斜拉桥毕业设计答辩 - 副本

1、毕业设计(b y sh j)开题报告设计（论文）题目(tm): 三宝桥斜拉桥初步设计 院 系 名 称: 土 木 与 建 筑 工 程 学 院 专 业 班 级: 道 桥 1 0 - 1 班 学 生 姓 名:导 师 姓 名 开 题 时 间: 2 0 14 年 3 月 1 4 日 共十九页目录(ml) 业设计的目的及意义 内容 背景 解决的问题 文献综述 斜拉桥原理 我国斜拉桥发展现状 有限元理论 BIM设计理念(l nin) 设计基本内容、拟解决的主要问题 毕业设计桥梁方向设计进度安排 参考文献共十九页1、毕业设计(b y sh j)目的及意义1.1内容 三宝桥位于黑龙江省东部绥芬河市，地处北纬44

2、o1844o32，东经130o57131o13。该桥是新华街的西延伸线，东起花园路，向西跨过黄河路落至华南山坡上自然地面。综合考虑当地条件拟采用双塔两跨斜拉桥设计方案。本设计采用有限元软件midas和ansys进行全结构仿真分析，并初步进行探索采用BIM设计理念。1.2背景 世界上第一座现代斜拉桥1955年在德国工程师狄辛格的帮助下建成，同年，莱昂哈特设计了杜塞尔多夫跨越莱茵河的北桥和赛道胡思桥。我国自1977年建成重庆云阳桥以来，已经建成各种斜拉桥200余座，是世界上斜拉桥最多的国家。世界前50座跨径最大的斜拉桥中，中国占半数以上。 进入20世纪90年代尤其是21世纪以来，斜拉桥结构得到了十

3、分迅速的发展，其跨径已经进入了以前悬索桥适用的特大跨径范围，结构分析的进步对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键的推动作用。斜拉桥以其结构受力性能好、跨越能力强、结构造型(zoxng)多姿多彩、抗震能力强及施工方法成熟等特点，在桥梁工程中得到了越来越多的应用。共十九页1.3解决的问题本题目所涉及的桥梁位于黑龙江省东部绥芬河市，地处北纬44o1844o32，东经130o57131o13。该桥是新华街的西延伸线，东起花园路，向西跨过黄河路落至华南山坡上自然地面。本工程是绥芬河市一项重要市政建设工程，鉴于绥芬河市国门独特的地理位置，该桥的建成，将成为绥芬河市的标志性建筑，向世人展示绥芬河乃至中国改革开放的

4、建设成就，为绥芬河市连接新老城区，提高过境能力起到积极(jj)作用。同时，将促进中俄及东亚贸易和旅游的发展，为打造北方深圳开创新局面。1.4对学术的推进毕业设计能使我掌握桥梁设计的整个过程，同时对施工过程和关键工艺进行思考和设计，巩固所学专业知识，并在应用中将其融会贯通。通过该桥梁设计，使我能够正确分析现有的桥位地质、气候等自然条件，根据道路等级、荷载等级、桥面净宽等设计技术标准，结合施工队伍技术力量和设备条件，独立查阅、应用文献资料，正确使用公路桥涵设计规范进行设计计算，熟练绘制桥梁施工图并撰写设计说明书。能够训练我独立的桥梁设计能力、计算能力、计算机应用能力以及应用中外文献资料的能力，文字

5、表达能力，提高独立分析问题和解决问题的能力，使之成为能够独立解决大、中桥梁的设计和施工问题的高级应用型人才。通过对midas、ansys和BIM的学习，初步掌握参数化建模、可视化设计的能力，为我走上工作岗位打下了坚实基础。共十九页2、文献(wnxin)综述2.1斜拉桥原理桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车，而是其自重，主要是主梁。以一个索塔为例，索塔的两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；

6、同样的右边(yu bian)的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了， 最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。共十九页我国斜拉桥发展(fzhn)现状我国的斜拉桥起步稍晚，1975年建成的跨径76m的四川云阳桥是国内第一座斜拉桥，80年代中后期是我国斜拉桥发展的鼎盛时期，至今(zhjn)为止建成或正在施工的斜拉桥共有100余座，其中跨径大于200m的有52座。跨度超过400m的斜拉桥已达20座，居世界首位。

7、共十九页斜拉桥结构按其上部结构的不同，可分为全钢结构斜拉桥，混凝土斜拉桥，结合梁斜拉桥和混合体系斜拉桥，其中结合梁斜拉桥因充分发挥了混凝土抗压性能和钢材抗拉性能的特点，同时与全钢结构相比具有桥面刚度大，维护费用低及行车舒适度高的优势，在我国大跨径斜拉桥的选型中被大量采用（南浦大桥也是结合梁斜拉桥）。随着经济发展的需要(xyo)，斜拉桥得到快速发展，结构计算也越来越复杂，各种计算方法比如有限元理论、边界元理论、计算机仿真技术、BIM技术得到了广泛应用。共十九页2.2 有限元理论有限元在数学中是一种为求得偏微分方程边值问题近似解的数值技术。它通过变分法使误差函数趋于最小值并产生稳定解。50年代首先

8、在连续体力学领域飞机结构静动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元分析计算思路和做法可主要分为物体离散化、特性分析（选择位移模式、分析单元力学性质(xngzh)、计算等效节点效力）、单元组集三个步骤。共十九页221 桥梁博士桥梁博士（Dr.Bridge）是由上海同豪土木工程咨询有限公司开发的一款桥梁计算(j sun)软件系统，该系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算(j sun)系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算(

9、j sun)机技术，完全符合设计人员的习惯。对结构的计算(j sun)是宁繁勿简，充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况，使用更方便，计算(j sun)更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。共十九页2.2.2 midas civic MIDAS/Civil是个通用的空间有限元分析(fnx)软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析(fnx)与设计。特别是针对桥梁结构，MIDAS/Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用

10、。共十九页2.2.3 ansysANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于土木、地质、矿业、材料、机械、仪器仪表、热工、电子(dinz)、水利、生物医学和原子能等工程的分析和科学研究。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。 它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAE工具之一。共十九页2.3 BIM设计理念BIM技术是一种应用于工程设计建造管理(gunl)的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的

11、相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。共十九页3、设计基本内容(nirng)、拟解决的主要问题3.1设计内容1.总体设计:桥跨布置，结构尺寸拟定2.采用midas及ansys软件进行全结构仿真(fn zhn)分析。3.主要设计验算4.施工方法设计共十九页3.2设计要求(yoqi)根据给定的桥位处地质、气象等资料，依据中华人民共和国交通部颁布的现行公路桥涵设计及施工技术规范，依次进行桥跨布置、结构尺

12、寸拟定、主要设计计算、验算、施工方法设计，并撰写设计说明书、绘制相应的部分设计施工图纸，由此完成三宝桥施工图的设计工作。3.2.1 桥跨布置，结构尺寸拟定：1) 根据所选题目要求的主跨跨度和边跨跨度完成桥跨布置工作；2) 结合参考文献资料，在教师指导下初步拟定结构主要构件（塔、梁、索）的结构形式和主要尺寸。3.2.2 主要设计及计算工作：1) 根据拟定的桥跨布置和主要结构尺寸对斜拉桥结构进行有限元建模分析；2) 对矮塔斜拉桥的主梁进行纵向预应力配束估算和布置（配束设计）；3) 根据斜拉桥的合理成桥恒载状态和合施工状态需求初步确定出斜拉索的成桥索力；4) 由软件计算得到最终的结构内力和变形成果。

13、共十九页3.2.3 主要设计验算工作：1) 根据整体受力计算中主梁内力组合结果和配束情况对预应力混凝土梁和钢梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态的设计检算（包括构件的强度检算和抗裂性检算）；2) 根据斜拉索的内力组合结果进行斜拉索的应力检算；3) 根据主梁变形计算结果进行主梁的刚度(n d)检算。3.2.3施工方法设计 根据计算结果及当地条件进行方案比选。3.2.3施工方法设计 设计主要施工方法，绘制施工流程图。斜拉桥施工方法包括顶推法、平转法、支架法、悬臂浇筑法、悬臂拼装法等等。共十九页4、毕业设计桥梁方向(fngxing)设计进度安排1、领取毕业设计任务书 2、提交毕业设计开题报告(b

14、ogo)并答辩 3、毕业设计时间 2013年12月25日2014年2月25日 查阅并收集斜拉桥相关文献资料2014年3月3日2014年3月15日 编写论文开题报告2014年3月15日2014年3月17日 熟悉斜拉桥的设计特点和施工方法2014年3月18日2014年3月25日 拟定桥梁的上部及下部的控制截面尺寸2014年3月26日2014年4月05日 学习midas软件2014年4月06日2014年4月20日 利用midas软件建立拟定斜拉桥模型2014年4月21日2014年4月30日 利用midas软件进行计算分析2014年5月01日2014年5月15日 对结构计算结果进行分析2014年5月1

15、6日2014年6月10日 编写设计说明书2014年6月11日2014年6月15日 论文答辩 4、毕业答辩时间 2013年 6月20日 6月24日共十九页参考文献1公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)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公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000)4桥涵水文5桥梁工程6基础工程7结构设计原理8公路桥涵现行标准图9Algor、Ansys在桥梁工程中的应用(yngyng)方法与实例 10箱形钢梁桥和板件稳定问题11.Hammond ,R.,Engineering Structure Failures,Odhams Press.12.Parker,E.R.,Brittle Behaviour of Engineering Structure,John 13.Theory and Design of Steel Structures共十九页 谢