开题报告-安阳市白家冲桥设计.doc

南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：土木工程设计(论文)题目：安阳市白家冲桥设计指 导 教 师: 2015 年 1 月12日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述 简支变连续设计浅析摘要 简支转连续梁桥同时具备简支桥梁受力明确，结构简单的特点和连续梁桥优秀的行车舒适性。文章首先介绍了简支变连续桥梁的特点和施工流程，对其动力特性进行了阐述，叙述了其结构受力的特点，对其内力效应的影响因素进行了说明，对桥梁设计有一定的参考价值。关键词 简支转连续梁桥 动力工作性能 内力效应1 引言简支梁和连续梁两种结构形式的桥梁是预应力混凝土桥梁发展几十年中最早被应用在桥梁中的结构体系。传统设计中，中小型跨径梁桥多采用简支结构，主要青睐于简支结构具有构造简单、施工方便、且对地基沉降要求不高的特点1。然而，大量桥面伸缩缝的存在导致行车舒适性不尽人意。于是，有着比较连续桥面的连续梁桥逐渐出现，它们有着优秀的行车舒适性，但施工进度难以控制，即便目前出现了悬臂施工方法，施工进度控制效果仍然不理想2。简支桥梁构造简单受力明确，构件能够批量预制，桥梁技术人员希望能够使用建造简支梁桥的方法建造连续梁桥，在一定时期内，使用带有桥面连续构造的简支梁桥是对这一工程问题的普遍解决方法。因此，简支转连续梁桥应运而生。其行车平顺，且主梁的预制装配式施工方法可大幅度提高桥梁的建设速度，使得该类桥梁在工程界备受青睐。2 施工流程先简支后连续结构桥梁的施工过程主要分为五个阶段3：（1）预制主梁；（2）设置临时支座并安装永久支座，逐孔安装主梁，置于临时支座上为简支状态，毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告及时连接桥面钢筋与横梁钢筋；（3）连接接头段钢筋，设置接头钢束波纹管并穿束，浇筑连续接头、中横梁及两侧与顶板钢束同长范围内的桥面整体化混凝土。混凝土强度达到100%后张拉顶板钢束并压浆；（4）接头完成后，浇筑剩余的桥面混凝土。（5）拆除临时支座，完成体系转换。3 简支变连续桥梁设计简支变连续梁桥吊装完成后为简支梁桥，将湿接缝混凝土浇注完成并拆除临时支座后变为连续梁桥，体系发生转换。因此，在简支变连续梁桥设计中要注重对其的动力工作性能、结构计算方法以及内力重分布规律的研究，以确保桥梁的质量和安全4。3.1 动力工作性能分析简支转连续梁桥工作性能与使用耐久性能除要求桥梁具有良好的静力性能外，更要求结构在行车荷载作用下具有良好的动力工作性能5。车辆和桥梁之间相互作用的振动称之为车-桥耦合振动，是影响桥梁动力性能的关键6。车-桥耦合振动计算模型是以车轮与桥面接触点为界，将车-桥耦合振动系统分为车辆子系统与桥梁子系统两个独立的部分，建立一种4自由度的双轴车辆平面振动模型；并且利用空间梁格理论形成桥梁振动模型，然后通过车轮与桥面接触点处的位移协调（几何相容条件）与车辆与桥梁的相互作用力的力学平衡建立车-桥耦合振动方程，采用迭代法求解非线性的车桥系统振动响应,对简支转连续梁桥的动力工作性能进行计算和分析7。3.2 结构计算方法研究对于简支转连续梁桥，由于具有自身体系特点的施工工艺过程，结构在形成过程中内力及变形的发展及累计，对后期结构的内力及内力重分布均会产生影响。体系为简支结构受力时，混凝土的龄期较早，正弯矩束的张拉以及收缩与徐变的影响，对于静定结构的简支体系，均不会产生内力重分布现象。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告然而，墩顶合龙段湿接头混凝土浇筑后，结构变成连续体系，此时墩顶负弯矩预力束的张拉，对整个结构的内力及变形产生影响，由于负弯矩预应力束的布束长度限制，不同梁段受力也将会不同，原有正弯矩束张拉后的效应也将会发生变化。简支梁形成连续体系后，收缩、徐变、温度等作用效应分析应按照连续体系计算，这时还应考虑由此产生的次内力及内力重分布问题。因此，简支转连续梁桥计算多采用连续梁及简支梁的理论，使用有限元杆系程序按照简支阶段及连续阶段分别进行受力分析，然后将各阶段的各种力学效应叠加，形成设计总内力8。3.3 内力重分布规律及影响因素研究简支转连续梁桥属于连续梁桥，简支转连续梁桥在简支阶段、体系转换阶段及成桥阶段，由于自重、正弯矩预应力束张拉、徐变、温度变化、负弯矩预应力张拉以及活载作用等因素的影响，结构将产生一系列的内力重分布现象，并伴随着变形的发生。因此要对简支转连续梁桥由于混凝土徐变、局部温度变化以及负弯矩预应力束张拉引起的结构内力重分布规律及影响因素进行分析。简支转连续梁桥混凝土徐变时，徐变次内力主要表现为对结构自重效应及预应力效应的重新调整。因此，要针对该体系桥梁不同控制截面处徐变次内力及变形大小及发展规律给予重视，使工程设计及施工控制做到精细化9。对于简支转连续梁桥中的温度变化，混凝土结构将产生变形，如果这种温度变形受到约束，就会在混凝土结构内部产生拉（压）应力，达到混凝土的抗拉（压）强度极限值时，则能引起混凝土开裂（压碎），边界条件及温度场不同，温度变形及温度应力会发生变化10。简支转连续梁桥应分别计算各孔的温度次内力，以保证经济性与安全性。在简支转连续梁桥当中，负弯矩束的长度对预应力次效应影响非常大，因此要分析负弯矩预应力束长度及收缩徐变等因素对预应力效应的影响，尽量提高负弯矩预应力束的利用率11。4 结论综上所述，简支转连续梁桥结合了简支梁桥和连续梁桥的优点，是较理想的桥梁结构形式。本文主要得到以下结论：毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告（1）简支转连续梁桥设计中，要注重简支转连续梁桥的动力工作性能分析。建立车-桥耦合振动方程，计算简支转连续梁桥动力工作性能，并进行分析。（2）对于简支转连续梁桥的结构计算，应该使用有限元杆系程序按照简支阶段及连续阶段分别进行受力分析，然后将各阶段的各种力学效应叠加。（3）混凝土徐变、局部温度变化以及负弯矩预应力束张拉将引起简支转连续梁桥结构内力的重新分布，设计时要充分考虑这些因素，研究混凝土徐变、局部温度变化以及负弯矩预应力束张拉作用下结构内力重分布的规律及影响因素，以保证桥梁的安全性。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参 考 文 献1 范立础. 桥梁工程（第二版）（上册）M. 北京：人民交通出版社，20122 徐岳. 连续梁桥 M. 北京：人民交通出版社，20123 姚玲森. 桥梁工程 M. 北京：人民交通出版社，2010.4 盛可鉴. 简支转连续梁桥的几个关键问题研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，20135 曾珏博. 简支连续梁桥结构体系转换力学性能分析D.重庆：重庆交通大学，20136 雷霜. 车-桥耦合系统的振动响应分析与主动控制D.西安：西安理工大学， 20107 王百田. 车桥耦合作用下连续钢箱梁桥动力响应研究D.武汉：武汉理工大学，20138 安井刚. 预应力混凝土简支转连续梁桥结构设计及分析D.河北：河北工业大学，20109 黄志敏. 简支转连续混凝土箱梁的收缩徐变效应研究D.西安：长安大学，201110 陶潘深，何敏. 简支转连续梁桥施工及温度效应计算理论研究J.山西建筑，2014，(24):186-18711 安井刚. 预应力混凝土简支转连续梁桥结构设计及分析D.河北：河北工业大学，2010毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 本文研究和解决的问题安阳市白家冲桥设计方案为325m预应力混凝土箱型梁桥设计，上部结构采用预应力混凝土小箱梁，下部结构采用重力式桥台、桩柱式桥墩，支座拟采用盆式橡胶支座。（1）根据任务书对于桥梁跨径及桥宽规定，初步确定箱梁有关构件细部尺寸；（2）进行主梁的内力及荷载组合计算；（3）根据相关设计图纸和相关资料，初估腹板束和顶板束预应力筋数量，并进行布置；（4）持久状况承载能力极限状态下的截面设计、配筋与验算；（5）根据计算结果，调整预应力筋数量和位置；（6）持久状况正常使用极限状态下的裂缝宽度验算和挠度验算；（7）若不满足验算要求，调整预应力筋数量及位置，必要时，修改截面尺寸；（8）拟定桥墩、桥台的基本尺寸；（9）绘制桥梁施工图。2 采用的研究手段（1）查阅桥梁设计相关规范和大量专业书籍及相关论文，进而使设计更加合理，符合相关规范的各项要求；（2）参考相关桥梁设计施工图纸及桥梁通用图，结合任务书的具体要求，运用工程类比法展开设计；（3）设计过程中运用AutoCAD、Office、桥梁博士等相关软件，提高计算效率；（4）及时与指导老师沟通，在老师指导的基础上展开工作。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该文献综述在查阅大量的参考文献的基础上，介绍了简支变连续小箱梁桥工艺流程，详细阐述了设计中动力性能的分析和体系转换中内力重分布的影响因素。文章逻辑清晰，结构较合理，语句较通顺，格式符合要求。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题设计包括桥跨布置、桥梁横断面设计、荷载组合计算、箱梁腹板束设计、