毕业设计开题报告-空心板

1 目的及意义 含国内外的研究现状分析 设计的目的 毕业设计是由学生独立 系统完成一项工程设计 因而有利于培养学生的综合素 质 增加工程意识 以及创新能力具有其他教学环节无可比拟的重要作用 通过毕业 设计教学环节 学生独立运用本科四年所学基础课程 以及查阅相关规范手册 分析 解决设计中出现的问题 培养了学生在以后工作实践中解决处理遇到的问题的能力 提高桥梁结构分析能力和运用电算能力 使用商业软件和计算程序 以及提高计算机 辅助设计水平 从而具备初步工程人员素质 为将来工作岗位打下良好的基础 设计的意义 理论或实际 含国内外研究现状分析 空心板是由井式板演变而来的 它起源于德国 由前联邦德国工程师 MULLER Leopold 首先提出 当时被称为 B Z 体系 源自德文的蜂巢式混凝土空心 楼板 之后 G Franz 教授对这种板进行了试验研究 提出了在静力荷载作用下可采 用刚度等效的实心无梁楼盖的计算方法 20 实际 50 年代 我国在修建大量小跨径钢筋混凝土桥梁的同时 开始对预应力 混凝土桥梁进行研究与实验 1956 年在公路上建成了一座跨径为 20m 的预应力混凝土 简支梁桥 之后 这种桥梁便得到了广泛使用 并提出了装配式预应力混凝土简支梁 桥的系列标准设计 国外自 20 世纪 30 年代就已出现混凝土预制空心板 并在实际工 程中得到应用 虽然这种楼盖具有节约混凝土 生产化高 质量稳定等优点 但其整 体性差 抗震性能不好 建筑布置不灵活 开洞困难 使用功能受限 随着人们物质 需求的不断提高和建筑功能要求的复杂化 预制空心板已难以适应抗震设计与建筑市 场的需要 在实际工程中也已逐渐退出应用行列 现浇混凝土空心无梁楼盖改善了预 制单向空心板的缺点 发展了其优点受到行业的广泛关注 并在实际工程中得到了大 量的应用 进入 20 世纪 90 年代 我国的工程师提出了采用轻质高强的空心薄壁内膜作为空 心板的成孔内膜 从而降低了现浇空心板的施工难度 为空心板的大范围应用开辟了 广阔的空间 国内学者在空心板的研究方面也取得了一些初步成绩 空心板作为梁桥的一种截面形式 空心板截面梁在目前桥梁中广泛使用 随着桥 梁结构形式和近年来高速公路及城市交通的迅猛发展 以及预应力施工技术的不断进 步 我国已拥有越来越多的预应力混凝土空心板梁桥 装配式简支空心板桥由于结构构造简单 施工方便 在中小型桥梁中得到较广泛应 用 其结构形式是在并排放置的预制板梁的纵向接触面上设置企口缝 在缝内伸入交 叉钢筋 或仅在预制梁的翼板间焊接钢板 再在接缝处现浇混凝土形成整体 装配式板 桥做成横截面被显著挖空的空心板桥 这种结构除了梁肋和上部翼缘板外 在底部尚 有扩展的底板 因此它提供了能承受正 负弯矩的足够的混凝土受压区 空心板梁桥 的另一重要特点 是在一定的截面面积下能够获得较大的抗弯惯矩 而且抗扭刚度也 比较大 在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀 因此空心板截面能适用较大跨径 的悬臂梁桥和连续梁桥 也可以来修建全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥 预应力混凝土空心板 其常用跨径为 16 20m 采用此类桥梁时特别注意块件之间 铰缝的连接强度 不然的话很容易引起桥面纵向裂缝 空心板截面能适应各种使用条件 特别适合于预应力混凝土连续梁桥 变宽度桥 因为嵌固在箱梁上的悬臂板 其长度可以较大幅度变化 并且腹板间距也能放大 空 心板梁有较大的抗扭刚度 因此 空心板梁能在独柱支墩上建成弯斜桥 空心板梁容 许有最大细长度 应力值较低 重心轴不偏一边 同 T 形梁相比徐变变形较小 同时 空心板截面也存在一些不足之处 需要引起设计者的充分重视 如空心板面属薄壁结 构 除受力钢筋外 还需配置大量构造钢筋 这对于中等路径的桥梁 有时会导致用 钢量比工字形式或 T 形截面增多 而对于大跨径桥梁 由于空心板截面乃实腹式粱 比起空腹式的桁架式结构自重大 而减轻自重是大跨径桥梁的重要课题 因而在设计 时必须采取措施减轻自重 以节省材料 使造价经济 预应力混凝土空心板桥的跨径可以达到 8 10 13 16 20 米 主要有以下优点 采用高强度钢筋 可以节省约 20 40 的钢筋量 预应力可以大幅度提高梁的抗裂 性能和耐久性能 利用高标号混凝土可以使截面尺寸减小 梁自重减轻 也增大桥梁 的跨越能力 也利于施工运输和架设 由于混凝土的全面受压 充分发挥了混凝土的 抗压性好的优势 提高了梁的刚度 本毕业设计以八一路延长线空心板桥为背景 进行桥梁结构设计 并绘制相关图 纸 毕业设计是把前面学过的课程的一个大的总结 是对基础工程 桥梁工程 结构 设计原理等几门课程的总结 是大学几年来知识积累的综合运用 是理论联系实际的 重要环节 通过本次设计 应对箱形截面桥梁的设计过程理解的更透彻一些 同时这 次毕业设计对我们将来的工作和学习都是重要的经验 也是我们将来立足于社会的需 要 2 基本内容和技术方案 设计的基本内容 2 1 设计标准 1 设计荷载 机动车道公路 I 级 2 桥面宽度 0 5m 栏杆 2 5m 人行道 14m 行车道 0 5m 防撞墙 3 桥梁结构 25m 空心板 2 2 设计资料 1 栏杆计算 2 墩柱盖梁 3 铰缝计算 4 墩柱计算 5 桩基计算 2 3 设计依据 1 公路工程技术标准 JTG B01 2014 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D63 2007 4 徐光辉 胡明义 公路桥涵设计手册 梁桥 上 人民交通出版社 2000 5 廖朝华 公路桥涵设计手册从书 墩台与基础 人民交通出版社 2013 2 4 设计内容 1 构造形式及尺寸拟定 毛截面几何特性计算 内力计算 预应力钢筋估算及 布置 换算截面几个特性计算 空心板强度计算 钢束预应力损失估算 施预应力阶 段空心板截面应力计算 试用阶段空心板截面应力验算 空心板变形验算 铰缝计算 栏杆计算 盖梁计算 墩柱计算 桩基计算 2 用 CAD 绘制桥梁平 纵 横布置图和一般构造图 2 5 主要任务 2 5 主要任务 1 查阅不少于 15 篇的相关资料 其中英文文献不少于 3 篇 完成开题报告 2 编写设计说明书不少于 60 页 3 绘制图纸折算为 A3 不少于 20 张左右 4 完成英文不少于 20000 字符 中文不少于 5000 字符的英文文献翻译 设计的技术方案 1 设计资料 技术资料和设计资料 2 结构尺寸 主梁间距和主梁尺寸拟定 3 主梁内力计算 恒载计算 活载内力计算和内力组合 4 预应力钢筋面积估算及钢束布置 预应力钢筋面积估算和预应力钢束布置 5 主梁截面几何特性计算 截面面积及惯距计算和梁截面对重心轴的净计算 6 钢束预应力损失 预应力钢束与管道壁的摩擦损失 由锚具变形 钢束回缩 引起的预应力损失 预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失 钢筋松 弛引起的预应力损失 混凝土收缩徐变引起的预应力损失 7 主梁截面强度及应力验算 截面强度验算 截面应力验算 抗裂性能验算 主梁变形 挠度 计算 8 梁端锚固区的局部承压验算 局部承压尺寸要求 局部抗压承载力计算 9 行车道板计算 翼缘板内力计算及配筋 腹板间连续单向板的内力计算及配 筋 10 盖梁 柱式桥墩和钻孔灌注桩计算 桥墩尺寸 盖梁计算 桥墩墩柱计算 钻孔灌注桩计算 3 进度安排 1 第一周 2 月 24 日 3 月 21 日 设计准备工作 2 第二周 第三周 3 月 3 日 3 月 16 日 主梁间距和主梁尺寸拟定 3 第四周 第五周 3 月 17 日 3 月 30 日 恒载计算 活载内力计算和内力组 合 4 第六周 3 月 31 日 4 月 6 日 预应力钢筋面积估算和预应力钢束布置 5 第七周 4 月 7 日 4 月 13 日 主梁截面几何特性计算 6 第八周 4 月 14 日 4 月 20 日 钢束预应力损失 7 第九周 4 月 21 日 4 月 27 日 主梁截面强度及应力验算 8 第十周 第十一周 4 月 28 日 5 月 11 日 梁端锚固区的局部承压验算 行 车道板计算 9 第十二周 第十三周 5 月 12 日 5 月 25 日 盖梁 柱式桥墩和钻孔灌注桩 计算 用 AutoCAD 绘制桥梁整体布置平纵横布置图和主体结构构造图 10 第十四周 5 月 26 日 6 月 1 日 复印及打印装订 4 参考文献 1 中华人民共和国交通部 公路工程技术标准 JTGB01 2003 M 北京 人民交通出版社 2003 2 姚玲森 桥梁工程 M 北京 人民交通出版社 2011 3 易建国 混凝土土简支梁 板 桥 第三版 M 北京 人民交通出版社 2006 4 叶见曙 混凝土结构设计原理 M 北京 人民交通出版社 2005 5 公路桥涵设计通用规范 JTGD60 2004 S 北京 人民交通出版社 6 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004 S 北京 人民交通 出版社 7 公路桥涵地基与基础设计规范 JTGD63 2007 S 北京 人民交通出版社 8 闫志刚 钢筋混凝土及预应力混凝土简支桥梁结构设计 M 北京 机械工业出版社 2008 9 公路桥涵设计手册 梁桥 上册 M 北京 人民交通出版社 1996 10 公路桥涵设计手册 梁桥 下册 M 北京 人民交通出版社 1998 11 公路桥涵设计手册 墩台与基础 M 北京 人民交通出版社 2013 12 公路桥涵设计手册 基本资料 M 北京 人民交通出版社 1993 13 E Cuenca P Serna Failure modes and shear design of prestressed hollow core slabs made of fiber reinforced concrete J Composites Part B Engineering 2013 45B 1 952 964 14 Yi qiang Xiang Cheng Xing Lin hai Shao et al Lateral Load Distribution of Articulated Hollow Slab Beam Bridge Strengthened by Transverse Prestressed Force C Trends in Civil Engineering Part 1 2012 1646 1649 15 Jun Tao Kang Xue Feng Wang Analying the transverse distribution coefficient of the cracking hollow slab bridge C 2011 International Conference on Electric Technology and Civil En