钢筋截面进行计算，213.8 9718 11253632280cdfssdf b xAmmf 根据计算结果，结合钢筋参数表得知，我们选则的钢筋为6832，其中钢筋的布置为上下两层，每层 34 根，直径为 32mm。结合本次设计，我们得知混凝土厚度为。所以我们可以计算出钢筋间横向净距为:50002 3534 35.8112303233nSmmmmdmm 及 根据所计算数据，我们对截面底层以每层 34 根，分为两层的方法对其进行配筋。（2）截面复核 截面复合的作用主要是对以得出方面查看是否合乎标准，对于我们已经计算出的受拉钢筋中我们选取的为6832面积为254692.4mm。因此我们可以计算出。有效高度为0180070.81729.2hmm 对截面类型进行判断 35mm32mmcd3535.870.8mmsa 613.8 9718 27536.08 1036078cdfff b hkN 280 5469215313sdsf AkN 根据计算结果可知该截面为第一类截面。通过计算得出受压区高度 x 280 54692114(275)13.8 9718sdsfcdff Axmmhmmf b 通过计算正截面最大承载力 60112()13.8 9718 112(1729.2)25131.70 1025131.70(23754.89)22ucdfxMf b x hN mmkN mMkN mmin0546923.95%0.2%800 1729.2sAbh 综上数据的分析可以得知截面复合没有问题。第五章 总结 毕业将至，转眼间我们的大学时光也快要结束了，在经过了几个月的努力之后我的毕业设计也即将完成。在我们指导老师的帮助下，我们对我们所研究的课题进行了系统性的学习。在这次毕业设计中，我们对之前学到的知识比如 CAD 制图应用、箱型梁桥配筋的计算等等，在毕业设计的编写过程中，不仅仅对我们所学知识加深了印象，更是教会了我们活学活用的重要性。我在这次毕业设计中体会到的不仅仅是缺乏对知识的灵活运用能力，更多的则是对自身知识面欠缺的认知。这次通过对毕业课题进行设计，让我体会到了学习是一个持久的过程，往往自认为知晓的东西也许仅仅是存在于表面，缺乏深刻的认识与理解。令我们即使在以后生活中仍要学会不断学习、不断充实自己。在这次毕业设计中，我们所设计的是关于混凝土箱型梁桥的模型建立以及配筋设计。在刚开始的实际过程中我遇到了许多困难，包括迈达斯软件的相关数据分析、模型建立等。对于第一次操作这种软件的我来说是一种不小的挑战。我刚开始只能根据指导老师所发的迈达斯应用视频来一步步熟悉相关流程。逐步完成模型的建立以及相关简单分析。在社会发展进步如此快速的今天，我们对于桥梁的需求越来越紧密，对于桥梁的应用也越来越广泛。而我们所要做到的是不断适应桥梁的需求，设计出既符合设计规范又能够获取的经济效益的桥梁。而迈达斯软件对于新接触这方面来说，其树形结构导致界面功能能够较为全面的展示出来，上手难度较为简单。在迈达斯软件最初的应用中，我根据迈达斯软件的应用指导首先建立了指导过程中的模型。在这个过程中我对于利用迈达斯软件的最初简单应用有了一些认知，比如对于单元的建立方法我们除了可以直接建立单元模型之外，我们还可以利用移动复制单元或者扩展单元等方法，完成对单元的建立。还有对于后面包括边界、静力荷载、移动数据分析等方面进行设计。话虽如此，但在实际的设计中我们还是遇到了很多困难，比如模型建立完成运营后，发现之前建立的模型有瑕疵，则需要回头对错误地点进行检查，但这些问题我们都在指导老师的帮助下逐步解决。在迈达斯模型的建立中，我们还运用到了 CAD 制图，但是由于之前学习的不精通，CAD 制图过程中我也遇到了很多问题。例如在箱型梁桥桥横断面的制图中，对于沥青混凝土层的添加存在问题，以及在数据编辑时没有考虑到实际装订导致数据太过靠近边界。在迈达斯软件的具体应用过程中，我们首先要对模型所涉及的相关单位进行修正，之后我根据我相关的设计资料，定义模型的材料与截面。模型的建立由点到面，所以我们需要对模型进行节点的设计，随后建立我所需要的单元。梁桥的建立需要边界条件作为支撑，所以我根据箱型梁模型进行边界的设置，最后则是根据课题要求添加静力荷载与移动荷载分析。至此我所建立的箱型梁模型所需步骤大都进行完毕，之后我们则是需要运行模型查漏补缺，检查没有问题之后进行数据分析，为我们配筋做好准备。在这次毕业设计中，我们分为了几个小组，我们再设计过程中互相交流与合作彼此间都学到了很多东西。我们在设计过程中遇到的相似的问题，我们大家都会彼此交流解决问题，我们也不同设计之间也会进行交流，互相学习了解一些自己设计之外的知识。在经历了长时间的努力，我终于完成了我的毕业设计，一种如释重负的感觉油然而生。至此在本次毕业设计中我得到了一个结论：对于所学知识的价值，我们要结合实际应用合理使用才能具体体现出来。所以我们不光要会学习。论文马上结束，对于指导老师在我们写论文过程的无私帮助表示感谢，还有小组同学也为解决论文中遇到的问题伸出援手。在设计过程中，我们通过资料与视频相结合不断完善自身，系统化的整理我们所学知识。我相信通过这些过程提高了我对知识的实际应用，也锻炼了我的能力，增长了我的自信心，对以后的工作有着十分重要的作用。在设计最初完成后，我所获得的喜悦也是不言而喻的。最后虽然设计不是尽善尽美，但是这次设计的过程是我在大学期间获得最重要的收获之一。致谢 毕业论文即将完成，至此我的大学生涯也马上要画上完美的句号，临别之际首先感谢论文指导教师杨娜老师，在论文编写过程中我遇到了不少的问题，杨娜老师在这过程中对我的无私帮助是我能够如期完成毕业设计。其次感谢同组同学，通过与他们的交流，我们互相之间相互交流，互相共勉，彼此之间都受益良多。感谢母校四年以来的悉心教育，使我们明白了知识的重要性。最后感谢百忙之中审阅我论文和参加答辩的老师表示衷心的感谢，感谢你们对我论文的不当之处提出宝贵的意见。参考文献 1 中国土木工程学会.部分预应力混凝土结构设计建议M.北京：中国铁道出版社，1985.2 叶见曙.公路旧桥病害与检查M.北京：人民交通出版社，2006.3 李国平.预应力混凝土结构设计原理M.2 版.北京：人民交通出版社，2008.4 中华人民共和国国家标准.GB 50010-2002 混凝土结构设计规范S。北京：中国建设工业出版社，2002.5 叶见曙 结构设计原理计算示例M.北京.人民交通出版社，2007.目前我国盾构法隧道衬砌的主要形式有以下三大类：预制装配式衬砌、模注钢筋砼整体衬砌相结合的双层衬砌、挤压砼整体式衬砌。提前做好成型的衬砌跟另两种衬砌相比具有以下的优点：在工厂提前做好管片，质量能够得到保障；组装后能够马上承受上层压力；机械能够进入操作。随着防水、截水原料质地的改良及开工技术的提高，采用一层就能够达到强性、刚性和功能的需要。参照国外的一些超大断面盾构隧道以及国内盾构隧道的成功经验，本隧道选用预制装配式衬砌。按照管片截面表现形式分类钢筋砼管片又分为箱子形和板形两种。箱子形钢筋砼管片具有以下的缺点：在千斤顶顶进时容易开裂，通风效果较差，更不方便隧道通风和浪费建好的地下空间。然而板形管片可以完全承受千斤顶顶推力，并对已修建好了的地下空间无浪费。综上分析，本铁路隧道选用一层可拼装型板形的钢筋砼管片衬砌结构形式