xx大学本科毕业设计 第7页
由于跨数的不同，以及各T构及边跨端部梁段之间的合龙次序不同，悬臂施工的程序也不尽不同。
（2）采用挂篮的悬臂浇筑法
悬臂浇筑法可采用挂篮、桁式吊等设备进行，常用者为挂篮（formwork traveler）.简单地讲，挂篮就是一个可移动的钢支架，它为悬臂浇筑提供了架设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉预应力筋等作业的一个工作平台。挂篮通常由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统、张拉平台等几部分组成。承重梁是挂篮的主要构件，可采用型钢、实腹钢梁、桁架梁等形式。它承受施工设备和新浇梁段混凝土的重力并将其传递到已完成的结构上去。挂篮的形式较多，构造各异。对挂篮的一般要求是：构造简单、使用方便、安全可靠、稳定性好、承载力大、拆移方便等。挂篮自身所用的材料重量与其所能承受的荷载重量之比，是衡量挂篮设计优劣的主要技术指标。该比值越低，挂篮的使用效率越高，而施工荷载相对越小，其值一般不大于0.5。
2.3 建模
2.3.1 Midas软件简介
MIDAS/Civil不仅是通用的结构分析三维软件，而且还可以分析像预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的结构形式，并且可以正确模拟施工方法做施工阶段分析、水化热分析，静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。
MIDAS可以根据建立的模型，按用户要求算出并累加所有各施工阶段和运营阶段恒、活载内力、位移、反力及预应力等内容；并给出对应的内力图、应力图、位移图、包络图等；对预应力混凝土结构，还给出按规范的截面验算结果；系统自动计算体系转换及次内力。
软件能考虑的恒载有：自重、中-活载、公路活载、混凝土收缩、徐变、温度变化、支座位移、预加应力、二期恒载、施工临时荷载及其它外加荷载等；能输出如下结果：结构简图、各阶段恒载内力图、位移图、内力包络图、预应力损失、预应力筋用量示意图、箱形截面扭曲弯矩图及各图的相应资料，各阶段内力、预应力、活载内力、位移及截面验算结果。
系统分为前处理、运行结构分析、后处理、PSC截面验算与RC设计。其中前处理主要是划分单元、定义截面和材料、建立模型、约束边界、输入荷载；运行分析模
xx大学本科毕业设计 第8页
块能得出相应的内力、应力、位移、反力；后处理即查看结果，可自动进行荷载组合；PSC设计可对各指定截面进行验算、并作出判断；RC设计主要是针对普通筋的设计。
Midas建模操作步骤简单，其运行分析结果准确，在桥梁设计中，越来越受到设计者的青睐。
2.3.2 MIDAS建模原则
在使用MIDAS/Civil分析结构前，必须对桥梁结构进行离散化，建立结构计算图式。结构离散化是结构分析重要的一环，必须遵循一下原则：
（1）保证体系的几何不变性。这一点在较复杂的施工体系转换中尤其应注意。同时也应避免与结构受力不符的多余约束；
（2）计算模型应尽量符合结构的构造特点和受力特点，对于零号块的处理、支座的处理、横隔板的模拟等应慎重考虑；
（3）在合理模拟保证精度的前提下，尽量减少节点数目，以缩小计算规模。 因此，一般在一下位置应划分节点：① 构件的转折点和截面变化点；② 施工分界点、边界处及支座处；③ 需验算或求位移的截面处；④ 当出现位移不连续的情况时，例如相邻两位置以铰接形式相连（转角不连续)，可在铰接处设计两个节点，利用主从约束考虑该连接方式。
2.3.3 MIDAS建模步骤
（1）定义材料和截面
按照材料要求与所拟截面尺寸，在Midas中直接定义。 （2）建立结构模型
将设计桥梁划分节点、建立单元后，将已经定义好的材料和截面相应地赋给单元。
（3）输入PSC截面钢筋
在PSC设计模块中定义截面钢筋规格及裂缝宽度系数等各项系数。 （4）输入荷载：恒荷载，钢束特性和形状，钢束预应力荷载 按所设计的预应力刚束输入刚束形状，并添加各种荷载。 （5）定义施工阶段
根据各种条件选择施工方法，定义好施工步骤。 （6）输入移动荷载数据
xx大学本科毕业设计 第9页
定义车道，定义车辆，移动荷载工况。 （7）运行结构分析 （8）查看分析结果
（9）PSC设计:PSC设计参数确定，运行设计，查看设计结果
2.3.4施工阶段模拟
本设计采用悬臂法施工，悬臂浇注箱梁的节段划分主要受如下主要因素的控制： （1）墩顶梁段（0#块）
①长度一般为5 m～10 m，但以具体情况如施工技巧、施工能力而定，此设计中取6 m.
②施工托架：在混凝土浇筑以前，搭好托架并应对托架进行试压。 （2）由0#块段两侧对称分段悬臂浇筑部分
①根据情况将0#块两侧的梁进行分块，以便挂篮施工，长度一般为2.5 m～5 m，也有个别跨度大的桥梁的分段为2.5 m、3.5 m、4.5 m。此设计考虑到混凝土湿重的影响，划块的长度不超过4 m。
②一般一个梁段的施工周期为6～10 d。
③根据计算经验，梁段的多少直接影响结构配束计算，在不影响工期的前提下，适当增加梁段数，十分有利于纵向预应力钢束配置，以避免因梁段不足采用大吨位预应力钢束引起张拉端局部应力过大。同时也使全桥截面受力状态均衡，边缘应力储备适当。
（3）边孔在支架上浇筑部分
长度一般为2～3个悬臂浇筑分段长，架设满堂支架施工。 （4）合拢段
①长度一般为2 m～3 m，看到2 m用得最多。
②分边合拢和中合拢，此设计中，边合拢与中合拢长度均为2 m。 （5）施工顺序
先进行支架架设，依次施工0#块，双向“T”形对称悬臂施工，然后边合拢，最后中合拢。在桥面铺装工作也要对称进行。
施工阶段的模拟描述见表2-1
xx大学本科毕业设计 第10页
表2-1 施工阶段及荷载施加顺序 施工 阶段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 施 工 内 容 简 介 边跨01、中跨01’ 边跨02、中跨02’ 边跨03、中跨03’ 边跨04、中跨04’ 边跨05、中跨05’ 边跨06、中跨06’ 拆除挂蓝、合龙边跨 中跨合龙 二期恒载施工 荷 载 施 工 顺 序 自 重 有 有 有 有 有 有 有 有 有 混凝土湿重 1#块混凝土 2#块混凝土 3#块混凝土 4#块混凝土 5#块混凝土 6#块混凝土 边合龙段砼 中合龙段砼 无 挂 篮 有 有 有 有 有 有 无 无 无 纵向预应力钢束 腹板束F1、F2，顶板束T1 腹板束F3，顶板束T2 腹板束F4，顶板束T3 腹板束F5，顶板束T4 腹板束F6，顶板束T5 腹板束F7，顶板束T6 底板束B1～B4、顶板束T7 底板束D1～D6、顶板束T8 无 2.3.5 静力荷载模拟
模型中模拟了恒载中的构件及附属设备自重、预加力、混凝土收缩徐变、基础变位，活载中的竖向静力活载、列车竖向动力，附加力中的风荷载、制动力以及温度变化的作用。同时也模拟了施工阶段中的挂篮和湿重荷载。各荷载的具体模拟形式及其所属荷载工况类型 ，见表2-2
表2-2 各荷载的模拟方式 荷载名称 挂蓝 湿重 预应力 二期横载 整体升温 整体降温 正温梯 负温梯 风荷载 制动力 荷载工况类型 施工阶段荷载 (CS) 施工阶段荷载 (CS) 施工阶段荷载 (CS) 施工阶段荷载 (CS) 温度荷载 (T) 温度荷载 (T) 温度梯度 (TPG) 温度梯度 (TPG) 风荷载 (W) 汽车制动力 (BRK) 模拟形式 节点荷载 节点荷载 预应力荷载 梁单元均布荷载 系统温度 系统温度 梁截面温度 梁截面温度 梁单元集中荷载 梁单元均布荷载 （1）恒载 结构自重：钢筋混凝土的容重取26.0kN/m3； 附属设备自重(二期恒载)：荷载集度184kN/m；
预应力：根据施工顺序施加。纵向张拉控制应力0.68～0.70fpk，横向张拉控制应力0.70fpk，竖向张拉控制应力0.75fpk。损失系数按设计说明取值。
砼收缩和徐变：执行《京沪高速铁路设计暂行规定》第6.4.3条之6，根据混凝土材料的时间依存性质由程序自动计算。相对湿度60％，砼收缩开始时间3天。
基础变位：按主墩、边墩不均匀沉降10mm计算，取最不利组合。
xx大学本科毕业设计 第11页
（2）活载
ZK活载：纵向计算采用ZK标准活载，横向计算采用ZK特种，弯矩动力系数1.xx2，剪力动力系数1.0060。
人行道荷载：荷载集度5.0kPa，不与ZK活载同时作用，用于箱梁横框的检算。 （3）附加力
温度力：体系均匀升温25℃、降温-25℃，顶底板温差5℃。横向温度变化按寒潮及日照模式分别考虑。
（4）施工荷载
挂篮及附属设备重750kN，偏心距e＝2.0m； 混凝土湿重根据各梁段的体积计算； 架梁车及运梁车荷载根据设计图纸采用。
2.4 桥梁配筋计算
2.4.1预应力筋束的布置原则
预应力混凝土梁截面的配筋，是根据正常使用与承载能力两种极限状态的组合结果， 依据截面的受力类型，分别按照相应的钢筋估算公式计算，其计算结果为上、下缘配筋的最小配筋数，设计者可以根据经验作适当的调整。
设计过程一般包括两次组合。第一次组合是为了估算刚束，此时刚束还未确定，也无法考虑预加力的作用。由于预加力对徐变有很大的影响，故估算刚束时一般不考虑收缩徐变的影响。此时用的几何特性都是毛截面几何特性，所以第一次组合的内力不是桥梁的实际受力状态，仅供估束参考。根据估束结果确定刚束数量和几何形状后，考虑预加力和收缩徐变的影响重新计算的内力是当前配束下的受力。如各项验算均通过，那么可作为最终结果。如个别截面不满足，但两次组合结果相差不大，可适当调整刚束后重新计算；如两次组合结果相差较大，则应将第二次组合内力作为估束依据重新估束，再重复进行验算，直到各项验算全部通过且两次组合结果相差不大为止。
在箱形截面内，纵向预应力筋可以布置在顶板截面内承受负弯矩（亦称顶板束）；也可以布置在底板内承受正弯矩（亦称底板束）；在分段施工和分段配筋中，有顶板束在顶板内平弯后通过腹板下弯锚固的，以承受腹板的主拉应力。在边跨现浇断可以布置底板束起弯进入腹板锚固在梁端上，以承受梁端腹板截面的主拉应力。纵向预应