橋梁畢業(yè)設計開題報告
橋梁,一般指架設在江河湖海上,使車輛行人等能順利通行的構筑物。為適應現(xiàn)代高速發(fā)展的交通行業(yè),橋梁亦引申為跨越山澗、不良地質(zhì)或滿足其他交通需要而架設的使通行更加便捷的建筑物。
橋梁畢業(yè)設計開題報告范文一:
1 課題研究的目的和意義
1.1 目的及現(xiàn)狀
人類的生活及發(fā)展必離不開衣食住行,而隨著歷史車輪的滾滾向前,出行逐漸成為人們的必然成為,這就自然的要求道路和橋梁的建設要跟上歷史的腳步,橋梁在其中起到了重要的作用,橋梁是用于跨越障礙物(如河流、海峽、山谷、道路等)而使道路保持連續(xù)的人工構造物,俗稱道路咽喉,它便利了兩岸的往來,又不阻擋山間水上的原有交通。橋梁既是一種交通功能性的構造物,也是一座立體的造型藝術工程。橋梁往往是一個城市或國家(地區(qū))的象征。
我國的橋梁具有悠久的歷史,自西周、春秋開始,包括此前的歷史時代,這是古橋的創(chuàng)始時期。此時的橋梁除原始的獨木橋和汀步橋外,主要有梁橋和浮橋兩種形式。當時由于生產(chǎn)力水平落后,多數(shù)只能建在地勢平坦,河身不寬、水流平緩的地段,橋梁也只能是寫木梁式小橋,技術問題較易解決。而在水面較寬、水流較急的河道上,則多采用浮橋。
到了秦、漢時期,包括戰(zhàn)國和三國,是古代橋梁的創(chuàng)建發(fā)展時期。秦漢是我國建筑史上一個璀燦奪目的發(fā)展階段,這時不僅發(fā)明了人造建筑材料的磚,而且還創(chuàng)造了以磚石結構體系為主題的拱券結構,從而為后來拱橋的出現(xiàn)創(chuàng)造了先決條件。戰(zhàn)國時鐵器的出現(xiàn),也促進了建筑方面對石料的多方面利用,從而使橋梁在原木構梁橋的基礎上,增添了石柱、石梁、石橋面等新構件。不僅如此,它的重大意義,還在于由此而使石拱橋應運而生。石拱橋的創(chuàng)建,在中國古代建橋史上無論是實用方面,還是經(jīng)濟、美觀方面都起到了劃時代的作用。石梁石拱橋的大發(fā)展,不僅減少了維修費用、延長了橋的使用時間,還提高了結構理論和施工技術的科學水平。因此,秦漢建筑石料的使用和拱券技術的出現(xiàn),實際上是橋梁建筑史上的一次重大革命。故從一些文獻和考古資料來看,約莫在東漢時,梁橋、浮橋、索橋和拱橋這四大基本橋型已全部形成。
改革開放以來,我國公路建設事業(yè)迅猛發(fā)展,作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到了相應的發(fā)展,我國大跨徑橋梁的建設進入了一個最輝煌的時期,一大批新穎、技術復雜、設計和施工難度大和科技含量高的大跨徑橋梁相繼建成,標志著我國的橋梁建設水平已躋身于國際先進行列。近幾年建成的特大橋梁,不少在世界橋梁科技進步中具有顯著地位。諸如重啟朝天門大橋是世界最大跨度剛拱橋,并創(chuàng)造了該類橋梁十余項世界第一;蘇通大橋以主跨1088m為世界第一跨度斜拉橋,同時成為世界上連續(xù)長度最大的雙塔斜拉橋。
一座座橋,實現(xiàn)了天塹的跨越,縮短了時間與空間的距離,美化了秀美山川,為我國疆域的溝通和經(jīng)濟的騰飛起著了重要的作用。
隨著科技的發(fā)展,新材料的開發(fā)和應用,在橋梁設計階段采用高度發(fā)展的計算機輔助手段,進行有效的快速優(yōu)化和仿真分析,運用智能化制造系統(tǒng)在工廠生產(chǎn)部件,利用GPS和遙感技術控制橋梁施工。目前,我國橋梁建設正在與國際接軌,開始向大跨、新型、輕質(zhì)和美觀方向發(fā)展。
我相信在不久的將來我國的橋梁事業(yè)還會創(chuàng)造更多的奇跡!
1.2 意義
題目所涉及的橋梁位于黑龍江省遜克縣境內(nèi),遜克縣與俄羅斯阿穆爾州"三市五區(qū)"遙相呼應,是國家一類口岸,該地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品豐富,盛產(chǎn)鳊花,遜克金南瓜, 遜克瑪瑙,水獺皮等山林中有馬鹿、黑熊、犴、狍子、林蛙等野生動物。森林資源種類繁多,主要樹種有紅松、落葉松、樺樹、椴樹、楊樹等,林中盛產(chǎn)蕨菜、老山芹等山野菜。同時遜克大平臺霧凇景觀也是旅游的的好地方,該橋的建成,將河兩岸之間的交通更加方便快捷,有利于兩地間經(jīng)濟、文化等方面的交流,給兩地以及周邊輻射地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活帶來極大的便利,對促進經(jīng)濟發(fā)展、改善人民群眾物質(zhì)和文化生活起到積極作用。
2 文獻綜述
2.1.1連續(xù)梁橋的特點
兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋,屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下,產(chǎn)生的支點負彎矩,對跨中正彎矩有卸載的作用,使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理,因而梁高可以減小,由此可以增大橋下凈空,節(jié)省材料,且剛度大,整體性好,超載能力大,安全度大,橋面伸縮縫少,并且因為跨中截面的彎矩減小,使得橋跨可以增大。連續(xù)梁橋是中等跨徑橋梁中常用的一種橋梁結構,預應力混凝土連續(xù)梁橋是其主要結構形式,它具有接縫少、剛度好、行車平順舒適等優(yōu)點,在30-120m跨度內(nèi)常是橋型方案比選的優(yōu)勝者。而橫張預應力混凝土技術在T型梁、箱型梁、空心板橋三座常規(guī)跨徑簡支梁橋中的應用,取得了明顯的技術經(jīng)濟效益。為拓寬橫張預應力技術的應用范圍,將其應用到更大跨度的連續(xù)梁橋中就顯得尤為必要了。
2.1.2 預應力混凝土梁橋
預應力混凝土連續(xù)梁橋是預應力橋梁中的一種,它具有整體性能好、結構剛度大、變形小、抗震性能好,特別是主梁變形撓曲線平緩,橋面伸縮縫少,行車舒適等優(yōu)點。加上這種橋型的設計施工均較成熟,施工質(zhì)量和施工工期能得到控制,成橋后養(yǎng)護工作量小。預應力混凝土連續(xù)梁的適用范圍一般在150m以內(nèi),上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。
預應力混凝土橋梁有強大的競爭能力,主要的因素有:
(1)預應力混凝土充分發(fā)揮了高強材料的特性,具有可靠的強度,剛度及抗裂性能。結構在車輛運行中噪音小,維修工作量少。
(2)預應力混凝土橋梁的施工方法已達到很先進的水平,現(xiàn)代化技術的應用已使它的施工周期大大縮短,顯示出巨大經(jīng)濟效益。
(3)預應力混凝土橋梁適用于各種結構體系,而且還在不斷創(chuàng)新出體現(xiàn)預應力技術特點的新型結構體系。
(4)預應力混凝土橋梁可充分利用材料可塑的特點,在建筑上有豐富、多采的表現(xiàn)潛力。
2.2 預應力混凝土連續(xù)梁橋
2.2.1連續(xù)梁橋簡介
兩跨或兩跨以上連續(xù)的梁橋,屬于超靜定體系。連續(xù)梁在恒活載作用下,產(chǎn)生的支點負彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用,使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理,因而梁高可以減小,由此可以增大橋下凈空,節(jié)省材料,且剛度大,整體性好,超載能力大,安全度大,橋面伸縮縫少,并且因為跨中截面的彎矩減小,使得橋跨可以增大。
2.2.2簡支轉(zhuǎn)連續(xù)橋發(fā)展
簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋作為一種特殊的連續(xù)梁橋,綜合了簡支梁橋與連續(xù)梁橋的優(yōu)點,具有造價低、整體性好、橋面接縫少、工期短等優(yōu)點,已在高速公路上廣泛使用。近年來,由于預應力體系的不斷更新,新技術的應用,新的施工工藝的完善,吊裝能力的不斷提高,使得簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋更經(jīng)濟適用。該結構較之于簡支梁橋具有變形小、剛度大、伸縮縫少、行車平順等特點,能適應高速公路的行車要求,而且橋墩上由兩排支座減少為一排,結構中的鋼束數(shù)基本相當;較之于現(xiàn)澆連續(xù)梁具有受力明確,受混凝土收縮徐變、支座沉陷等影響較小的特點,施工簡便,不需搭腳手架,施工質(zhì)量容易控制,而且可以不阻斷橋下交通。其主梁可以在下部結構施工的同時進行預制、成批生產(chǎn),縮短施工周期,有效提高建橋速度。因此,簡支轉(zhuǎn)連續(xù)施工的橋梁在高速公路中等跨徑的橋梁中得到了廣泛的應用,其結構的合理性和施工的快速已得到工程界的認可。
隨著高等級公路的迅速發(fā)展,大量中等跨徑的預應力混凝土連續(xù)梁橋方案常常作為優(yōu)勝方案而被采用。為了適應中等跨徑長橋的建設需要,出現(xiàn)了全跨徑長度的梁或板的預制構件,形成了將整跨梁或板架設于支座就位后“拼裝"成連續(xù)梁的逐孔施工方法。這種整跨梁預制、架設就位后,在支座處通過現(xiàn)澆接頭、待混凝土強度達到規(guī)定值后張拉預應力實現(xiàn)結構連續(xù)的施工方法,即是我們常說的“先簡支后連續(xù)施工方法。為了與常規(guī)的施工方法形成的連續(xù)梁結構體系區(qū)分開來,我們把這種施工方法形成的結構體系稱為“先簡支后連續(xù)結構體系。隨著中等跨徑橋梁建設的需要,和先簡支后連續(xù)施工方法所固有的優(yōu)點,因而受到了設計者和施工者的歡迎。
2.3先簡支后連續(xù)梁橋
采用預制裝配施工的連續(xù)梁橋,同其它體系的橋梁相比,先簡支后連續(xù)結構體系在實際工程中它具有許多優(yōu)點:
(1)由于采用預制構件,因而可以在預制場內(nèi)批量生產(chǎn),這樣則便于統(tǒng)一生產(chǎn)管理并嚴格控制預制構件的尺寸。采用標準構件時更有利于技術操作、提高預制速度、節(jié)省模板費用。
(2)由于在下部結構施工的同時便可進行上部構件的預制,因而節(jié)省了施工時間,加快了施工速度,有利于提高經(jīng)濟效益。
(3)整片梁的吊裝就位僅需要吊裝設備,簡支梁的預應力筋張拉可在工廠進行,而負彎矩的布置或張拉可在梁上進行,因而減少了旌工設備,又可避免造成地面障礙,在擁擠的市區(qū)或風景區(qū)以及城市立交橋等一些要求旌工中不能中斷交通的工程中特別適用。
(4)避免采用大量的腳手架,可保護環(huán)境,節(jié)省費用。
(5)同其它方法施工的連續(xù)梁一樣,這種方法施工形成的連續(xù)梁同樣具有剛度大、收縮縫少、變形小的優(yōu)點,可提高車速,使行車舒適。
(6)由于是在工廠預制,首期預應力的張拉至澆筑接縫、后連續(xù)預應力的張拉時己有相當?shù)凝g期,因而減少了混凝土的收縮、徐變對結構體系的影響,而簡支梁的預應力筋對結構不產(chǎn)生次力矩,可使結構設計簡便。
(7)基礎沉降對結構的'影響小。由于這種結構體系是梁的恒載按簡支梁傳力,而僅僅是活載和二期恒載(橋面鋪裝、欄桿、安全帶)是按連續(xù)梁結構傳力,因而結構的受力性能優(yōu)越,適合于軟土上的建設。
近幾年國內(nèi)所修建的高等級公路的大、中橋幾乎都是采用此方法施工的。在交通運輸工程事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,推廣此方法必將收到良好的經(jīng)濟和社會效益,也使標準化橋梁設計前進了一大步。
2.4 箱梁的優(yōu)點
我國公路建設近年來發(fā)展迅速,大跨徑梁橋、吊橋、斜拉橋的設計、施工水平不斷提高,但中等跨徑橋梁的設計、施工水平發(fā)展相對緩慢,結構形式仍然以簡支空心板和簡支T梁為主,一些中小跨徑大橋采用先簡支后連續(xù)箱梁和支架現(xiàn)澆連續(xù)梁。簡支梁橋設計、施工簡便,工期短。但橋面伸縮縫較多,行車條件差;跨中彎矩大而墩頂彎矩為零,結構受力不合理;梁高僅受跨中截面彎矩控制,其它截面材料不能得到充分利用。目前,在中小跨徑橋梁的設計和施工中多采用先簡支后連續(xù)箱梁和支架現(xiàn)澆連續(xù)梁,但這兩種形式都有一定的不足。裝配式連續(xù)梁橋是將預制梁與現(xiàn)澆梁相結合的全新結構形式,這種結構形式綜合了其他兩種形式的優(yōu)點,彌補了它們的不足,是中等跨徑梁橋設計與施工的新理念、新方法。 簡支箱形截面梁以其優(yōu)良的力學特性-具有較大的剛度和強大的抗扭性能和結構簡單,受力明確、節(jié)省材料、架設安裝方便,跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點。而被廣泛地應用于城市橋梁和高等級公路立交橋的上部結構中。建筑高度較低,易保養(yǎng)和維護,橋下視覺效果好。受力明確等截面形式,可大量節(jié)省模板,加快建橋進度,簡易經(jīng)濟。構造簡單,線形簡潔美觀橋梁的上、下部可平行施工,使工期大大縮短;無需在高空進行構件制作,質(zhì)量以控制,可在一處成批生產(chǎn),從而降低成本。適用于對橋下視覺有要求的工程,適用于各種地質(zhì)情況;用于對工期緊的工程;對通航無過高要求的工程。
3.設計的基本內(nèi)容,擬解決的主要問題
3.1.1.橋面布置
路基寬28m,橋面凈寬27m。2×[0.5m(防撞墻)+12.25m+0.75m(護欄)]+1.0m(中間帶),荷載等級為公路Ⅰ級荷載,跨徑40m,上部結構采用裝配式連續(xù)箱梁。梁距4.5m,梁高1.8m,一跨6片梁。
3.1.2.計算階段
1、確定計算圖示
2、內(nèi)力計算
(1)恒載內(nèi)力計算
(2)活載內(nèi)力計算
(3)附加內(nèi)力計算
(4)結構次內(nèi)力計算
3、內(nèi)力組合,包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)
4、配筋設計
5、應力驗算
6、強度驗算
3.1.3下部結構設計
3.1.4施工圖繪制
3.1.5.設計計算書編寫過程
通過以上五部分的設計內(nèi)容,使得新立農(nóng)場橋兩階段施工圖設計基本完成。
3.2擬解決的主要問題
1、預應力鋼筋的計算與布置;
2、連續(xù)梁橋恒載狀態(tài)下內(nèi)力、位移的計算;
3、本次設計采用電算,應用橋博軟件建模;
4、各部分驗算
3.3解決措施
按時并保質(zhì)保量的完成畢業(yè)設計,關鍵是要按照進度和老師的指導開展工作。因為設計經(jīng)驗匱乏,設計過程中保持與老師的聯(lián)系,經(jīng)常與老師進行溝通,并積極搜集與專業(yè)相關的資料,例如規(guī)范、學術論文、設計案例等,從而做到對設計任務的全面系統(tǒng)把握。對軟件的使用,要向老師請教并經(jīng)常練習達到所需熟練要求。
4 技術路線
本設計根據(jù)給定的橋位地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件的特點,通過對橋位原始資料的分析,依據(jù)《公路工程技術標準》、《公路橋涵通用設計規(guī)范》等交通部最新頒發(fā)的有關技術標準和規(guī)范及相關施工技術指南,在指導老師的指導下依次進行橋梁總體設計、上部結構設計、下部結構設計、施工方案設計,撰寫設計說明書,繪制設計施工圖紙,由此完成一座橋梁施工圖設計。
4.1總體設計
根據(jù)設計任務書給的歷年年最大流量資料,在海森機率格紙進行經(jīng)驗頻率曲線、理論頻率曲線的繪制,根據(jù)設計洪水頻率計算設計洪水流量。根據(jù)河段特征按經(jīng)驗公式計算滿足水文要求的最小橋孔凈長,計算滿足不通航要求的最小橋面標高,計算最低沖刷線標高。最后將計算結果繪在橋孔布置圖上,要求縱橫比例一致。
4.2結構設計
在橋梁總體設計方案確定之后,須對結構進行分析計算。包括受力分析計算,配筋計算及結構驗算。用計算結果驗證所選的結構尺寸及材料性能、配筋量等是否滿足規(guī)范要求,不滿足規(guī)范要求則必須對設計進行修改。
4.3施工方案設計
本階段的施工方案設計,僅對施工方法和施工順序進行宏觀考慮.
4.4設計說明書編寫,施工圖繪制
須對設計計算內(nèi)容做全盤的系統(tǒng)整理,設計說明書按學校有關規(guī)定格式書寫,圖紙應根據(jù)工程制圖標準與規(guī)定繪制,最后正式裝訂成冊。
5 進度安排
1、領取畢業(yè)設計任務書 20XX.12.19
2、提交畢業(yè)設計開題報告并答辯 20XX.3.14~20XX.3.25
3、畢業(yè)設計時間 20XX.26~20XX.6.15
畢業(yè)設計進度時間分配表
序號 工作內(nèi)容 時間安排 有效工作天數(shù)(天)
1 結構選型 3月26日~3月28日 3
2 總體設計 3月29日~4月03日 4
3 施工方法設計 4月04日~4月06日 3
4 尺寸擬定內(nèi)力計算 4月07日~4月16日 8
5 上部配筋設計及驗算 4月17日~5月13日 16
6 下部結構設計 5月14日~5月21日 7
7 繪制施工圖 5月22日~6月01日 9
8 編寫設計計算說明書 6月02日~6月12日 7
9 上交畢業(yè)設計資料 6月13日~6月14日 2
10 畢業(yè)設計評閱 6月15日~6月15日 1
合 計 3月26日~6月15日 60
4、畢業(yè)答辯時間 20XX.6.18~20XX.6.21
6 參考文獻
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橋梁畢業(yè)設計開題報告范文二:
一、本課題設計(研究)的目的:
(1)通過畢業(yè)設計系統(tǒng)地鞏固基本理論知識和專業(yè)知識,能綜合運用所學課程自主創(chuàng)新,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力;
(2)掌握設計原則、設計方法、步驟,提高計算、繪圖、查閱文獻、使用橋梁規(guī)范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能,從而深入了解公路預應力混凝土橋梁在橋式方案比選、結構計算及施工架設等方面的設計規(guī)范、計算方法及設計思想等內(nèi)容和要求,為畢業(yè)后從事橋梁技術工作打好基礎;
(3) 通過橋梁畢業(yè)設計,不斷提高計算、繪圖,查閱文獻(包括外文文獻),使用規(guī)范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能,了解生產(chǎn)設計的主要內(nèi)容和要求,掌握設計原則、設計方法、設計步驟;
(4) 通過橋梁畢業(yè)設計,系統(tǒng)地掌握WORD,CAD,橋梁電算等程序的基本技能,并且可以熟練的運用;
二、設計(研究)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(文獻綜述)及比選方案:
(一).設計現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
橋梁工程在工程規(guī)模上約占道路總造價的10%——20%,它同時也是保證全線通車的咽喉,特別在戰(zhàn)時,即便是高技術戰(zhàn)爭,橋梁工程仍具有非常重要的地位。
隨著科學技術的進步和經(jīng)濟社會文化水平的提高,人們對橋梁建筑提出了更高的要求。經(jīng)過幾十年的努力,我國的橋梁工程無論在建設規(guī)模上,還是在科技水平上,均已躋身世界先進行列。
橋梁按受力體系可分為一下幾種:
1. 梁式橋
梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構,由于外力(恒載和活載)的作用方向與承重結構的軸線接近垂直,因而與同樣跨徑的其他結構相比,梁橋內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大,通常需用抗彎、抗拉能力強的材料來建造。對于中、小跨徑橋梁,目前在公路上應用最廣的是標準跨徑的鋼筋混凝土簡支梁橋,施工方法有預制裝配和現(xiàn)澆兩種,這種梁橋的結構簡單,施工方便,簡支梁對地基承載力的要求也不高。
2. 拱式橋
拱式橋的主要承重結構是拱圈和拱肋(拱圈橫截面設計成分離形式時稱為拱肋)。拱結構在豎向荷載作用下,橋墩和橋臺將承受水平推力。同時,根據(jù)作用力和反作用力原理,墩臺向拱圈(或拱肋)提供一對水平反力將大大抵消在拱圈(或拱肋)內(nèi)由荷載所引起的彎矩。因此,與同跨徑的梁相比,拱的彎矩、剪力和變形都要小得多,鑒于拱橋的承重結構以受壓為主,通常采用抗壓能力強的圬工材料和鋼筋混凝土來建造。
拱橋不僅跨越能力很大,而且外形酷似彩虹臥波,十分美觀,在條件許可的情況 下,修建拱橋往往是經(jīng)濟合理的,一般在跨徑500m以內(nèi)均可作為比選方案。但應當注意,為了確保拱橋的安全,下部結構和和體積(特別是橋臺)必須能經(jīng)受住很大的水平推力作用。此外,與梁式橋不同,由于拱圈(或拱肋)在合攏前自身不能維持平衡,因而拱橋在施工過程中的難度和危險性要遠大于梁式橋
根據(jù)近年的實踐,鋼筋混凝土拱橋自重較大,跨越能力比不上鋼拱橋,但是,因為鋼筋混凝土拱橋造價低,養(yǎng)護工作量小,抗風性能好等優(yōu)點,仍被廣泛采用,特別是崇山峻嶺的我國西南地區(qū)。
3. 剛構橋
剛構橋的主要承重結構是梁(或板)與立柱(或豎墻)整體結合在一起的剛架結構,梁和柱的連結處具有很大的剛性,以承擔負彎矩的作用。在豎向荷載作用下,柱腳處具有水平反力,梁部主要受彎,但彎矩值較同跨徑的簡支梁小,梁內(nèi)還有軸壓力,因而其受力狀態(tài)介于梁橋和拱橋之間,剛架橋跨中的建筑高度可做到很小。但普通鋼筋混凝土修建的剛架橋在梁柱剛結處較易產(chǎn)生裂縫,需在該處多配鋼筋。剛架橋一般均需承受正負彎矩的交替作用,橫截面宜采用箱形截面,連續(xù)剛構橋主梁受力與連續(xù)梁相近,橫截面形式與尺寸也與連續(xù)梁基本相同。
4. 懸索橋
懸索橋(也稱吊橋)是用懸掛在塔架上的強大纜索作為主要承重結構,在橋面系豎向荷載作用下,通過吊桿使纜索承受很大的拉力,纜索錨于懸索橋兩端的錨碇結構中,為了承受巨大的纜索拉力,錨碇結構需做的很大(重力式錨碇),或者依靠天然完整的巖體來承受水平拉力(隧道式錨碇),纜索傳至錨碇的拉力可分解為垂直和水平兩個分力,因而懸索橋也是具有水平反力(拉力)的結構。
5 斜拉橋
斜拉橋由塔柱、主梁和斜拉索組成。它的基本受力特點是:受拉的斜索將主梁多點吊起,并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱,在通過塔柱基礎傳至地基,塔柱基本上以受壓為主?缍容^大的主梁就像一條多點彈性支承(吊起)的連續(xù)梁一樣工作,從而使主梁內(nèi)的彎矩大大減小。由于同時受到斜拉索水平分力的作用,主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構件,斜拉橋?qū)儆诟叽纬o定結構,主梁所受彎矩大小與斜拉索的初張力密切相關,存在著一定最優(yōu)的索力分布,使主梁在各種受力狀態(tài)下的彎矩(或應力)最小。
、 方案比選
技術標準:汽車荷載:公路-II級
橋面寬度:全橋?qū)挾?3.00m(11m行車道+2*0.75m人行道+2*0.25m欄桿)
比選原則:① A、所設計的橋梁結構在強度和穩(wěn)定方面要有足夠的安全儲備。B、防撞欄桿應具有足夠的高度和強度。②適用耐久,應保證橋梁在設計基準期內(nèi)正常使用。③橋梁設計應遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原則。④橋的外形從任何角度看都應該是優(yōu)美的,結構布置必須精練,并在空間有和諧的比例。⑤橋梁設計必須考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。
方案一:(2×40)m預應力混凝土簡支T型梁橋
優(yōu)點:制造簡單,整體性好,接頭也方便,而且能有效的利用現(xiàn)代高強材料,減少構件截面,與鋼筋混凝土相比,能節(jié)省鋼材,在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫等。
缺點:預應力張拉后上拱偏大,影響橋面線形,使橋面鋪裝加厚等。 施工方法:采用預制拼裝法施工,即先預制T型梁,然后用大型機械吊裝的一種施工方法。
方案二:(25+30+25)m預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋
優(yōu)點:結構剛度大,變形小,行車平順舒適,伸縮縫少,抗震能力強,線條明快簡潔,施工工藝相對簡單,造價低,后期養(yǎng)護成本不高等。
缺點:橋墩處箱梁根部建筑高度較大,橋梁美觀欠佳。超靜定結構,對地基要求高等。
施工方法:采用懸臂澆筑施工,用單懸臂—連續(xù)的施工程序,這種方法是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土,待混凝土達到一定強度后,張拉預應力筋,移動機具、模板繼續(xù)施工。
方案三:(4X20)m預應力混凝土空心板橋
優(yōu)點: 預應力結構通過高強鋼筋對混凝土預壓,不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性,而且提高了混凝土的抗裂性,促使結構輕型化,因而預應力混凝土結構具有比鋼筋混凝土結構大得多的跨越能力。
采用空心板截面,減輕了自重,而且能充分利用材料,構件外形簡單,制作方便,方便施工,施工工期短,而且橋型流暢美觀。
缺點:行車不順,同時橋梁的運營養(yǎng)護成本在后期較高。
施工方法:采用預置裝配(先張法)的施工方法,先張法預制構件的制作工藝是在澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉,并將其臨時固定在張拉臺座上,然后按照支立模板—鋼筋骨架成型—澆筑及振搗混凝土—養(yǎng)護及拆除模板的基本施工工藝,待混凝土達到規(guī)定強度,逐漸將預應力筋松弛,利用力筋回縮和與混凝土之間的黏結作用,使構件獲得預應力。
方案比選表
方案
設計方案一
設計方案二
設計方案三
適用性 各梁受力相對獨立,避免超靜定梁的復雜問題,行車較舒適。 箱形截面抗扭剛度大,可以保證其強度和穩(wěn)定性,有效的承擔正負彎矩,橋梁的結構剛度大,變形小,行車平穩(wěn)舒適。
空心板截面,減輕了自重,而且能充分利用材料,構件外形簡單,制作方便,方便施工,施工工期短。
美觀性 構造簡單,線條簡潔 全橋線條簡潔明快,與周 圍環(huán)境協(xié)調(diào)好,因此,橋 型美觀 全橋線條簡潔,但橋孔跨 度多,因此顯得有些繁縟 影響橋型美觀
施工難
易
等跨徑布置,細部尺寸相同,可以重復利用模板預制,施工較為方便。
相對簡支梁橋的施工要更復雜。 相對于簡支T型梁和連 續(xù)箱形梁施工較簡單。
經(jīng)濟性
等截面形式能大量節(jié)約模板,加快建橋進度,簡易經(jīng)濟,但不能充分利用截面作用,基礎設計量連續(xù)梁剛度大,變形小,伸縫少,能充分利用高強材料特性,促使結構輕型化,跨能力強。 充分發(fā)揮了高強材料的 特性,而且提高了混凝 的抗裂性,促使結構輕 型化。后期養(yǎng)護成本較高 大。
結論:通過經(jīng)濟性、適用性、美觀性、施工難易等方面的綜合比較,我推薦第一個方案。
三、設計(研究)的重點與難點,擬采用的途徑(研究手段):
1.重點:
1) 方案比選,確定最優(yōu)方案;
2) 擬定主要結構尺寸;
3) 選取計算簡圖,進行結構內(nèi)力計算;
4) 配筋設計計算;
5) 強度、剛度、穩(wěn)定性計算;
6) 施工圖繪制。
2.難點:
1) 正確選取計算簡圖,利用電算進行結構內(nèi)力計算。
2) 配筋設計計算及復核。
3.研究途徑:
1) 廣泛查閱文獻資料;
2) 充分利用網(wǎng)絡資源查閱相關內(nèi)容;
3) 利用橋梁電算程序處理很分析數(shù)據(jù);
4) 學習諸如橋梁博士等專業(yè)軟件進行設計計算;
5) 請教老師,幫助解決疑難問題。
四、設計進度與步驟
20XX年第17—19周 開題報告文獻綜述、外文翻譯
20XX年第 3—4 周 水文計算、方案設計
20XX年第 5—12周 結構內(nèi)力計算,內(nèi)力組合、配筋計算
20XX年第13—15周 繪制圖紙、點算校核,整理設計說明書
20XX年第 16 周 教師評閱、畢業(yè)答辯
五、參考文獻
(一)、規(guī)范標準
1、公路工程技術標準JTG B01-2003
2、公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60-2004
3、公路圬工橋涵設計規(guī)范JTG D61-2005
4、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62-2004
5、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范JTG D63-2007
6、公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-2000
7、公路工程基本建設項目設計文件編制辦法
8、公路工程基本建設項目設計文件圖表示例
(二)、公路橋涵設計手冊
1、公路橋涵設計手冊-基本資料
2、公路橋涵設計手冊-梁橋(上、下冊)
3、公路橋涵設計手冊-拱橋(上、下冊)
4、公路橋涵設計手冊-墩臺與基礎
5、公路橋涵設計手冊-橋梁附屬構造與支座
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