毕业设计指导书.doc

桂林理工大学土建学院土木工程专业毕业设计指导书（道桥方向）道路工程部分一、目的和要求 毕业设计是教学计划中的一个重要环节，学生在学完教学计划所规定的基础课、技术基础课与必修的专业课以后进行。目的在于培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和技能（包括历次的认识实习、和生产实习）解决工程问题的能力。在教师的指导下，学生独立地、较系统地全面地完成一条或一段公路的技术设计。通过这一环节，可以使学生基本掌握公路设计的全过程，学会考虑问题、分析问题、解决问题的方法，进一步巩固已学课程并探讨学习一些新的专业知识，培养学生独立工作和解决实际问题的能力，加强查阅参考书（资料）与进一步熟悉、应用和理解标准、规范、手册的能力。因此，毕业设计是培养工程师的基本训练，是不可缺少的教学环节，也是毕业前对所学知识的一种较好的总结方式。按照教学计划的规定毕业设计安排在毕业之前进行。作为“公路设计”类型的毕业设计，一般应包括下列几方面内容（1）路线方案的拟定与比选；（2）道路等级的确定；（3）技术标准的计算与验证；（4）道路线形设计（包括平、纵、横）；（5）路基路面设计；（6）道路排水设计；（7）小桥涵或挡土墙设计；（8）道路工程量的计算与工程概（预）算的编制；（9）环境保护（10）施工组织设计等。 设计中学生应根据所调查的资料经过认真的分析，提出创造性的设计构思，在详细计算与设计的基础上，全面地分析线形的质量，在必要的调整及修改设计之后，绘出全部设计图纸。同时对各部分要求编写说明书，最后完成定稿。二、收集资料 1.有关部门批准该项目的文件；2.有关标准、规范、手册；3.其它参考资料；4.地质、地形图和当地的现状交通情况，现状经济调查、将来经济发展展望等。三、设计内容和方法1.概述对工程的总体情况作简单介绍。包括地理位置，气候条件，该工程对当地的社会、经济的影响等情况。2.根据已有资料,确定公路等级,设计车速,车道数等基本参数.确定公路等级及技术标准根据毕业设计任务书给定的基本资料推算远景交通量,据此并结合当地的经济、社会及自然情况等条件，经综合论证后确定公路的技术等级,设计车速,车道数等。确定公路等级后，由规范查找并归纳相应的技术标准，确定路基宽度等主要技术指标。3.选线路线方案的拟定与比较根据设计所提供的带状地形图，采用纸上定线的方法研究路线的可选方案，并经过比较论证确定最优方案。首先确定线路的起止点，然后在大致方向上根据地形地物确定线路走廊，在该走廊中确定控制点，控制点包括交通线上的控制点、自然条件上的控制点、人为设施提供的控制点和高程控制点等。根据控制点之间的相对的位置及地形地貌等情况选择适合的线元素，根据技术标准确定路线具体位置（布置线元素），再用缓和线将其连接成线。在选线时，应最注意以下问题:平原地区路线以大直径的长曲线和缓和线为主，结合地形地物及联系村镇方便等因素而定。山区路线以行经地区的地貌地质和地形特征，可能有越岭线、山坡线、沿溪线和山脊线，此时可根据地形图研究可能的路线布局形式，一般应按：全面布局,逐段安排的步骤。一条公路因地形地貌的不同，应分段选用不同的线形，互相接通。对于越岭线的布局应解决的问题为：垭口的选择；过岭标高的选择和垭口两侧路线的展延，山区公路往往因高差大，靠自然展线无法克服困难时，常常需设置回头曲线，适宜布设回头曲线的有：山包、平缓的山坡及山沟侧坡，但要注意同一山坡上应避免迭线过多而且回头线之间距应能满足最小距离的要求。要求:拟订2个方案，进行宏观的技术和经济比较（因时间有限），确定一个方案，并说明理由。方案比较主要从以下几个方面进行：路线的长度路线在平、纵、横三向指标工程数量土石方，构造物等占地、拆迁等比较4.道路平面设计在确定方案后，即可进行道路平面线形设计。根据小比例尺等高线地形图所确定的路线方案，即可在较大比例尺的等高线地形图上进行详细的精确定线，此时可按交角点的偏角，结合地形地物确定平曲线半径及其要素，鉴于时间所限，平面设计长度可取1000m。纸上定线步骤：（1）定导向线：确定控制点，纸上放坡；（2）修正导向线：参照导向线定平面试线，绘制纵断面图，从纵、横两个方面二次修正导向线；（3）定线：1) 利用导向线点的可移动性，按照照顾大多数，注意重点的原则，掌握与该路等级相应的几何标准，先用直尺试穿出与较大地形相适应的一系列直线，然后以适当的圆曲线连接;2) 地形复杂转折较多或转折较多或转弯处控制较严重时，也可先定曲线，后用直线将之顺滑地连接起来。 直线、圆曲线及缓和曲线为道路线形的基本组成要素，诸如直线最大长度、缓和曲线的最小长度、缓和段长度的规定等均应从行车安全视觉舒顺出发满足要求并通过计算分析确定。平面线形的桩距应按照规定并对地物及地形变化给予加桩。平面设计的任务是确定平面线形的组成形式。它由直线、圆曲线和缓和曲线等各种基地形地貌、地质、水文等自然因素制约外，还受到技术标准、国家政策、社会因素、美学等其他因素的影响。平面线形的组合应能提供较佳的行车节奏感，使乘客具有良好的感觉反应。此可通过车速的变化的计算以及汽车排挡的变化来分析研究。曲线段的设置影响平面视距，同时应结合纵横断面的设计进行视距的验算，取得视距的保证。路线几何设计，绘制路线平面图：根据路线几何设计要求，正确确定平面各要素及相互间的配合。根据地形条件，选定平曲线半径，确定超高、加宽、缓和和曲线等各要素。里程桩除公里桩、百米桩、平面线控制桩、起终点桩、交点、断链桩、桥涵等控制桩外，还需设置地质、地形、地物交叉口等加桩。加桩距山岭重丘区不大于20m，平原微丘区不大于50m。检查平面视距是否满足要求，否则采用相应设计措施；完成直线、曲线及转角表及路线平面图。路面平面图应根据设计要求，按道路工程制图国家标准GBJ-90标明下列内容：a. 路线起终点里程桩号、百米桩、公里桩的位置；b. 绘出路线弯道，并在交点旁标明交点编号，于图上空白处列表说明交点序号、转角大小、平曲线半径、切线长、曲线长、外距以及超高、加宽、缓和曲线长度等；c. 标明公路排水、桥涵及其它人工构造物的位置、桩号、结构类型和主要尺寸。d. 编写计算机程序：编程计算平曲线相关设计参数。5.道路纵断面设计 为了满足行车和排水要求，道路应有最大纵坡和最小纵坡的限制。坡长限制应有利于行车平顺，缓坡宜长、陡坡宜短。 纵断面设计线拟定前，应先确定标高控制点（如桥涵控制、最小填土高度、最大挖方深度、交叉口标高等）。对于山区公路横断面依横地面线试定合宜的挖方高度，试定拉坡，然后按照“标准”规定确定纵坡度及其长度，并拟定竖曲线。 纵断面设计长度与平面设计长度相同。道路纵断面是沿道路中线竖直剖切、展开成的平面。纵断面设计任务就是在线路纵断面图上决定坡度、坡长、竖曲线半径等数值以及有关的计算工作。纵断面设计图比例：横向1：2000，纵向1：2000。纵断面图资料自上而下依次为地质情况、坡度坡长、填挖高、设计线高、地面线高、桩号、平面线，根据直线、曲线及转角表在“平曲线”栏内绘出平曲线位置，注明交叉点编号和平面线半径。根据地形图将桩号及对应的高程填如“地面线高”“桩号”栏内。并点出有关点位，连接各地面点即得地面线。控制点标注：影响纵坡设计的高程控制点如路线起讫点、垭口、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度和最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道口、重要城镇通过点等，都应作为纵断面高程的控制依据。对于山区道路还应根据路基填挖平衡关系来控制路中心填挖值的高程点，即“经济点”。这样使纵坡设计能和平面横断面有机的结合起来进行综合考虑，避免遗漏或忽略必要的控制因素。试坡：对各种可能的坡度线方案进行反复比较，选出即能符合技 术标准又能满足控制点要求，而且土石方还较省的设计线 作为初定坡度线，变坡点的初步位置随之确定。调整：对照实际和技术标准检查最大纵坡，坡长限制、缓和坡段以及片面线形的配合。特别应注意陡坡与平曲线竖曲线的组合以及桥头接线等处的纵坡是否合理。核对：选择有控制意义重点横断面，如高填深挖、陡峭山坡路基、挡土墙、重要桥涵以及人工构造物等，在纵断面上直接读出该桩位的填挖高度，然后按此值在横断面上“带帽子”检查是否有填挖过大、坡脚落实、挡土墙工程等情况。对于横坡陡峭的山腰线，这一工作尤为重要。定坡：逐段把坡度线的坡度值、变坡点位置桩号和高程确定下来。变坡点要调整到10 m整桩位置上，其高程是根据坡度、坡长依次推算而来。至此拉坡工作基本完成。设计竖曲线：填制“路基设计表”，纵断面设计的最后成果依此表和纵断面图表示。纵断面图上还应标明以下内容：（1）竖曲线要素；（2）沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔径（涵洞可只示出位置）；（3）断链桩位置、桩号及长短链关系户。编写竖曲线设计计算程序:编程计算竖曲线设各参数。6.道路横断面设计：路线横断面设计的主要任务 是确定各段路基的断面和尺寸，为路基土石方计算及路基施工提供断面资料。（1）确定并绘制本路基标准断面图。比例为1：200。并根据地质、地形情况、水文条件、筑路材料、施工方法、边坡高度等因素分段确定边坡坡度，边沟断面形状和尺寸，标注在图上。（2）绘制路基横断面设计线（戴帽子）1）点绘横断面地面线，范围是中线两侧各20m（以满足横断设计要求为准）。方法是将刻度尺寸垂直路中线置于桩位，从刻度尺与等高线相交处读取水平距离与高差（注意地形图比例）。再将水平距离与高差按1：200的比例点在计算纸上，各相邻点的连线即为横断面地面线。横断面图绘制顺序为：按桩号在图纸上自下而上，自左向右绘出。一般最上（下）横断面图离图边5cm，最左（右）横断面图离图边10cm。注意每个横断面图的左右方向应与路线的左右相一致，每张横断面图的第一个和最后一个横断面桩号须标出公里数。2）戴帽子：将各桩的填挖高度、超高、加宽值标注于相应的横断面上，用三角板或路基模板逐桩绘出横断面设计线。直线段路拱高度不绘出，曲线段的超高、加宽需绘出。注意超高、加宽的方向。7.道路排水设计路面、中央分隔带排水，边沟设计.8.路面设计：路面设计的任务是确定路面结构层组合形式及厚度（1）确定路面等级和路面结构层组合形式：根据公路等级、交通量情况、使用要求及筑路材料供应条件等因素，选定适用的面层与经济合理的结构组合。遵循制宜，合理选材、方便施工、便于养护的原则，优选路面结构设计方案。（2）确定结构层厚度根据公路等级、路面等级，交通量，选用建材等情况，按公路设计准则确定结构层厚度及验算各结构层强度。（3）配合比设计选择其中的某一结构层做出该混合料的配合比。9.人工构造物设计（1）小桥涵设计（2）挡土墙设计（3）排水沟渠设计（4）路基稳定性验算10.软土地基处理每个同学在设计线路范围类选取不小于20m的路段，作为软土路基，进行软土地基处理方案设计，应选取不小于2种方案并进行比较，然后对最优方案进行具体施工方案设计，并画出施工图。 11.环境保护 道路设计、施工及建成后可能对环境造成的破坏及预防措施。12.工程量计算：道路工程量的计算与工程概预算的编制对路基、路面工程及桥涵工程，软土地基处理等所有设计内容进行工程概预算的编制。其中对路基土石方数量应按横断面图计算。对于山区公路小半径曲线段要考虑弯道土石方数量的改正，最后汇总列出全线土石方数量总表。道路设计文件、图表以及工程概预算编制应按照“公路基本建设工程设计文件编制办法”、“公路工程设计文件图表示例”以及“公路工程概（预）算定业务额编制。工程数量是编制预算的重要数据资料，也是编制施工组织设计不可缺少的技术资料之一。为此，在编制设计过程中必须准确地计算各项工程的数量。工程数量的计算是根据设计图纸和技术资料，按各种工程项目分别计算，再汇总成工程数量总表。路基土石方及路面工程通过土石方调配表及路面工程数量表分别进行计算。其中要算出计价土石方数量以及总运量。路面工程则要分别算出不同结构层次路缘等工程数量（包括弯道加宽部分）。桥涵等人工构造物当设计采用定型图纸时，其单位工程量可直接查用；对于个别设计的构造物，则须根据具体设计另行计算工程量。可参阅公路设计手册涵洞中的常用桥涵工程数量计算公式与图表。各项工程的数量计算成果均按专门格式通过列表方式来表达，配以必要的计算表达式、计算简图、说明等。另外，应结合施工方案，同时计算设计中未体现但施工中所增加的工程数量部分。 最后计算出设计段的工程造价。13.施工组织设计（1）施工组织设计的主要内容：1）设计依据：2）施工方案总论：a.路基施工方案及质量控制；b.路面施工方案及质量控制；3）施工机械（大型设备一览表）及人员配备；4）施工工期（工程排队）；附施工网络图；5）安全措施；（2）设计要求：1）工程进度图绘制在米厘纸上，并应有工程项目，施工期限、进度线、劳力需要量图、图例、说明、工程数量公布、平面示意等内容。图幅及比例自寂静，格式见有关参考资料；2）网络图应表示出关键线路；工序时间及时差，用表格法计算；3）在说明中简述施工组织及方法，施工班制、工期及劳动不均匀系数等，并考虑工程每月公休假X天，雨雪天X天；（3）设计步骤有计算方法：1）核对计算工程项目及数量，补充的缺项目和数量；2）列出全部工序明细表，自己拟定施工方法及施工顺序，分部分填作业计算表，查相应工程定额计算劳动量，再依投入劳力或机械数量计算主导工期的作业时间；3）按工艺流程绘出网络草图，用表格法计算网络时间和时差，找出关键线路，并同时用横道图安排施工进度。四、计算机程序设计（根据需要编制）五、设计成果整理设计图纸及设计说明书的要求 图纸是表达设计意图的重要手段，学生要重视绘图训练。图纸尺寸一般应参照国家建筑制图标准规定办理，线条、字体要符合工程制图的要求。并采用惯用的图例符号，以方便读图。 1.道路平面图：路线方案确定后，可取其中的5001000m进行设计，图纸用透明纸描绘，或在计算机上进行，常用比例为1：2000，带状路线两侧各100200米范围勾绘等高线。 2.道路纵断面：图纸用透明方格纸描绘，常用比例为：横向1：2000，纵向1：200（个别地区地形平坦者，纵向比例可适当放大），纵断面设计范围同平面。 3.横断面图：可采用方格纸用铅笔绘制，常用比例为1：200，断面自下而上，从左到右排列，横断面设计范围同平面图。 4.其他设计图：包括路面结构设计及路拱断面图等。主要图纸清单：线方案图；1:2000道路平面图 1:2000道路纵断面图横向 1:2000 竖向 1:200道路横断面 1:200(1:100)路面结构及路拱断面图；典型路段道路排水系统布置图；桥涵设计图软土地基处理图施工网络图六、毕业设计注意事项 1.每个学生必须全部学完教学规定的必修及选修课程。并能保证毕业设计的时间。 2.教师要注意贯彻党的教育方针与政策，发挥指导作用，指导学生分析解决问题的原则和途径，收集查阅文献资料的方法，指导绘图与编制设计说明书，并根据“因材施教”的原则安排学生的工作任务。发现问题及时纠正，学生要发挥独立工作能力和钻研精神，注意训练自己的组织能力和口头表达能力。 3.要树立严格的科学态度，不论做那种类型的题目，都要认真对待，要重视调查研究，计算要认真，绘图要细致，文字表达要确切流畅，注意资料的收集、分析、整理工作。设计资料要妥善保管。七、设计进度安排1.布置任务书、学习“指示书”、熟悉图纸、收集资料、指定工作计划1.0周2.路线方案拟定比选、道路等级与技术标准的确定1.0周（绘出道路方案比较图）。3.道路平面设计与纵断面设计1.5周（绘出道路路线平面图及道路路线纵断面图）。4.道路横断面设计1.0周（绘出道路横断面图）。5.路面设计1.0周（绘出路面结构详图）。6.道路排水系统设计1.0周（绘出道路排水综合布设图）。7.软土地基处理1.0周（绘出处理方案图）8.桥涵设计1.0周（绘出桥涵图）9.环境保护0.5周10.道路工程量计算与概算编制1.0周（绘出道路工程量表与概算表）11.道路工程施工组织设计1.0周（绘出网络图）12.整理、打印、装订设计说明书1.0周八、设计参考书1公路工程设计标准（JTJ01-2003） 2003年 交通部2公路路线设计规范（JTJ011-2003） 2003年 人民交通出版社3道路路线设计 张廷楷等编著4公路柔性路面设计规范 2003年 人民交通出版社5道路路基路面工程 姚祖康 1994年 同济大学出版社6道路工程经济与管理严作人 孙立军编著 1995年同济大学出版社7公路基本建设工程概、预算编制办法 1992年 人民交通出版社8公路工程概预算定额 1992年人民交通出版社9“路面”（公路设计手册） 人民交通出版社 1993年10道路工程 徐家钰 程家驹等编著 1995年 同济大学出版社11公路桥涵设计手册 桥梁工程部分一、目的与要求 毕业设计的目的是使学生学会如何综合运用已学到的理论与实践知识，解决中等复杂程度桥梁工程中的规划、设计以及施工方案等方面的问题。培养学生初步具有工程师的基本技能。为此，学生必须在以下几个方面受到综合的训练和提高：1、系统地巩固和加深已学到的理论知识和桥梁实习所取得的经验；2、遵循国家的建设方针，按照“规范”、“准则”的具体规定，使用设计手册等参考书进行设计的独立工作能力；3、提高桥梁结构分析计算的能力；4、提高桥梁工程制图的基本技能；5、培养阅读文献、利用资料进行科研的能力；6、了解桥梁设计的整个过程和全部内容；7、掌握设计文件的编制方法；8、熟悉与设计有关的各种设计依据、标准设计并了解有关设计参考资料。二、设计内容根据公路基本建设工程设计文件编制办法的要求，独立大桥勘测设计工作，一般应采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。桥梁设计由说明书、设计图表、施工方案及设计概算四部分组成，是报送主管部门审批的文件。主要内容是根据批准的计划任务书的要求，通过勘测选定桥位，拟定桥梁结构型式和初步尺寸，进行方案比较，提出推荐方案。说明其特点，并提出概算造价。鉴于学生在学习有关课程的同时都作过课程作业或课程设计，又由于时间的关系，所以学生的毕业设计的重点放在桥梁初步设计。学生根据“毕业设计任务书”的要求和条件，不作桥位、桥型比选，只要求学生完成以下三方面的设计内容：（一）确定桥型方案1、确定桥梁结构型式、总体布置；2、确定建桥材料的类型及种类；3、确定上部、下部结构控制截面结构尺寸。（二）内业计算及配筋设计1、计算主桥、引桥上下部结构的成桥阶段内力；2、主桥控制截面配筋设计；3、引桥上部结构（预应力）配筋计算，验算其强度、应力、刚度；4、主桥、引桥下部结构承载力计算。（三）毕业设计文档资料的整理1、编制桥梁设计计算书；2、绘制桥梁设计图纸。三、设计方法和步骤（一）桥型方案设计拟定图式在通过桥涵水文计算，确定桥梁总跨径以后，就要着手选择合理的桥梁结构型式。学生可根据本人“设计任务书”的要求和条件，首先提出1至2种可行的桥型方案（包括上、下部结构），然后按下述步骤对每一桥型进行规划考虑：（1）桥梁分孔；（2）确定桥下通航净空和桥面标高；（3）合理选择基础型式；（4）桥头接线及纵坡；（5）材料选用；（6）绘制桥型比较方案草图；（7）综合分析每一方案的优缺点，确定最终方案。上述内容，除参阅“桥梁工程”上册外，还应考虑以下几点：1、影响分孔的因素对于大、中型桥梁、分孔问题是设计中最基本、最复杂的问题之一，必须进行深入全面的分析，才能得到比较完善的方案。（1）必须满足排洪和通航的要求；（2）从地质情况考虑，分孔后各桥墩所处位置的优劣；（3）从施工条件考虑，同一图式中不宜用多种跨径，且不宜选用太大跨径；（4）宜尽量选用标准跨径；（5）当采用不等跨方案时，跨度变化不宜太多，并适当安排各跨的比例，以求受力合理及美观；（6）从建桥材料及结构型式来考虑跨度的大小，在分孔时，可利用“经济跨径”作参考。2、选用建桥材料所需考虑的因素（1）应该尽量就地取材； （2）所选材料应与选用的结构型式和跨越能力相配合；（3）综合考虑施工（工厂预制或就地施工等）、养护、美观等各方面的条件。3、选用结构型式时需考虑的因素（1）为了使结构图式经济合理，必须很好熟悉各种桥跨结构的力学和构造特点及其适用范围；（2）从地质情况来考虑选用合理的墩、台型式及上部结构型式（静定、超静定、有推力、无推力）；（3）从建筑高度、跨越能力、所需材料等方面来考虑；（4）考虑施工方法和施工能力；（5）满足通航或通车的要求；（6）注意桥型美观，尽量与周围环境协调；（7）其他特殊要求，如引进新技术、新工艺等。（二）桥型方案设计制定方案 编制方案的目的是对上述选定的方案进一步细致地拟定其主要尺寸，编制技术经济指标（造价、材料用量、工期等），拟定施工方案，经技术经济比较确定一个最佳方案作为推荐方案。其主要工作内容有： 1、拟定结构（桥跨结构、墩台、基础）各部分的主要尺寸目的在于确定工程数量和计算造价之用；因而不必精确地计算各构件的内力、强度和稳定问题，而是充分利用已有的资料或类似工程设计来定出各部分的尺寸、只有在缺乏上述资料时才用近似计算方法来确定各部分主要尺寸。 2、对结构的主要截面进行粗略的验算（但要保证结构的安全便用）。 3、根据已定尺寸，计算工程数量。 4、绘制桥型方案设计图。桥型方案均应有一个立面图、平面图（带有河床断面及地质概况，横向与纵向比例尺相同，一般可用1:500或1:1000）及12横断面图（比例尺可适当增大）。 立面图、平面图上应注出桥的总长、桥跨结构的计算长度：墩顶宽度、墩身侧面坡度、设计洪水位、通航水位、通航净空（用虚线表示）、桥面标高、墩台中线的里程桩号、顶面标高、基底标高、桩尖标高、锥形护坡的坡度等。 横断面图上应注出桥面宽度、人行道宽度、桥面横坡、主梁（主拱圈）尺寸、间距、墩台宽度及两侧坡度、基底尺寸等。 方案设计图所涉及的有关设计问题可写入附注。 图幅及图标按附录二规定采用，通过分析比较，细化设计方案。（三）桥梁结构内力及配筋计算完成桥型方案设计之后，应进行主桥、引桥的内力计算。内力计算内容如下：1、主桥的内力计算及配筋验算成桥阶段的设计内力计算（强度组合）；（1）上部结构控制截面配筋计算；（2）上部结构控制截面持久状况正截面承载能力极限状态计算；（3）下部结构计算，确定单桩承载力，核算桩基布置方式；2、引桥的内力计算及配筋验算（1）成桥阶段内力计算（强度组合）；（2）上部结构配筋计算（预应力钢束的估算及布置及预应力损失计算）；（3）控制截面持久状况正截面承载能力极限状态计算；（4）持久状况斜截面承载力验算；（5）持久状况正常使用极限状态计算；（6）持久状况应力验算；（7）短暂状况应力计算；3、进行引桥下部结构计算，确定桩长、计算桩基内力、验算单桩承载力，核算桩基布置方式。内力计算可运用通用程序(SAP2000)或其它桥梁专用设计程序(MIDAS)进行, 也可采用手算方法进行。（四）绘制桥梁结构构造图及控制截面配筋图该部分设计工作包括绘制以下的CAD图：1、上部结构构造图及控制截面配筋图；2、下部结构构造图及控制截面配筋图； 3、预应力筋布置图。（五）编制设计计算说明书设计计算说明书应包括以下部分的内容：1、标题2、中英文摘要及关键词3、目录4、前言5、正文6、附录7、结论8、参考文献9、致谢设计计算说明书的排版及格式应严格按照广州大学毕业设计模版的格式要求进行。四、设计依据及标准设计（一）设计依据1. 公路工程技术标准（JTG B012003）.人民交通出版社，2003.2. 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）.人民交通出版社，2004.3. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）. 人民交通出版社，2004.4. 公路圬工桥涵设计规范（JTG D612005）.人民交通出版社，2005.5. 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20076. 公路桥涵设计手册基本资料. 人民交通出版社，1985.7. 公路桥涵设计手册梁桥. 人民交通出版社，1994.8. 公路桥涵设计手册拱桥. 人民交通出版社，1994.9. 公路桥涵设计手册墩台与基础. 人民交通出版社，1994.10. 公路桥涵标准图（部分）11. 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000（二）标准设计 桥梁设计应尽量采用标准设计。公路工程的标准设计，包括部颁标准设计与省标准设计两类。交通部主持编制及颁发使用（或试用）的标准设计（简称部标），包括下列四种编号：1、中华人民共和国交通部公路桥涵标准图 编号 JTGQB（即交通公桥标）2、交通部公路桥涵设计图 编号 JTGQS（即交通公桥设）3、交通部高速公路桥梁设计图（试用） 编号 JTG GQS（即交通高公桥设）五、参考资料1. 姚玲森编 桥梁工程人民交通出版社，20072. 范立础主编. 桥梁工程（上、下）. 人民交通出版社，2005.3. 范立础主编. 预应力混凝土连续梁桥. 人民交通出版社，1988.4. 匡文起等. 结构矩阵分析和程序设计. 人民交通出版社，19915. 易建国编 桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第三版)人民交通出版社 20066. 赵明华编 桥梁计算示例丛书 桥梁地基与基础 人民交通出版社 20047. 雷俊卿等编 桥梁计算示例丛书 悬索桥 人民交通出版社 20048. 邬晓光等编 桥梁计算示例丛书 刚架桥 人民交通出版社 20019. 王国鼎等编 桥梁计算示例丛书 拱桥（第二版）（上、下） 人民交通出版社 2004隧道工程部分一、 设计原则公路隧道设计应有完整的勘测、调查资料，针对地形、地质、水文、气象、地震等条件，考虑营运和施工条件，进行多方案的技术、经济比较，使确定的方案符合安全、经济、适用的要求。隧道主体结构物应按永久性建筑设计，具有规定的强度、稳定性和耐久性，且符合美观和环境要求。隧道设计必须符合国家有关土地管理、环境保护、水土保持等法规的要求，并应注意节约用地，尽量保护原有植被，妥善处理废土方。地震区隧道的设计应符合交通运输部颁发的公路工程抗震设计规范的要求。二、 结构设计1.总体设计公路隧道设计应考虑远景规划，按远景交通量设计，当近期交通量不大，且投资有限时，可考虑分期修建。高速公路、一级公路上的隧道和二、三、四级公路上的短隧道，其线形与公路的衔接应符合路线布设的规定。二、三、四级公路上的特长及长、中隧道的位置，原则上应服从路线走向，路隧综合考虑。隧道总体设计一般包括隧道调查、选址、隧道线形（平、纵、横）、接线设计、洞内外排水系统、辅助坑道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境要求及绿化、美化等内容。且均应结合隧道规模、公路等级、施工方法、工期和营运要求作全面考虑。1.1隧道调查隧道调查内容包括自然地理概况，如地形、地貌、水文及区域地质等；环境调查以及地质调查。地质调查是关键，主要包括工程地质特征、水文地质特征、不良地质和特殊地质现象、隧道所处地区的地震烈度等级。1.2隧道选址隧道位置应选择在稳定的地层中，尽量避免穿越不良地质地段；若必须通过时，应有切实可靠的工程措施。越岭路线的隧道，应进行较大 的方案选择，拟定不同的越岭标高进行全面的技术、经济比较，选择工程地质条件较好的地段穿越。沿河傍山地段的隧道，其位置宜向山侧内移，避免隧道一侧洞壁过薄，产生偏压，并应注意水流冲刷对山体和洞身稳定的影响。频临水库地区的隧道，其洞肩设计标高应高出水库计算水位不小于0.5m。1.3隧道线形1）隧道平曲线。隧道内应避免设置平曲线，如必须设置时，宜采用不设超高的平曲线半径，并应满足停车视距的要求。当受到地形条件及其他特殊条件限制时，隧道线形设计为曲线并设超高时，其各项技术指标应符合交通运输部颁发的公路路线设计规范的有关规定。2）隧道纵断面。隧道内的纵坡不小于0.3%，并不大于3%；独立的明洞和短于50m的隧道其纵坡不受此限。隧道内的纵坡形式，一般可设置成单面坡；地下水发育的隧道及特长和长隧道可用人字坡。3）隧道横断面。各级公路隧道建筑限界应满足公路设计规范规定的基本宽度，此外应考虑洞内排水、通风、照明、防火、监控、营运管理等附属设施所需要的空间，并考虑土压影响、施工方法等必要的富裕量，使确定的断面形式及尺寸达到安全、经济、合理。人行道的设计应结合考虑隧道所在地区的行人密度、隧道长度、交通量及交通安全等因素确定，不设人行道时，除短隧道外，应设置避车洞。高速公路、一级公路一般应设计为上下行分离的两座独立隧道。两相邻隧道最小净距视围岩类别、断面尺寸、施工方法、爆破震动影响等因素确定。2隧道结构设计2.1隧道衬砌结构设计2.1.1 衬砌结构形式的选择参照公路隧道设计规范选择2.2计算模型及荷载取值2.2.1 计算模型初期支护内力分析采用地层结构模型或者地层结构法，并根据工程类比确定支护参数。2.2.2 设计荷载及计算参数1）永久荷载a、结构自重：素混凝土容重按23KN/m3，钢筋混凝土按25KN/m3。b、岩土压力：（1）竖向岩土压力：根据规范选取全部岩土重量或荷载等效高度范围内岩土重量。（2）水平岩土压力：根据结构受力过程中墙体位移与地层间的相互关系，可分别按主动岩土压力、静止岩土压力或被动岩土压力计算，地层的物理力学指标依据岩土工程勘察报告取值。c、隧道上方建筑物荷载。2）可变荷载地面超载：地面超载一般按20KPa计算，地表覆土按其厚度折合成超载。3）偶然荷载地震作用：按结构抗震设防烈度6度4）荷载效应组合结构设计时按整体或单个构件可能出现的最不利组合进行荷载组合，并考虑施工过程中荷载变化情况分阶段计算。2.3 支护结构验算2.3.1 隧道围岩压力的确定（1）深埋隧道围岩压力的确定目前我国公路隧道和铁路隧道所采用的计算围岩竖向匀布压力的计算式，是以工程类比为基础，统计分析了我国数百座隧道坍方调查资料而拟定的。围岩竖向匀布压力q按下式计算： q = 0.45 2s-1 (kN/m2) （2.1）式中 S 围岩级别 围岩容重， (kN/m2)； 1+ i(B-5) 宽度影响系数； B 隧道宽度，（m）；以B5m为基准，B每增减1m时的围岩压力增减率。当B 5m.,取i 0.1。公式（2.1）的适用条件为：H/B 1.7， 式中H 为隧道高度；深埋隧道；不产生显著偏压力及膨胀力的一般隧道；采用钻爆法施工的隧道。围岩的水平匀布压力e ，按表2.1中的经验公式计算。表 2.1 围岩水平匀布压力围岩级别I 、IIIIIIVVVI水平匀布压力00.15q(0.150.3)q(0.30.5)q(0.51.0)q（2）浅埋隧道围岩压力的计算 浅埋隧道一般出现在山岭隧道的洞口附近，埋置深度较浅，深埋和浅埋隧道的分界，按荷载等效高度值，井结合地质条件、施工方法等因素综合判定，接荷载等效高度的判定式为： Hp（225）hq （2.2）式中Hp深浅埋隧道分界深度; hq荷载等效高度，按下式计算： hqq/ （2.3） q深埋隧道竖向均布压力（kNm2）； 围岩重度（kNm2）。 在矿山法施工的条件下，IVVI级围岩取 Hp25hq I一III级围岩取 Hp2hq 浅埋隧道围岩压力分下述两种情况分别计算： 1埋深（H）小于或等于等效荷载高度hq时，荷载视为均布竖向压力 q = H （2.4）式中 q匀布布竖向压力； 深度上覆围岩容重； H隧道埋深，抬隧道顶至地面的距离。 侧向压力e，按匀布考虑时，其值为： e = (H + 1/2 Hi)tg2(450 /2) （2.5）式中 e侧向匀布压力； 围岩容重； H 隧道埋深； Hi隧道高度； 一围岩计算摩擦角，其值可查有关规范。2埋深大于hq、小于等于Hp时，q浅 Q浅/Bt = H（1H/Bttg） （2.6）式中 q浅作用在支护结构上的匀布荷载；其它符号意义同前。作用在支护结构两侧的水平侧压力为 e1 =H e2 =h 式中符号意义同前。侧压力视为匀布时，侧压力为 e = 1/2 (e1+ e2) （2.7）2.3.2 有限元验算荷载结构法或者地层结构法任选一种进行计算。荷载结构法：（对各级围岩、深埋及浅埋隧道分别进行计算）根据围岩等级进行计算简图的选择，衬砌几何要素的确定，主动荷载作用下的衬砌内力计算，弹性抗力作用下的内力计算，衬砌总内力计算，计算结果图示（包括轴力，弯矩，剪力等），受力合理性验算（验算偏心距是否合理）。也可以选用软件计算，软件可以选用同济曙光公路隧道模块，Ansys，Marc, Abaqus等，熟悉软件各参数的含义，并选用合理的地层物理力学参数（主要是弹性抗力系数）。地层结构法：软件可以选用同济曙光正反分析模块，Ansys，Marc，Abaqus,Flac2d,3d等，熟悉软件各参数的含义，并选用合理的地层（包括衬砌结构）物理力学参数（主要是弹性模量，伯松比，摩擦角，粘聚力等）。2.3.3二次衬砌截面配筋验算 对于荷载结构法才