基于Midascivil的3×20公路钢筋混凝土T型截面简支梁桥设计 土木工程专业.docx

基于Midas/civil的3×20公路钢筋混凝土T型截面简支梁桥设计 Midas/civil based 3×20m highway reinforced concrete T-section simply supported beam bridge design 摘  要 桥梁是我们生活城市的重要组成部分，我所设计的是众多桥梁类型中的一种—简支梁桥，它在中小跨度梁桥中适用广泛，受力和结构简单，施工方便。 围绕公路钢筋混凝土T型的简支梁桥，本次毕业设计的内容，是关于运用Midas/civil软件所开展的设计活动。在桥梁设计方案的选取方面，必须做到对于水文地质条件的充分考量。将Midas/civil的3×20作为重要基础的公路钢筋混凝土的T型截面简支梁桥的设计较为所确定的方案。其中，就重点而言，除了在有限元软件的辅助下，对桥梁机构在各种各样荷载组合之下的两个方面进行查看，设计之中对截面的尺寸还是实施了选择：其一为单元的应力和内力以及反力；其二为各个节点。除了依据相关规范实施了主梁的荷载的施加之外，对于这样的两种极限状态下的荷载，笔者依据相关的设计规范进行了桥梁方面的施加：其一为承载力；其二为正常使用。除了对于截面的几何特性值进行计算之外，还在对Midas/cicil软件充分利用的基础上，将结构的这些方面予以建立：一是支座；二是单元；三是节点；四是截面。另外，其中还包括调查研究，外文文献的查找和翻译。最后，在配筋方面，所依据的为桥梁的截面形式和弯矩组合的设计值。 关键词：T型截面  有限元模型  主梁设计  荷载组合  截面配筋 Abstract Bridge is an important part of our city， I design is one of the many bridge types - simply supported beam bridge， it is widely used in small span beam bridge， stress and structure is simple， easy to build. This graduation project is about using Midas/civil software to design highway reinforced concrete t-beam bridge. According to the hydrogeological conditions， a reasonable bridge design scheme was selected， and the final scheme was determined to be the design of 3 20 highway reinforced concrete t-section simply supported beam bridge based on Midas/civil. Including investigation and research， foreign literature search and translation; Reasonable selection of section size; Midas/cicil software was used to establish the structural section， nodes， elements and supports， calculate the geometric characteristic value of the section， and generate the finite element model of the structure in the form of beam element. Load the main beam according to the code; According to the design specification of highway bridge， load is applied on the bridge under the limit state of normal use and the limit state of bearing capacity. The finite element software is run to check the reaction force， internal force and stress of each node and unit of the bridge structure under various load combinations. Finally， according to the combined design value of bending moment and the form of bridge section， reasonable reinforcement is carried out.  Key words： t-section finite element model main beam design load combination section reinforcement 目录 第1章　绪论 5 1.1课题研究目的 5 1.2课题研究背景 5 1.2.1桥梁的现状和发展 5 1.2.2桥梁的发展趋势 7 1.3课题研究内容 7 1.3.1研究内容 7 1.3.2研究方法及手段 7 1.3.3桥型的选择 7 第2章　详细工程地质勘察说明 9 2.1工程地质勘查的作用 9 2.2工程地质勘查内容 9 2.3桥位区工程地质情况 11 2.3.1关于地貌状况 11 2.3.2地质构造情况及地震 11 2.3.3水文地质条件 11 2.4动力地质作用造成的工程地质问题 11 2.5桥址地区工程地质评价 11 2.5.1桥址地区稳定性评价 11 2.5.2桥基岩土体工程地质分层与评价 12 2.6结论 12 2.6.1综合分析情况 12 2.6.2桥料选择 13 第3章　主梁设计及Midas/civil建立有限元模型 14 3.1关于主梁的设计资料及尺寸 14 3.1.1主梁的基本设计资料 14 3.1.2主梁尺寸 14 3.2建立有限元模型 15 3.2.1对Midas的认识 15 3.2.2建立T型梁模型 16 3.3混凝土设计中的荷载组合 23 第4章　T形梁模型运行分析及截面配筋 25 4.1 T形梁模型运行结果数据 25 4.1.1支座反力 25 4.1.2 T形梁主梁的内力 26 4.1.3 T形梁主梁的应力 28 4.2 T形截面配筋计算 29 4.2.1配筋中的截面计算 31 4.2.2复核配筋是否正确 32 第五章结束与展望 34 致谢 35 参考文献： 36 第1章　绪论 1.1课题研究目的 以Midas/civil为前提，笔者在这个桥梁的设计之中，开展了3×20m公路钢筋混凝土对T型截面简支梁桥的设计，通过毕业设计这一环节，经过学习Midas/civil软件建立有限元模型，提高自己设计计算、理论分析、编写科技论文等基本技能。深化总结专业技能，获取独立解决问题的能力，进一步掌握专业软件的使用，夯实基础，更考验我们的专业水平和运用能力，做到精益求精，以此发现不足之处。培养分析解决实际工程问题的能力，并提出设计方案。 1.2课题研究背景 1.2.1桥梁的现状和发展 不管是就综合国力的彰显，还是就对外展示的靓丽名片而言，我们国家跨越四海的桥梁，都正以快速的发展速度，展示在世人面前，为人类的桥梁建设作出巨大的贡献。 悬索桥方面，在全球已经建成的28座跨度千米以上的桥梁之中，我们国家就有11座。而就在建的主跨一千米以上的这种桥而言，中国就以9座而占据了全球13座之中的绝大部分。而就六百米以上的斜拉桥而言，我们国家也以17座而占了全球21座之中的大多数。 中国的桥梁承载着经济民生和科技进步。修桥筑路促进地方经济发展、便利百姓出行，是实实在在的民生之举。借助于一道又一道的桥梁，那些世世代代生活于大山深处的老百姓，能够走出其所居住的闭塞而的世界。而对于“近在眼前，远在天边”的隔水相望的相邻地域来说，穿江跨海的桥梁能够使得便捷的通达带来人们之间方便的物资的交流和人员的流动。对于工艺国家来说，对于桥梁的建设的能力，特别是其中的科技含量，更是其国立彰显的一个重要方面。正是依赖于强大的施工能力，一座又一座的桥梁拔地而起。自图纸的设计，到建筑施工，桥梁集中了当代最先进的理念和技术，展示的是综合国力。 对于这样两个方面非同一般的跨越，我们国家的各种各样大大小小的桥梁起到了很大的连接作用：其一为现实；其二为历史。五千年文化积淀，使得我们中华民族留下的许许多多在世界上特别有名的经典的桥梁方面的艺术品。这之中的代表既有卢沟桥，也有赵州桥。而到了近代，在国立衰微的情况下，桥梁建设也因此而落后于世界先进水平。而在新中国成立之后。我们国家的桥梁事业又一次的焕发出生机而在世界桥梁建设舞台上有了自己的一席之地。这之中典型的即为建造在长江之上的诸如九江长江大桥和南京长江大桥以及武汉长江大桥等飞架南北的著名桥梁。而到了我们国家实行改革开放的基本国策之后，特别是近10年来，中国桥梁更是厚积薄发实现跨越，不断将全球的桥梁行业的桂冠给摘取了下来。 作为我们国家跟外部世界的纽带，我们中国的桥梁建造正在世界各地生成了累累硕果。作为“中国地标”的“走出去”的桥梁，正在为这样两个方面的走出去作为有效的载体而发挥巨大的作用：其一为“中国装备”；其二为“中国制造”。而诸如马来西亚槟城二二桥而美国的旧金山新海湾大桥以及孟加拉帕德玛大桥等，这些已经建成或在建的桥梁，连接中国与世界的纽带，成为“中国制造”矗立在海外的“名片”。 除了自身的实用价值和观赏价值之外，中国的桥梁，在现今社会，既是通向未来的合作之桥和友谊之桥，又是发展之桥。 从对我们国家桥梁发展历程的既全面又直观地展示的角度，我按时间线的方式把桥梁的发展状况做成下表： 时间线 发展状况 中国古代 桥梁的辉煌成就举世瞩目，曾在东西方桥梁发展史中占有崇高的地位，为世人所公认。但是自从鸦片战争开始到新中国成立的近代我国处在内外交困的环境中，这阶段我国桥梁的自主发展几乎停滞，绝大多数桥梁都是外国人所设计和建造。远远落后于西方社会。新中国成立以来特别是改革开放以来随着我国公路交通的迅速发展，桥梁的发展也得到进一步扩大，它已不在局限于河流之上大峡谷、城市路面以上以及岛陆连接都开始修建桥梁，对桥梁的技术和外形也有了更严格的要求。 中国近代 桥梁主要是由外国人建造。黄河上的三座桥梁津浦铁路济南铁路桥，京汉铁路郑州铁路桥和兰州市黄河桥以及上海、天津、广州等大城市中的一些桥梁也无一不是由洋商承建的。只有少数是国人自行建造的，如茅以升先生主持兴建的杭州钱塘江大桥等。当时水平最高的中国桥梁工程队伍当推由赵祖康先生领导的上海市工务局，他们在解放前已设计建造了几座跨苏州河的钢筋混凝土悬臂梁桥，至今仍发挥作用。 新中国成立后 特别是改革开放以来，随着我国国力迅速增强，交通事业的快速发展，我国的桥梁事业得到了空前的大发展，取得了举世瞩目的成就。目前我国在桥梁建设方面，已经跻身世界先进水平。中国桥梁的类型已经不在局限于传统的木质结构、圬工结构的小跨径桥梁。各种类型的大跨径桥梁如混凝土梁桥、悬索桥、斜拉桥等不断涌现。 20世纪初 钢筋混凝土的应用以及30年代兴起的预应力混凝土技术，使桥梁建设获得了廉价、耐久、且刚度和承载力均很大的建筑材料。进入20世纪80年代，对称平衡悬臂