桥梁工程毕业设计开题报告.pdf

湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 毕业设计毕业设计 论文论文 开题报告开题报告 题目题目 湘潭芙蓉大道飞龙 一 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 朱朱状状 学学号 号 201018020315201018020315 班班级 级 桥梁桥梁 10031003 班班 专业 全称专业 全称 土木工程 桥梁工程 土木工程 桥梁工程 指指 导导 教教 师 师 彭建新彭建新 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 一 一 本课题设计 研究 的目的本课题设计 研究 的目的 1 通过桥梁毕业设计 使学生运用所学的课程系统地训练 以便掌握桥梁的基本理论 基本知识 和基本计算方法 2 通过毕业设计的实践 理论联系实际 独立完成设计 不断提高分析问题和解决问题的能力 3 通过毕业设计 不断提高计算 绘图 查阅文献 使用桥梁规范和设计手册 编写技术文件 运用电脑等基本技能 树立正确的设计思想 逐步掌握设计原则 设计方法 设计步骤 4 遵守纪律 遵守校纪 校规 严谨负责 实事求是 刻苦钻研 相互协作 勇于创新 5 学习科研论文的撰写 了解专业动态 6 设计思想正确 计算无误 设计文件工整 语句通顺 表达清楚 图纸整洁 布局合理 二 二 设计 研究 现状和发展趋势 文献综述设计 研究 现状和发展趋势 文献综述 我国自 50 年代中期开始修建预应力混凝土梁桥 至今已有 60 多年的历史 比欧洲起步晚 但 近 20 年来发展迅速 在预应力混凝土桥梁的设计 结构分析 试验研究 预应力材料及工艺设备 施工工艺等方面日新月异 预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平 预 应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种 它具有整体性能好 结构刚度大 变形小 抗震性 能好 特别是主梁变形挠曲线平缓 桥面伸缩缝少 行车舒适等优点 加上这种桥型的设计施工 均较成熟 施工质量和施工工期能得到控制 成桥后养护工作量小 预应力混凝土连续梁的适用 范围一般在 150m 以内 上述种种因素使得这种桥型在公路 城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用 梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁 主梁可以是实腹梁或桁架梁 实腹梁构造简单 制 造 架设和维修均较方便 广泛用于中 小跨度桥梁 但在材料利用上不够经济 桁架梁的杆件 承受轴向力 材料能充分利用 自重较轻 跨越能力大 多用于建造大跨度桥梁 按照主梁的静 力体系 分为简支梁桥 连续梁桥和悬臂梁桥 一 连续梁桥 连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构 预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式 它具有接缝少 刚度好 行车平顺舒适等优点 在 30 120m 跨度内常是桥型方案比选的优胜者 而横张预应力混凝土技术在 T 型梁 箱型梁 空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用 取得了 明显的技术经济效益 为拓宽横张预应力技术的应用范围 将其应用到更大跨度的连续梁桥中就 显得尤为必要了 主梁是连续支承在几个桥墩上 在荷载作用时 主梁的不同截面上有的有正弯矩 有的有负弯矩 而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小 这样 可节省主梁材料用量 连续梁桥通常是将 3 5 孔做成一联 在一联内没有桥面接缝 行车较为顺适 连续梁桥施工时 可以先将主梁逐孔架设 成简支梁然后互相连接成为连续梁 或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁 近一 二 十年 在架设预应力混凝土连续梁时 成功地采用了顶推法施工 即在桥梁一端 或两端 路堤 上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔 使施工较为方便 连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩 构造 比较复杂 此外 连续梁桥的主梁是超静定结构 墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变 化 因此 连续梁一般用于地基条件较好 跨径较大的桥梁上 1966 年建成的美国亚斯托利亚桥 是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥 它的跨径为 376 米 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 图一 连续梁桥 二 简支梁桥 由一根两端分别支撑在一个活动支座和一个铰支座上的梁作为主要承重结构的梁桥 属于静定 结构 是梁式桥中应用最早 使用最广泛的一种桥形 其构造简单 架设方便 结构内力不受地 基变形 温度改变的影响 混凝土简支梁按施工工艺分为整体式和装配式 分片式 两大类 整体式简支梁 其横向刚度大 稳定性好 由于受运梁设备起吊能力的限制 整体式梁一般适用于就地浇筑 而装配式简支梁则 是目前广泛采用的桥梁类型 混凝土简支梁按承重结构 梁 的横截面形式 可分为板桥 肋梁桥和箱型梁桥 图二 多孔简支梁桥 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 三 连续刚构桥 续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥 分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续 刚构桥 均采用预 应力混凝土结构 有两个以上主墩采用墩梁固结 具有 T 形刚构桥的优点 但与同类桥 如连续 梁桥 T 形刚构桥 相比 多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性 跨越能力大 施工难度小 行车舒顺 养护简便 造价较低 多跨连续 刚构桥则在主跨跨中设铰 两侧跨径为连续体系 可 利用边跨连续梁的重量使 T 构做成不等长悬臂 以加大主跨的跨径 典型的连续刚构体系对称布 置 并采用平衡悬臂施工方法修建 连续刚构是将连续梁的桥墩与梁部固结 以减小支座处的负 弯矩和增强结构的整体性 由于墩属小偏压构件 故与连续梁的桥墩相比配筋并不增加很多 而 梁体受力则更为合理 因而在同等条件下连续刚构要比连续梁更为经济 此外 墩梁固结也在一 定程度上克服了大吨位支座设计与制造的困难 也省去了连续梁施工过程中墩梁临时固结 合拢 后再行调整的这一施工环节 续刚构桥由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载 一方面主 梁受力合理 另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能 因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展 具有一个主孔的单孔跨径已达 270m 具有多个主孔的单孔跨径也达 250m 最大联长达 1060m 图三 连续刚构桥 通过对连续刚构桥的研究和以及分析 人们不断的对连续刚构桥设计 施工 材料等方面进行改 进 新的结构体系 施工技术等层出不穷 例如宜万铁路宜昌长江大桥 它属于大跨度连续刚构 柔性拱新型组合桥式结构 主桥采用 130m 2 275m 130m 连续刚构柔性拱组合桥式结构 方案设计方案设计 考虑到地质情况及经济条件以及施工的的安全性与方便性 斜拉桥与悬索桥不经济 拱桥施工 困难 所以在连续梁桥与简支桥间选择最佳方案 1 设计依据 1 设计荷载 公路 I 级 2 桥面宽度 15 米 行车道 0 5 米 2 防撞栏杆 2 桥型方案的选择原则 以经济 适用 安全及美观为原则选择最为合适的桥型方案 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 3 方案比选 方案一 预应力钢筋混凝土连续箱梁桥 30m 30m 的连续箱梁桥 图四 桥梁孔径布置 单位 m 本桥上部构造为 30m 30m 等截面预应力砼连续梁 箱梁采用单箱双室截面 箱梁梁高 1 5m 下 部构造桥墩圆柱式墩配桩基础 重力式桥台 由于该桥桥位较桥低 采用满堂支架施工 图五 结构构造图 单位 cm 1 主墩基础 0 号 2 号桥台采用重力式桥台 1 号桥墩采用 1 5 米圆柱形桥墩 2 施工方案 采用满堂支架法施工 方案二 预应力钢筋混凝土简支 T 梁桥 1 孔径布置 3 20 米 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 图六 桥梁孔径布置 单位 m 2 结构构造 采用三跨简支梁桥 主梁用 6 片 T 梁 主梁宽 2 5 米 梁高 1 5 米 梁肋宽 0 2 米主梁用横隔板 连接 每隔 5 米设置横隔板 横隔板厚 0 15 米 图七 结构构造图 单位 cm 3 主墩基础 0 号 3 号桥台采用重力式桥台 1 号 2 号桥墩采用 1 5 米圆柱形桥墩 4 施工方案采用预制装配施工 方案三 预应力钢筋混凝土连续空心板桥 1 孔径布置 3 20 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 图八 桥梁孔径布置 单位 m 2 结构构造采用三跨连续梁桥 板厚 1 5 米 空心采用圆形截面 ab 图 1 7 空心板尺寸图 a 边板 b 中板 单位 cm 3 主墩基础 0 号 3 号桥台采用重力式桥台 1 号 2 号桥墩采用 1 5 米圆柱形桥墩 4 施工方案 预制装配先简支后连续施工 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 方案比选优缺点 表 一 方案一方案二方案三 适用性 采用连续梁桥 桥面连续 行车行车舒适 整体性好 箱型截面有良好的抗弯和 抗扭性能 采用简支梁桥 整体性差 行车不舒适 有横向连接 施工不方便 采用连续梁桥 桥面连 续 行车行车舒适 整 体性好 有横向连接施 工不方便 安全性 全桥跨度适中 用技术成熟 的满堂支架法施工 能安 全的建成 在施工过程中 没有体系转换的问题一次 成桥质量可靠 工期较短 全桥后期营运养护费 用少 行车平顺舒适 T 梁断面刚度比箱梁小 采用预制吊装施工方法 需要大型预制场和吊装设 备 施工简单 工期短 桥梁本身构造简单 预制 施工简单 整体刚度较好 对空心板而言跨度较大 施工难度较大 用先简 支后连续施工存在体系 转换的问题 这是需特 别注意的 工期较短 全桥后期营运养护费 用少 行车平顺舒适 经济性 等截面连续箱梁桥采用满 堂支架施工 造价较低 后 期养护成本较低 由于有横向连接的存在 导致施工的成本增加 后期养护成本较高 对于空心板桥 20 米的 跨径不是其经济跨径空 心板自重较大 对桥墩 与基础要求高 增加了 桥梁预算后期养护成本 较高 美观性 全桥线条简洁明快 与周围 环境协调好 因此 桥型美 观 整体外形单一 跨径安排 较合理 主梁结构单一显 得有点单调 全桥线条简洁明快 与 周围环境协调好 因此 桥型美观 综上 采用方案一最为合理 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 三 三 设计 研究 的重点与难点 拟采用的途径 研究手段设计 研究 的重点与难点 拟采用的途径 研究手段 重点 1 桥梁结构分析 2 钢筋的布置 3 施工图纸的绘制 4 施工阶段的受力分析 难点 1 预应力钢筋的计算与布置 2 桥梁计算软件的使用 3 各施工阶段的计算 4 混凝土收缩徐变的计算 采用的途径 1 桥梁计算软件 2 满堂支架施工 3 手算与电算对比分析 四 四 设计 研究 进度计划设计 研究 进度计划 3 4 周 熟悉 准备资料 专业文献翻译 方案比选 交开题报告 5 7 周 推荐方案 上部结构设计计算 8 9 周 配筋计算 10 11 周 强度 刚度和稳定性验算 11 14 周 绘制施工图 14 周 专题小结 15 16 周 整体资料 汇整结果 准备答辩 17 周 答辩 湘潭芙蓉大道飞龙 一 桥施工图设计 五 五 参考文献 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 2004 2 JTG D60 2004 公路桥涵设计通用规范 S 北京 人民交通出版社 2004 3 JTG D63 2005 公路砖石及混凝土桥涵设计规范 S 北京 人民交通出版社 2005 4 JTG D62 2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 S 北京 人民交通出版社 2004 5 叶见曙 结构设计原理 M 北京 人民交通出版社 2005 6 易建国 桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁 板 桥 M 北京 人民交通出版社 2006 7 周念先 桥梁方案比选 M 上海 同济大学出版社 1997 8 徐岳 预应力混凝土连续梁桥设计 M 北京 人民交通出版社 2000 9 邵旭东 桥梁工程 M 北京 人民交通出版社 2006 10 邵旭东 桥梁设计百问 M 北京 人民交通出版社 2003 11 陈忠延 土木工程专业毕业设计指南 桥梁工程 M 北京 人民交通出版社 2002 12 Tos