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毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 题目题目 鱼藏鱼藏溪溪桥施工图设计桥施工图设计 课课 题题 类类 别 别 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名 名 刘鹏刘鹏 学学 号 号 201018020307201018020307 班班 级 级 桥梁桥梁 1010 0303 班班 专业 全称 专业 全称 桥梁工程桥梁工程 指指 导导 教教 师 师 易壮鹏易壮鹏 2 2014014 年年 3 3 月月 一 本课题设计 研究 的目的 1 熟悉桥梁设计的基本过程 特点 掌握桥梁的基本概念 加强对桥规的了解和 运用 2 提高桥梁结构分析能力和运用电算能力 提高利用计算机辅助设计水平 对利 用大型商业软件解决工程实际问题有所了解和接触 3 掌握大 中桥型的设计原则 设计方法和步骤 4 树立正确设计思想以及严谨负责 实事求是 刻苦钻研 勇于创新的作风 为 桥梁建设事业服务 通过毕业设计使我们可以 增强综合运用各种所学知识的能力 5 培养严肃认真 一丝不苟的学习态度和刻苦专研 勇于创新的精神 二 设计 研究 现状和发展趋势 文献综述 随着科技的发展新材料的开发和应用在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助 手段进行有效的快速优化和仿真分析运用智能化制造系统在工厂生产部件利用 GPS 和 遥控技术控制桥梁施工 目前我国桥梁建设正在与国际接轨开始向大跨 新型 轻质和 美观方向发展 1 跨径不断增大 目前世界上钢梁 钢拱的最大跨径已超过 500m 钢斜拉桥为 890m 而钢悬索桥达 1990m 随着跨江跨海的需要钢斜拉桥的跨径已经突破 1000m 钢悬索桥 将超过 3000m 至于混凝土桥梁桥的最大跨径为 300m 拱桥已达 420m 斜拉桥为 530m 2 桥型不断丰富 本世纪 50 60 年代桥梁技术经历了一次飞跃混凝土梁桥悬臂平衡 施工法 顶推法和拱桥无支架方法的出现极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力斜拉桥的 涌现和崛起展示了丰富多彩的内容和极大的生命力悬索桥采用钢箱加劲梁技术上出现 新的突破 3 结构不断轻型化 悬索桥采用钢箱加劲梁斜拉桥在密索体系的基础上采用开口截 面甚至是板使梁的高跨比大大减少非常轻盈拱桥采用少箱甚至拱肋或桁架体系梁桥采 用长悬 4 重视美学及环境保护 桥梁是人类最杰出的建筑之一闻名遐尔的美国旧金山金门 大桥 澳大利亚悉尼港桥 英国伦敦桥 日本明石海峡大桥 中国上海杨浦大桥 南京 长江二桥 香港青马大桥这些著名大桥都是一件件宝贵的空间艺术品成为陆地 江河 海洋和天空的景观成为城市标志性建筑 三 设计 研究 的重点与难点 拟采用的途径 研究手段 梁式桥 梁桥是以梁或桁架梁作为桥梁的主要承重结构 上部结构只对支点产生竖向荷载 梁桥是桥梁的几大基本体系之一 制作和安装都非常方便 用途较为广泛 预应力混凝 土梁式桥具备如下几个主要特征 1 混凝土质料可就地取材 节省成本 2 结构形状 灵活 可模性好 3 耐久性以及耐火性比一般桥梁高 且建成后的维修费用少 4 整 体性好 刚度较大不易变形 5 可预制建造 进而标准化 工业化生产 6 自重占全 桥荷载的很大一部分 6 可采用预应力技术 进而增大跨径和抗裂 抗疲劳能力 拱桥 拱桥是以拱圈或拱助作为桥梁的主要承重结构 这种结构将竖向荷载转化为水平推 力 而且产生的推力可以抵消一部分荷载对拱圈或拱助产生的弯矩作用 所以 与其他 桥型相比 拱产生的弯矩和变形较小 当然 考虑到拱桥是以受压为主 所以建造拱桥 采用抗压能力较好的圬工材料和钢筋混凝土等 且修建拱桥对地基要求较高 对于多跨 连续拱桥 为防止一跨垮塌而破坏全桥 还需要设置单向推力墩 斜拉桥 斜拉桥主要由主梁 索塔和斜拉索三大部分组成 主梁一般采用仝结构 钢 仝组 合结构或者钢结构 索塔大都采用仝结构 而斜拉索采用高强材料 高强钢丝或钢绞线 制成 斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上 将主梁的荷载传递至索塔 再通过索塔 传递至地基 因而主梁在斜拉索的各点支承作用下 像多跨弹性支承的连续梁一样 使 弯矩大大降低 这不但可以使主梁尺寸大大减小 而且由于结构自重显著减轻 既节省 了材料 又能大幅度增加桥梁的跨越能力 斜拉桥属于高次超静定结构 与其他体系桥 梁相比 包含着更多的设计变量 全桥总的技术经济合理性不易简单的由结构体积小 质量轻 或者满应力等概念准确的 表示出来 这就使选定桥型方案和寻求合理设计带 来一定的困难 悬索桥 传统的悬索桥 也称吊桥 均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构 在竖向荷载作用下 通过吊杆使缆索承受很大的拉力 通常就需要在两岸桥台的后方修 筑巨大的锚碇结构 悬索桥也是具有水平反力 拉力 的结构 现代的悬索桥上 广泛 采用高强度的钢丝成股编制的钢缆 以充分发挥其优异的抗拉性能 因此结构自重较轻 就能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无与伦比的特大跨度 悬索桥的另一特点是 成卷的钢缆易于运输 结构的组成构件较轻 便于无支架悬吊拼装 近年来 鉴于对桥 梁美观的要求 在不宜修建锚碇的情况下 也可修建将主缆锚固在主梁两端的所谓 自 锚式 悬索桥 这种桥型虽然很有特色 但其结构设计和施工工艺比较复杂 经济性较 差 而且跨径也不宜过大 方案一 10 25m 简支梁桥 装配式简支 T 形梁桥 上部结构由 7 片 T 梁构成 该桥宽度为静 16 2x0 5m 防撞 墩 设计荷载 公路 级 梁的全长 25m 计算跨境 24 5m 主梁高度 1 5m 全桥共设 6 道横隔板 采用分离式布置 跨径 25m 的预应力混凝土 T 梁先预制简支安装 后形成 连续结构 图 3 1 1 10 25m 简支梁桥立面图 图 3 1 2 简支梁桥主梁横截面图 图 3 1 3 简支梁桥主梁平面图 方案二 70 110 70m 变截面预应力连续箱梁桥 上部构造采用70 110 70变截面连续箱桥 箱梁采用单箱单式截面 支点截面梁高 为6 5米 跨中截面梁高为3米 梁宽17 5米 图 3 2 1 变截面连续梁桥立面图 图 3 2 2 1 2 箱梁跨中 支点横断图 图 3 2 3 连续梁桥平面图 方案三 45 80 80 45m 变截面预应力斜腿刚构桥 变截面预应力刚构桥采用单幅的构造形式 采用单箱双室截面 箱梁支点截面梁高 3 5米 跨中截面梁高2米 梁宽17 5米 图 3 3 1 斜腿刚构桥立面图 图 3 3 2 箱梁跨中 支点横断图 图 3 2 3 斜腿刚构桥平面图 方案比选表 经济性 适用性 美观性 施工难易程度 方案一10 25m简 支梁桥 从预制厂到 工地的运输要求 相对较低 运输费 用较低 但桥面板 需现浇施工 增加 现场作业量 工期 也相应延长 施工方便 适 合中小跨径 结构 尺寸标准化 桥型普通 不 能很好体现桥梁 造型美观 新颖 富有时代特点的 功能 T 形梁结构 受力明确 设计及 施工经验成熟 跨 越能力大 施工可 采用预制吊装的 方法 施工进度较 快 方案二 50 150 50m变截 面预应力连续箱 梁桥 结构受力更合理 减轻结构自重 节 约建造成本 连续箱梁整 体稳定性较好 跨 越能力较大 梁内 部受力均匀且自 重小 但受桥墩高 度限制 具有现代气息 结 构简洁轻盈美观 可靠的强度 刚度 及抗裂性 且具有 行车舒适平稳 养 护工作量小 设计 及施工经验成熟 的特点 但施工较 为复杂 方案三 45 80 80 45m变 截面预应力斜腿 刚构桥 具有较大的 跨越能力及较高 的承载能力 特别 是对中跨梁段能 提供轴向力 因此 梁的截面相对较 小 是工程用料有 所降低 施工时能充分利 用预应力技术的 优点 使施工设备 机械化 生产工厂 化 能提高施工质 量 降低施工费 用 斜腿刚构桥在结 构上兼备梁与拱 的特点和优势 其 呈现出良好的力 学性能 在桥型构 造上以少量构件 和简洁明了的几 何图形构成简练 大方的桥梁形式 斜腿刚构桥桥 设计新颖 施工技 术含量高 结构复 杂 质量要求也 高 比选结果 本桥在初步设计阶段中同时 10 25m 简支梁桥和 70 110 70m 变截面预 应力连续箱梁桥及 45 80 80 45m 变截面预应力斜腿刚构桥进行了分析和比较 若采用 10 25m 简支梁桥方案 则桥梁单孔及总跨径均减小 但相应的下部工程数量增加 必须斜 交且横向连接较多 桥梁整体性降低 对抗震不利 尤其必须在主线中央分隔带设置桥墩 使主线行驶车辆的通视效果受到影响 不利于主线行车的安全 若采用70 110 70m 变截 面预应力连续箱梁桥 虽然单孔跨径加大 但相应的上部结构工程量增加 且受桥墩高度的 限制 若采用 45 80 80 45m 变截面预应力斜腿刚构桥 虽然单孔跨径加大 但相应的下 部结构工程量减少 采用整体箱型截面 抗弯抗扭刚度大 结构整体性 动力性 抗震性均 较装配式小箱梁好 搭支架现浇施工能够很好地满足桥梁线形变化的要求 不在主线中央 分隔带设置桥墩 保证了主线行车视线的畅通 从安全的角度考虑也具有优势 经综合比 较技术经济指标 工程实施难易程度 桥型方案对主线的适应条件及营运状况等多方面 因素 最后实施方案采用 45 80 80 45m 变截面预应力斜腿刚构桥 四 设计 研究 进度计划 第 3 周 第 4 周 熟悉 准备资料 方案比较 拟订推荐方案的结构尺寸 第 5 周 第 8 周 结构内力 变形计算 电算 第 9 周 第 9 周 配筋计算 第 10 周 第 11 周 强度 刚度 稳定性计算 第 12 周 第 15 周 绘制施工图 第 16 周 第 16 周 中文摘要 外文翻译 第 17 周 第 17 周 小结 整理资料 装订 第 17 周 第 17 周 毕业答辩 五 参考文献 1 JTG B01 2003 公路工程技术标准 S 北京 人民交通出版社 2003 2 JTGD62 2004 公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范 S 北京 人民交通出版社 2004 3 JTGD60 2004 公路桥涵设计通用规范 S 北京 人民交通出版社 2004 4 JTGD60 1985 公路桥涵地基与基础设计规范 S 北京 人民交通出版社 1985 5 邵旭东 桥梁工程 M 北京 人民交通出版社 2005 6 范立础 桥梁工程 上 下册 土木工程专业用 M 北京 人民交通出版社 1993 7 姚林森 桥梁工程 公路与城市道路工程专业用 M 北京 人民交通出版社 1985 8 颜东煌 李学文 桥梁电算 M 北京 湖南大学出版社 1999 9 李传习 夏桂云 大跨度桥梁结构计算理论 M 北京 人民交通出版社 2002 10 周念先 桥梁方案比选 M 北京 人民交通出版社 1997 11 王文涛 刚构 连续组合梁桥 M 北京 人民交通出版社 1995 12 范立础 预应力混凝土连续梁桥 M 北京 人民交通出版社 1999 13 邵旭东 桥梁设计百问 M 北京 人民交通出版社 2003 14 叶见曙 结构设计原理 第二版