2019桥梁毕业设计开题报告范文.doc

毕业论文/开题报告 2019桥梁毕业设计开题报告范文 一、前言建立四通八达的现代交通网，大力发展交通运输事业，对于加强全国各族人民的团结、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。在公路、铁路、城市、农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍(如河流、沟谷或其他线路等)，必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥涵是交通线路中重要组成部分。特别是在现代高等级公路以及城市高架道路的修建中，桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上，一般来说桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的10%20%，而且随着公路等级的提高，其所占的比例还会加大。在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在需要快速机动的现代战争中具有非常重要的地位。无论公路桥梁或是铁路桥梁，中小跨径桥梁占有主导地位，其中混凝土简支梁桥又占有绝对数量。混凝土简支梁桥由于其结构简单、受力明确、施工方便，是我国量大面广的中小跨径桥梁的首选结构。一般认为，混凝土简支梁桥的合理跨径在50 m 以下，超出这一范围，梁高急剧加大，将失去其经济合理性。但随着新材料、新技术和新工艺的发展，该跨度范围有增大之趋势。二、桥梁的发展现状、存在问题2.1 发展现状2.1.1 板式桥方面板式桥是公路桥梁中量大、面广的常用桥型，它构造简单、受力明确，可以采用钢筋混凝土和预应力混凝土结构;可做成实心和空心，就地现浇为适应各种形状的弯、坡、斜桥，因此，一般公路、高等级公路和城市道路桥梁中，广泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原区高速公路上的中、小跨径桥梁，特别受到欢迎，从而可以减低路堤填土高度，少占耕地和节省土方工程量。实心板一般用于跨径13m以下的板桥。因为板高较矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成钢筋混凝土实心板，立模现浇或预制拼装均可。空心板用于等于或大于13m跨径，一般采用先张或后张预应力混凝土结构。先张法用钢绞线和冷拔钢丝;后张法可用单根钢绞线、多根钢绞线群锚或扁锚，立模现浇或预制拼装。成孔采用胶囊、折装式模板或一次性成孔材料如预制薄壁混凝土管或其他材料。钢筋混凝土和预应力混凝土板桥，其发展趋势为：采用高标号混凝土，为了保证使用性能尽可能采用预应力混凝土结构;预应力方式和锚具多样化;预应力钢材一般采用钢绞线。板桥跨径可做到25m，目前有建成3540m跨径的桥梁。在我看来跨径太大，用材料不省，板高矮、刚度小，预应力度偏大，上拱高，预应力度偏小，可能出现下挠;若采用预制安装，横向连接不强，使用时容易出现桥面纵向开裂等问题。由于吊装能力增大，预制空心板幅宽有加大趋势，1.5m左右板宽是合适的。2.1.2 简支梁桥方面1、在公路简支梁桥方面：我国自1956年建成第一座跨径20 m的预应力混凝土梁桥后，在1970年河南省建成了跨径52 m 的鱼腹形预应力混凝土简支梁桥，1988年浙江省建成了跨度为62 m 国内跨度最大的预应力混凝土简支梁桥飞云江桥。1977年奥地利建成的阿尔姆(alm)桥是世界上最大跨径的简支梁桥，跨径76 m。近几年来，公路简支梁桥大量应用跨径为4o50 m 的箱形梁或t形梁对于跨径2050 m的连续梁，一般作成等截面形式，梁高一般为跨径的1/151/30，这种桥型常采用满堂支架、移动模架逐孔施工和顶推施工的方法;对于较大跨径的多孔连续梁，常作成变截面的形式，其支点梁高为最大跨径的1/151/20，跨中梁高为最大跨径的1/301/50，这种桥型通常采用悬臂法进行施工，其边跨跨径一般为中跨跨径的0.650.7倍.宜0.550.6倍。 2、在铁路简支梁桥方面：1956陇海线沂河大桥建成了23.9m预应力砼简支t梁，1969年南京长江大桥建成了31.7 m预应力砼简支t梁，1975年淮河大桥建成了39.6 m鱼腹形预应力砼工字梁，1978年九江长江大桥建成了40 m无碴无枕箱形梁，1992年洛阳黄河桥建成了50 m预应力砼简支t梁，1 994年宁夏灵武杨家滩大桥建成48 1ti简支箱梁，1995年南昆线打梗大桥建成了56 m 简支箱梁，xx年株六铁路复线南山河特大桥建成了国内最大跨度64 m 的简支箱梁，同年秦沈客运专线建成了32 m双线整孔简支箱梁，xx年我集团在浙赣线抚河大桥建成了40 m 双线整孔简支箱梁。随着铁路提速及快速铁路的发展要求，大跨径简支箱梁的应用越来越广泛，而32 m和40 m双线整孔箱梁也得到了应用很明显，混凝土简支梁正在向4o m 以上的跨度发展。随着这些大跨度简支梁桥的建成，其施工技术也取得了很大成就，从较早的满堂支架浇筑到移动模架系统，无论在施工方法，还是在施工机具等方面都得到了极大发展。随着时代的发展和社会的进步，桥梁设计由初期中、小桥到大型斜拉桥、悬索桥，结构体系和施工工艺都有很大发展。桥梁设计从狭义的跨越河道发展衍生为跨线桥、大型立交，高架道路。至今，桥梁的景观设计、中小型桥梁造型的美观也日益受到人们的关注，避免干篇一律，设计出造型独特，结构合理，安全美观的特色中小桥将城市桥梁的发展方向之一2.1.3 连续箱形梁桥方面箱形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;箱梁有较大的抗扭刚度，因此，箱梁能在独柱支墩上建成弯斜桥;箱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。箱梁截面有单箱单室、单箱双室(或多室)，早期为矩形箱，逐渐发展成斜腰板的梯形箱。箱梁桥可以是变高度，也可以是等高度。从美观上看，有较大主孔和边孔的三跨箱梁桥，用变高度箱梁是较美观的;多跨桥(三跨以上)用等高箱梁具有较好的外观效果。随着交通量的快速增长，车速提高，人们出行希望有快速、舒适的交通条件，预应力混凝土连续箱梁桥能适应这一需要。它具有桥面接缝少、梁高小、刚度大、整体性强，外形美观，便于养护等。70年代我国公路上开始修建连续箱梁桥，到目前为止我国已建成了多座连续箱梁桥，如一联长度1340m的钱塘江第二大桥(公路桥)和跨高集海峡、全长2070m的厦门大桥等。连续箱梁桥的施工方法多种多样，只能因时因地，根据安全经济、保证质量、降低造价、缩短工期等方面因素综合考虑选择。一般常用的方法有：立支架就地现浇、预制拼装(可以整孔、分段串联)、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。预应力钢束采用钢绞线，可以分段或连续配束，一般采用大吨位群锚。为了减轻箱梁自重，可以采用体外预应力钢束。由于连续箱梁在构造、施工和使用上的优点，近年来建成预应力混凝土连续箱梁桥较多。其发展趋势为：减轻结构自重，采用高标号混凝土4060号;随着建筑材料和预应力技术发展，其跨径增大，葡萄牙已建成250m的连续箱梁桥，超过这一跨径，也不是太经济的。大跨径连续箱粱要采用大吨位支座，如南京二桥北汊桥165m变截面连续箱梁，盆式橡胶支座吨位达65o0kn。这种样大吨位支座性能如何?将来如何更换等一系列问题有待研究。我国公路桥梁在100m以上多采用预应力混凝土连续刚构桥。中等跨径的预应力连续箱梁，如跨径408om，一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。2.1.4 t型连续刚构桥方面连续刚构桥也是预应力混凝土连续梁桥之一，一般采用变截面箱梁。我国公路系统从80年中期开始设计、建造连续刚构桥，至今方兴未艾。连续刚构可以多跨相连，也可以将边跨松开，采用支座，形成刚构一连续梁体系。一联内无缝，改善了行车条件;梁、墩固结，不设支座;合理选择梁与墩的刚度，可以减小梁跨中弯矩，从而可以减小梁的建筑高度。所以，连续刚构保持了t形刚构和连续梁的优点。连续刚构桥适合于大跨径、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同摆柱，对主梁嵌固作用减小，梁的受力接近于连续梁。柔性墩需要考虑主梁纵向变形和转动的影响以及墩身偏压柱的稳定性;墩壁较厚，则作为刚性墩连续梁，如同框架，桥墩要承受较大弯矩。由于连续刚构受力和使用上的特点，在设计大跨径预应力混凝土桥时，优先考虑这种桥形。当然，桥墩较矮时，这种桥型受到限制。近年来，我国公路上修建了几座著名的预应力混凝土连续刚构桥，如广东洛溪大桥，主孔180m;湖北黄石长江大桥，主孔3245m;广东虎门大桥副航道桥，主孔270m，为目前世界同类桥中最大跨径。我国的预应力混凝土连续刚构桥，几乎都采用悬臂浇筑法施工。一般采用5060号高标号混凝土和大吨位预应力钢束。现在，有人正准备设计300m左右跨径的预应力混凝土连续刚构，在我看来，若能采用轻质高强混凝土材料，其跨径有望达300m左右。由于连续刚构跨径加大，自重随着加大，恒载比例已高达90%以上，故片面增大跨径，已无实际意义。此时应考虑选择斜拉桥或别的桥型。2.1.5 钢筋混凝土拱桥方面拱桥在我国有悠久历史，属我国传统项目，也是大跨径桥梁形式之一。我国公路上修建拱桥数量最多。石拱桥由于自重大，在料加工费时费工，大跨石拱桥修建少了。山区道路上的中、小桥涵，因地制宜，采用石拱桥(涵)还是合适的。大跨径拱桥多采用钢筋混凝土箱拱、劲性骨架拱和钢管混凝土拱。钢筋混凝土拱桥的跨径，一直落后于国外，主要原因是受施工方法的限制。我国桥梁工作者都一直在探索，寻求安全、经济、适用的方法。根据近年的实践，常用的拱桥施工方法有：(1)主支架现浇;(2)预制梁段缆索吊装;(3)预制块件悬臂安装;(4)半拱转体法;(5)刚性或半刚性骨架法。钢筋混凝土拱桥自重较大，跨越能力比不上钢拱桥，但是，因为钢筋混凝土拱桥造价低，养护工作量小，抗风性能好等优点，仍被广泛采用，特别是崇山峻岭的我国西南地区。钢筋混凝土拱桥形式较多，除山区外，也适合平原地区，如下承式系杆拱桥。结合环境、地形，加之拱桥的雄伟、美丽的外形，可以创造出天人合一的景观。例如，贵州省跨乌江的江界河桥，地处深山、峡谷，拱桥跨径330m，桥面离谷底263m，桥面仁立，令人叹服桥梁设计者和建设者的匠心和伟大。还有刚建成的万县长江大桥，劲性骨架箱拱，跨径420m，居世界第一。广西邕宁县的邕江大桥，钢管混凝土拱，跨径312m，都是令人称道的拱桥。我国钢筋混凝土拱桥的发展趋势：拱圈轻型化，长大化以及施工方法多样化。值得提醒注意的是，大跨径拱桥施工阶段及使用阶段的横向稳定性，据统计国内、外拱桥垮塌事故，多发生在施工阶段。2.1.6 斜拉桥方面斜拉桥是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。目前为止建成或正在施工的斜拉桥共有3o余座，仅次于德国、日本，而居世界第三位。而大跨径混凝土斜拉桥的数量已居世界第一。50年代中期，瑞典建成第一座现代斜拉桥，40多年来，斜拉桥的发展，具有强劲势头。我国70年代中期开始修建混凝土斜拉桥，改革开放后，我国修建斜拉桥的势头一直呈上升趋势。我国一直以发展混凝土斜拉桥为主，近几年我国开始修建钢与混凝土的混合式斜拉桥，如汕头石大桥，主跨518m;武汉长江第三大桥，主跨618m。钢箱斜拉桥如南京长江第二大桥南汊桥，主跨628m;武汉军山长江大桥，主跨460m。前几年上海建成的南浦(主跨423m)和杨浦(主跨6o2m)大桥为钢与混凝土的结合梁斜拉桥。2.2 简支梁桥存在的问题2.2.1简支梁桥横向刚度、桥面铺装及跨径比方面1.目前，我国铁路备干线的提速，使得一些现有铁路筒支梁桥横向振动位移超限现象严重，产生横向振幅超限的原因主要是这种简支粱本身横向刚度不足2. 连续简支梁桥跨径比在一般情况下，为使边跨正弯矩和中支点负弯矩大致接近的原则，以使布束更趋合理，构造简单，故l1/l2 =0.2390.692是常见的边、主跨的跨径比范围，当l1/l2 0.419时，边跨则需压重，应属于非常规的特殊处理3. 近年来，许多高等级公路桥面铺装早期破坏，其主要原因之一是由于铺装厚度不足造成的影响桥面铺装厚度的原因是多方面的，比如说小半径平曲线路面超高设计对简支梁桥面铺装厚度的影响等。2.2.2 桥梁病害方面1.桥梁病害情况一般有以下几种：中跨跨中下挠、腹板内侧裂缝、混凝土强度达不到设计要求、竖向预应力筋松弛及中跨跨中桥面铺装层超厚2.在预应力混凝土梁桥中，特别是大跨径连续梁桥的施工或使用过程中，部分桥梁有时会出现这样或那样的问题，其主要问题是箱梁混凝土出现了不同性质的裂缝2.2.3 温度对桥梁的影响方面公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtj02385)中只规定了t形截面连续梁由于日照温差所引起的内力计算(即混凝土连续梁由于日照引起的桥面与其它部分的温度差而产生的内力，在缺乏实测资料时，可假定温度差+5(桥面板上升5)，并在桥面板内均匀分布)，对箱型截面连续梁的温度应力及温度梯度的取值未作规定与说明，故在桥梁进行温度力分析计算时若参考jtj02385桥规取值，可能导致计算结果偏于不安全，不能反应桥梁实际所受的温度内力三、存在的问题的解决方案3.1 简支梁桥横向刚度、桥面铺装及跨径比方面1.由结构动力学知道，解决振幅超限的静 加国办法是r在提高梁件的横向刚度的同时，尽力减少在 过程中梁体自重的增加，从而提高桥梁的横向白振频率， 保证布列车提速后将要达到的速度范 内粱体不至于发生共振或准共振现象2.连续梁桥的跨径比大都ll/l2 =0.54 0.58则较合理，这将有可能在边跨悬臂端用导梁支承于端墩上合拢边跨，取消落地支架3.在条件允许的情况下，可以采用降低盖梁或台幅高程的办法保证桥面铺装厚度满足设计要求。如果发现得较晚，一般采取增加桥面设计高程的办法来保证桥面铺装厚度3.2 桥梁病害方面1.依据加固设计的原则，针对性地提出如下加固方案：(1)用纵向体外预应力束解决纵向预应力不足的问题;(2)用体外竖向预应力筋解决腹板抗剪能力不足的问题;(3)在腹板外侧粘贴碳纤维布解决竖向预应力张拉给腹板造成的偏心荷载问题，并增强梁的整体刚度;(4)对小于0.15 mm 的裂缝进行封闭，大于0.15 mm的裂缝进行高压注浆;(5)将桥面铺装层改为轻质混凝土以减轻二期恒载，从而改善梁体的受力状况2.预应力混凝士连续梁桥的裂缝问题从设计方面来讲可以从以下反面来考虑：桥梁跨径布置和箱梁截面尺寸拟定、纵向预应力布束方案与预应力储备、预应力混凝土连续梁桥的设计要重视温度应力、重视箱梁结构非预应力钢筋的配置3.3 温度对桥梁的影响对于同一桥梁结构，采用不同的温度梯度模式得到的梁内温度应力值相差很大.因此，为保证桥梁结构抗裂性，合理的温度梯度模式。对桥梁设计验算准确性极为重要四、小结我国公路建设近年来发展迅速，桥梁设计由初期中、小桥到大型斜拉桥、悬索桥，结构体系和施工工艺都有很大发展大跨径梁桥、吊桥、斜拉桥的设计、施工水平不断提高，但中等跨径桥梁的设计、施工水平发展相对缓慢，结构形式仍然以简支空心板和简支t梁为主，一些中小跨径大桥采用先简支后连续箱梁和支架现浇连续梁。简支梁桥设计、施工简便，工期短。但桥面伸缩缝较多，行车条件差;跨中弯矩大而墩顶弯矩为零，结构受力不合理;梁高仅受跨中截面弯矩控制，其它截面材料不能得到充分利用随着高速公路、铁路提速和高速铁路的建设，混凝土简支梁仍是桥梁的主要桥型，并且向整体大跨方向发展，因此简支梁桥的施工设备和技术尚需进一步研究同时伴随着全球交通业的快速发展，桥梁建造业也随之迅速发展。新的桥梁结构形式不断地被创造和应用。通过科研单位，设计单位和施工单位的共同努力，这些新型结构桥梁的设计及施工工艺正在不断完善就目前来说，桥梁设计方面的问题相对较易得到解决，但施工阶段和混凝土生成过程方面是和整个工程质量管理体系的落实、完善分不开的，必须从施工人员素质、技术、工艺上等各方面提高参考文献1 白宝玉. 桥梁工程. 高等教育出版社,xx,11.2 宋津喜. 浅谈我国混凝土简支梁桥施工技术与发展. 国防交通工程与技术xx第2期3 袁玲. 变截面预应力混凝土简支箱梁的景观设计.中国市政工程. xx年第6期.4 林丽霞. 提高预应力砼筒支梁桥横向刚度工程措施研究.甘肃科技(26).x