关于新世纪的桥梁工程的发展毕业论文.doc

毕业论文关于新世纪的桥梁工程的发展一、摘要：本篇从桥梁工程入手，系统概述了桥梁工程的意义；它在国内外的发展状况；桥梁的基础构造，特点及流程；它与其它学科的联系和它的发展前景。说明了桥梁事业发展的巨大潜力，因此身为土木学子的我们更应该从现在努力学好专业知识，为以后跻身土木事业而奋斗！二、关键词: 斜拉桥，梁式桥，主跨径，支座，附属结构，桥墩，桥台.三、正文：随着科学技术的发展，经济，社会，文化水平的提高，桥梁建筑的需求越来越高。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，都取得令世界瞩目的成就。目前，随着国家公路，国道主干线规划的编制完成，几十公里的跨海湾，海峡特大桥正等着我们去完成，我国广大桥梁工程技术人员正在不断地面临着建设新颖和复杂桥梁结构的挑战，肩负着光荣而艰巨的任务。前言：1 桥梁工程的地位及发展史 桥梁工程在交通事业中的作用 交通事业是社会主义建设的主要组成部分之一，它对于发展国民经济,促进各地经济发展，促进文化交流和巩固国防，都具有非常重要的意义。桥梁又是公路，铁路，农村道路以及水利建设的重要组成部分。在经济上，桥梁的造价平均仅占公路总造价的10%20%左右，在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在战争中具有重要的地位。在历史上，每当运输工具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求，便推动了桥梁工程技术的发展。在公路施工中，桥梁往往是全线通车的关键。桥梁是线路的重要组成部分。由此可见，桥梁在交通事业中起着举足轻重。 2：桥梁工程的发展状况 2.1桥梁工程在中国的发展 我国文化历史悠久，是世界上文明发达最早的国家之一。就桥梁建筑而言，我们的祖先也曾写下了不少的光辉灿烂的篇章。我国幅员辽阔，山多河多，古代桥梁不但数目惊人，而且类型也丰富多彩，几乎包含了所有近代桥梁的主要型式。如据史料记载，在据今约3000年的周文王时，我国就已有大型浮桥。新中国成立后，我国的经济建设取得了突飞猛进的发展。我国的桥梁建设事业也不断掀起新的发展高潮。在不断学习，把国内具体实践与西方技术结合的情况下，我国的桥梁事业取得了举世瞩目的成就。我国的桥梁工程已进入了世界桥梁工程的先进行列。仅以下表斜拉桥的排名就可以说明：序 号斜拉桥名称主跨径（M）国 别完成年1苏通大桥1088中国20082多多罗桥890日本19993诺曼底桥856法国19954南京长江第三大桥648中国20065南京长江第二大桥628中国20016武汉第三长江大桥618中国20017青州闽江大桥605中国20018杨浦大桥602中国19932.2桥梁工程在国外的发展 纵观国外桥梁发展史演变的历史，早在罗马时代，欧洲的石拱桥已在桥梁史上谱写过光辉的历史。 随着18世纪工业革命的到来，国外的桥梁建筑方面达到了空前的发展。1855年法国建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥；1873年法国用钢筋混凝土建造了第一座拱式人行桥；1962年，委内瑞拉建造的马拉卡波湖大桥为现代大跨度预应力混凝土斜拉桥的蓬勃兴起开辟了道路。近20年来，国外在发展预应力混凝土桥梁的同时，也建造了不少新型钢桥。四、 桥梁分类，结构及建设的程序，设计要点桥梁的分类 按使用性分为：公路桥，人行桥，机耕桥，过水桥等。 按跨径大小和多跨总长分为：小桥，中桥，大桥，特大桥。 按行车道位置分为：上承式桥，中承式桥，下承式桥。 按承重构件受力情况分为：梁桥，板桥，拱桥，钢结构桥，吊桥，组合体桥，其中组合体桥又可分为斜拉桥，悬索桥。 按使用年限分为：永久性桥，半永久性桥，临时桥。 按材料类型分为：木桥，圬工桥，钢筋混凝土桥，预应力桥，刚桥。1、梁式桥 它是一种使用最广泛的桥梁型式，可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支（固定）端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁，采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的，也可做为空腹的，空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门，有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。2、拱式桥 它由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。3、悬索桥 它是桥面支承在悬索（也称大缆）上的桥，又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中，作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆，桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度，具有用料省、自重轻的特点，是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。4、斜拉桥 它是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。5、刚构桥 这是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥，斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地，避免修建高墩或深水基础。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体，刚性好，适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。6、组合桥 这是一种其承重结构系由两种结构型式组合而成，称为组合体系桥梁。如梁与拱的组合，以九江长江大桥为代表；梁与悬吊系统的组合，以丹东鸭绿江大桥为代表；梁与斜拉索的组合，以芜湖长江大桥为代表等等。7、桥梁的结构 桥梁的基本组成部分是：上部结构，下部结构，支座和附属结构。 、上部结构（桥跨结构） 在线路中断时跨越障碍物的主要承载结构。 、下部结构包括桥墩，桥台和基础。桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。通常设置在桥梁两端的称为桥台，它除了上述作用外，还与路堤相衔接，以抵御路堤土压力，防止路堤填土的滑坡和坍落。桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分，通常称为基础。它是确保桥梁能安全使用的关键。由于基础往往深埋于土层之中，并且需在水下施工，故也是桥梁建筑中比较困难的一个部分。 、支座 一座桥梁中在桥跨或桥墩或桥台的支承处所设置的传力的装置，称为支座。 它不仅要传递很大的荷载，并且要保证桥跨结构能产生一定的变为。 、附属结构桥梁的基本附属结构主要包括桥面系，锥形护坡，此外根据需要还要修筑护岸，导流结构物等附属工程。在路堤与桥台衔接处，在桥台两侧设置石砌的锥形护坡。以保证迎水部分路堤边坡的稳定。 8、桥梁的建设程序 一座桥梁的建设程序包括以下几个阶段：审批项目建议书进行工程立项，审批可行性研究报告确定设计任务书，在初步设计基础上形成招标文件并进行工程施工设计招投标，工程施工。9、桥梁工程设计要点 选择桥位 桥位在服从路线总方向的基础前提下，选在河道顺直，河床稳定，水面较窄，水流平稳的河段。 确定桥梁总跨径和分孔数 总跨径的长度要保证桥下有足够的过水断面，可以顺利的宣泄洪水，通过流水。分孔数目及跨径大小要考虑桥的同航需要，工程地质条件的优劣，工程总造价的高低。 桥梁的纵横断面布置 桥梁的纵横断面布置是在确定了桥的总跨度与标高以后，来考虑路与桥的连接线形与连接的纵向坡度。 公路桥型的选择 一般应从安全实用与经济合理等方面综合考虑，选出最优的桥型方案。桥梁工程跨学科的枢纽 由于土木工程是一个与其他学科紧密联系的学科，这注定桥梁工程与其他学科的不可分割性。它要求我们需要较高的数学头脑，物理知识与化学知识，必须了解相关的工业管理知识。随着社会的进步，经济的全球化，土木工程已经开始信息化，比如CAD计算机制图，3dsmax模型制作与效果渲染。因此它还要求我们掌握一定的计算机技术和比较熟练的一门外语。可以毫不夸张的说，桥梁工程从不同程度上涉及了几乎所有学科的知识，它是一门跨学科的枢纽。五、展望未来5.1桥梁结构形式趋于多姿多态21世纪，随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维，纳米材料等轻质材料的大量启用，桥梁建筑的主要材料将不断更新，桥梁结构的形式将趋于多姿多态。21世纪有待发展的结合梁型桥梁、斜拉桥、悬索桥也将得到突破性的发展。 随着计算机技术的不断发展，各种桥梁及施工软件的开发，为桥梁结构的优化设计创造了条件，可以利用计算机对即将兴建的桥梁进行仿真分析，使不同材料发挥各自的性能；结构动力学理论的发展与完善使采用非常轻质的梁型变为可能，依靠科技进步可使设计人员打破常规，采取特殊的结构措施，用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。21世纪还将可能出现水下密封隧道式桥梁。比如意大利墨西拿海峡大桥在设计时就有这种比选方案，这种桥下部结构为承台固基，上部结构则是一个沉埋水下管段式密封隧道，这是针对墨西拿海峡大桥常年狂风大浪、恶劣气候而精心选定的桥隧方案。 5.2深水施工技术进一步发展 目前，世界上许多国家都提出建造跨海大桥的构想，这不仅依赖于高性能的材料，而且依赖于深水施工技术进一步发展。经过人类的努力，水下深度已达到100米，但这与期望还有很大的差距，所以未来的深水施工技术有待进一步发展。5.3新型材料擎起大跨、轻质桥梁未来桥梁的发展将向着跨海，跨国际，轻质，多用途，环保的方向发展。中国桥梁界专家们曾预言：21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际桥梁发展新目标。 21世纪世界桥梁跨度有多长？随着桥梁工程的不断发展，以及人类社会的建桥技术，新型材料的应用使桥梁跨度已步入登峰造极阶段。毫无疑问，21世纪是桥梁的辉煌时代。据有关桥梁专家介绍，21世纪的桥梁主材将采用高强度、高韧性钢材和仰振合金材料。日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接时低预热型新型高强度钢板，使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录，达到1990米。21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板，大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料，不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨，而且能有效地降低梁体自重，实现大跨、轻质目标。高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主材料之一，21世纪的混凝土材料将加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。桥梁建设将广泛运用环保型混凝土，桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。5.4中国桥梁发展趋势 50年来，新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展，公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。从大桥主跨度上看，武汉长江大桥主跨为128米，而正在建设中的武汉天兴洲长江大桥主跨则达到504米，比2000年修建的世界最大公铁两用桥丹麦厄勒海峡大桥主跨还长14米。从荷载和时速上看，武汉天兴洲长江大桥荷载达到了2万吨，而南京大胜关长江大桥设计时速达到了300公里，成为世界上设计运行速度最高的铁路桥梁。公路桥梁也在朝着美观、大跨、轻型的方向发展。从上世纪90年代初开始，我国的桥梁建设者就积极开展从内陆建桥向跨海建桥的研究和谋划。刘自明说，大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁发展的方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥，全长32.5公里，当时是全球30多座跨海大桥中最长的一座；而贯通的杭州湾跨海大桥，全长约36公里，又改写了这项世界之最。青岛跨海大桥、厦门跨海大桥等亦是中外闻名。专家介绍说，未来的桥梁发展趋势是：向着更长、更大、更柔的方向发展，更加重视桥梁美学及环境保护。目前，世界上已经出现草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥等。5.5向环保方向进军20世纪90年代以来，桥梁界设计与建造桥梁时将实用功能与艺术构思融为一体，充分考虑周边环境保护，使一座座桥梁成为城市中新的旅游风景线。 21世纪的桥梁建设最令人振奋的是大节段、大块件桥梁结构实现工厂预制，大吨位吊船现场快速安装。一座数千米上万米长的特大桥，墩台、桥塔、梁体安装仅需半年左右时间即可大功告成，既不破坏植被，又不污染施工水域，施工快捷质量好，并可节省大量的劳动力。目前，发达国家的桥梁施工已配有施工指导智能化系统，即利用高速计算机将现场通过自动化传感器对桥梁各部位坐标内力、应力、变形、温度、气象资料进行综合分析，自动判断，确立下一步施工方案及确保安全的应急措施。以保障大桥建造质量安全使用寿命万无一失。 21世纪建成的新型大桥将更人性化，智能化，通过计算机系统和传感器系统将可以感知风力、气温状况，同时可随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况。同时桥体内的传感器可测出大桥各部位的危险及潜在故障，并及时发出警报。超载汽车、列车通过大桥之前，会被装在桥头的传感器感测出来，及时传感到智能装置，桥头放行栅栏将自动关闭，以防桥梁超载发生危险。未来的桥梁，将成为造福人类，代表社会进步与高度文明的标志性建筑。六、建议1、在新世纪的中国应努力借鉴外国先进技术、先进理念，使中国的桥梁发展能步入世界前列。2、注重人才培养，以及高等教育的发展，从而为桥梁事业的发展提供一个可靠的平台。七、致谢这次研究性学习得到了很多人的帮助：首先感谢组员们的团结协作，其次要感谢程鑫老师的理论指导，还要感谢学校给予的资料平台八、参考文献：【1】陈学军.土木工程概论.北京.机械工业出版社.2006.8【2】徐礼华.土木工程概论.武汉.武汉大学出版