预应力混凝土变截面连续钢构分离式双幅桥开题报告

银厂沟大桥主桥施工图设计毕业设计(论文文文)开题报告告题目：银厂沟大大桥桥主桥施施工图图设计课题类别别：设计eq\o\ac(□,√)论文□学生姓名名：陈涛学号：20009918002003333班级：桥梁0903班专业（全称）：：：土木工程程（桥桥梁方向向）指导教师师：袁明2013年3月月月一、本课题设计计计（研究究）的的目的：：1）、通过设计计计，使学生生能能综合运运用所所学课程程，系系统地巩巩固基基本理论论和专专业知识识；2）、培养分析析析问题和解解决决问题的的独立立工作能能力；；3）、提高计算算算、绘图、查查阅文献、使使用规范手册册和编写技术术及计算机辅辅助设计计算算等基本技能能，使学生了了解生产设计计的主要内容容和要求；4）、掌握大、中中中型桥梁梁的设设计原则则、设设计方法法和步步骤；树树立正正确性设设计思思想以及及严谨谨负责、实实事事求是、刻刻苦苦钻研、勇勇于于创新的的作风风，为桥桥梁建建设事业业服务务。二、设计（研究究究）现状状和发发展趋势势（文文献综述述）：：1、跨河沟桥的的的发展概况况1.1跨河桥桥桥的作用用跨河桥是为跨越越越江河水水流障障碍而修修建的的桥梁；；故在在为社会会带来来巨大效效益的的同时也也给河河流两侧侧居民民的交往往带来来了一定定的便便利，而而且它它对河道道行洪洪纳潮、河河势势变化等等有很很大的影影响。跨跨河桥能能创造造较舒适适的行行车环境境，各各种桥型型的美美观得体体，桥桥型地差差异、色色彩地变变换、与与环境的的协调调搭配能能消除除高速行行车中中司乘人人员的的疲劳，有有助助于行车车安全全。这就就是技技术与艺艺术的的统一。除除此此之外，它它还还能成为为一个个城市的的景观观标志。1.2跨河桥桥桥的基本本形式式跨河桥的跨度不不不一，其其造型型发挥余余地很很大，应应尽量量采用新新设计计方法与与理念念，并结结合施施工的新新工艺艺新方法法，尽尽量采用用结构构美观大大方、合合理新颖颖、体体现时代代气息息的新型型上跨跨大桥。箱箱梁梁桥可以以是变变高度，也也可可以是等等高度度。从美美观上上看，有有较大大主孔和和边孔孔的二跨跨箱梁梁桥，用用变高高度箱梁梁是较较美观的的；多多跨桥（三三跨跨以上）用用等等高箱梁梁具有有较好的的外观观效果。1.3跨河桥桥桥的设计计特点点跨河桥应因地制制制宜，充充分与与地形和和自然然环境相相结合合。在桥桥型的的选择时时，一一方面从“轻型”着手，以以减减少圬工工体积积，另一一方面面结合当当地的的资源材材料条条件，以以满足足就地取取材的的原则。随随着着社会和和经济济的发展展，生生态环境境越来来越受到到人们们的关注注与重重视，跨跨河桥桥将作为为一种种人文景景观，与与自然相相协调调将会带带来“点石成金”的效果。跨跨跨河桥是是一种种标志性性建筑筑物，桥桥型本本身具有有的曲曲线美，能能够够与周围围环境境优美结结合。如如果桥两两端地地势较低低，主主要采用用梁式式桥；略略高的的则主要要采用用中承式式拱肋肋桥；更更高的的则宜采采用斜斜腿刚构构、双双向坡拱拱等形形式。跨跨河桥桥的建筑筑高度度选取除除保证证必要的的桥下下净空外外，还还需结合合地形形以减少少桥头头接线挖挖方或或填方量量，最最终再谈谈到经经济实用用的目目的。1.4跨河桥桥桥的景观观要求求跨河桥在结构合合合理、施施工方方便的前前提下下，尽量量使桥桥型美观观大方方，桥型型多样样化，体体现时时代气息息，并并在主体体工程程验收后后进行行适当的的美化化装饰。在在结结构合理理、施施工方便便的前前提下，应应尽尽量使桥桥型美美观大方方，多多样化，以以体体现时代代气息息，并在在运营营前进行行美化化装饰，可可大大大提高高行车车安全及及舒适适感以提提高城城市两岸岸的社社会效益益。而而司机视视野内内空间感感觉对对行车安安全、舒舒适起很很大作作用。为为能创创造较舒舒适的的行车环环境，除除适量的的绿化化点缀外外，各各种桥型型的美美观得体体、桥桥型的差差异、色色彩的变变换，与与环境的的协调调搭配给给司乘乘人员以以美的的享受。2梁桥的发展展展概况2.1梁桥的的的发展历历史梁桥作为最简单单单实用地地桥型型，在桥桥梁史史上出现现最早早，在中中国古古代曾被被拱桥桥地光环环所湮湮没，但但却是是现代桥桥梁的的始作俑俑者。中国的预应力混混混凝土简简支梁梁桥和连连续梁梁桥在二二十世世纪八十十年代代以后得得到了了广泛采采用，成成为长桥桥和大大跨径桥桥梁地地主要桥桥型。二十世纪八十年年年代以来来，预预应力混混凝土土连续梁梁桥成成为中国国公路路桥梁的的重要要桥型。119984年建建成的湖湖北省省沙洋汉汉江桥桥是首座座跨径径超过10000米的连续续梁梁桥，跨跨径1100米以以上的连连续梁梁桥还有有广东东省广州州大桥桥、江门门外海海桥、惠惠州东东江桥、湖湖南南省常德德沅江江桥、贵贵州省省思南乌乌江桥桥、天津津市永永新河华华北桥桥、湖北北省宜宜城汉江江桥、宜宜昌乐天天溪桥桥、江苏苏省南南京长江江第二二大桥北北汊桥桥等，其其中南南京长江江第二二大桥北北汊桥桥的最大大跨径径达到16655米，外外海海桥的连连续长长度达到到8880米。2.2各种体体体系梁桥桥比较较随着交通运输特特特别是高高等级级公路的的发展展，社会会对对对土建行行业提提出了更更高的的要求，行行车车的平顺顺舒适适越来越越被人人们所关关注。预预应力结结构通通过敢抢抢钢筋筋对混凝凝土预预压，不不仅充充分发挥挥了高高强材料料的特特性，而而且提提高了混混凝土土的抗裂裂性，促促使结构构轻型型化，因因而预预应力混混凝土土具有比比钢筋筋混凝土土更加加大的跨跨越能能力。而而多伸伸缩缝的的悬臂臂梁桥和和T型刚构桥桥均均难以满满足这这个要求求，超超静定结结构连连续梁桥桥以其其结构刚刚度大大、变形形小、伸伸缩缝少少和行行车平稳稳舒适适等突出出优点点得到了了迅速速发展。普普通通混凝土土连续续梁桥的的适用用跨径在在155至30米之之间间，当跨跨境进进一步增增大时时候，结结构自自重产生生的弯弯矩迅速速增大大，混凝凝土开开裂难以以避免免，于是是预应应力混凝凝土连连续梁桥桥的应应用得以以广泛泛推广。2.3连续箱箱箱梁桥的的运用用箱梁桥在构造、施施工和使用上上优点，近年年来建成预应应力混凝土连连续箱形梁桥桥多。其发展展趋势为减轻轻结构自重，采采用高标号混混凝土40～60号；随随着建筑材料料和预应力技技术发展，其其跨径增大一一般，2500m左右的连连续箱梁桥比比较合理，超超过这一跨径径，也不是太太经济的。当连续梁主跨跨跨跨径，接接近770米时时，若若主梁仍仍采用用等截面面连续续梁布置置形式式，在恒恒载和和活载作作用下下主梁支支点截截面的负负弯矩矩将比跨跨中截截面的正正弯矩矩大得多多，受受力不够够合理理经济上上也不不经济。这这是是采用变变截面面连续箱箱，梁梁更符合合受力力要求，高高度度变化基基本上上与内力力变化化相一致致。从从一系列列的工工程实例例和理理论分析析中我我们都会会发现现，当加加大靠靠近支点点附近近的梁高高做成成变截面面梁时时，还能能进一一步减小小跨中中的设计计弯矩矩。可见见采用用变截面面连续续梁结构构不仅仅使得桥桥梁外外形美观观，还还可以节节省材材料并增增大桥桥下净空空高度度。同时时采用用变截，面面布布置适合合悬臂臂施工（悬悬拼拼或者悬悬浇），施施施工阶段段主梁梁刚度大大，且且内力与与运营营阶段主主梁的的内力基基本一一致。而而且加加大支点点附近近的梁高高是合合理的，因因为为这样既既对恒恒载引起起的界界面内力力影响响不大，也也与与桥下通通航的的净空无无什影影响，并并且还还能适应应抵抗抗支点处处剪力力很大的的要求求。这也也是连连续体系系梁桥桥比简支支梁桥桥甚至比比悬臂臂梁能跨跨越更更大跨径径的原原因。变截面形式的大大大跨境预预应力力混凝土土梁桥桥，立面面一般般采用不不等跨跨布置。对对于于多于两两跨的的连续梁梁桥，一一般边跨跨与中中跨的跨跨径比比为0.66--0.88左左右。但但多于于三跨的的连续续梁桥除除边跨跨外，其其余中中间各跨跨一般般采用等等跨布布置，以以方便便悬臂施施工。有有时候为为了满满足城市市桥梁梁或者跨跨线桥桥的交通通要求求而需要要增大大中跨跨跨径时时，可将将边跨跨跨径设设计成成中跨的的0..5倍甚甚至至以下，但但在在此情况况下端端支点上上将出出现较大大的负负反力，故故需需要在该该位置置设置能能抵抗抗拉力的的支座座或者压压重以以消除负负反力力。在不受总体设计计计中建筑筑高度度限制的的前提提下，连连续箱箱梁的梁梁高宜宜做成变变高度度的，其其底面面曲线可可采用用二次抛抛物线线、折线线和介介于二次次抛物物线与折折线之之间的1..55-1..8次抛物线线变变化形式式，抛抛物线的的变化化规律与与连续续梁的变变化规规律基本本接近近，采用用折线线型截面面变化化形式可可以使使桥梁的的构造造简单，施施工工方便。预应力混凝土连连连续刚构构是连连续梁桥桥与TT型刚构的的组组合体系系，也也称墩梁梁固结结的连续续梁桥桥。该桥桥型的的受力特特点是是梁体连连续，墩墩、梁、基基础础连接为为一个个整体共共同受受力。在在恒载载作用下下，连连续刚构构和连连续梁桥桥的跨跨中弯矩矩及竖竖向位移移基本本一致。由由于于墩梁固固结共共同参与与工作作，连续续刚构构由活载载引起起的跨中中弯矩矩较连续续梁小小因而可可以降降低跨中中区域域的梁高高，并并使恒载载内力力进一步步降低低。预应力混凝土的的的特点在在该桥桥型中也也得到到充分的的应用用。如果果桥墩墩抗推刚刚度大大，则因因主梁梁的预应应力张张拉、收收缩、徐徐变、温温度变变化等因因素所所引起的的变形形收到桥桥墩的的约束后后，会会在主梁梁内产产生较大大的次次拉力，并并对对桥墩也也产生生较大的的水平平推力，从从而而会在结结构混混凝土产产生裂裂缝，降降低结结构的使使用寿寿命。混混凝土土连续刚刚构主主要适用用于高高墩的情情况。大大跨度连连续刚刚构的桥桥墩不不仅应满满足施施工和运运营等等各个阶阶段支支撑上部部结构构重量和和稳定定性的要要求，而而且桥墩墩的柔柔度应适适应温温度变化化、混混凝土收收缩、续续编、制制动力力等因素素引起起的水平平位移移，以尽尽量减减小这些些因素素对结构构产生生的次内内力。2.4连续箱箱箱型梁桥桥的发发展趋势势箱形截面能适应应应各种使使用条条件，适适合于于预应力力混凝凝土连续续梁桥桥、变宽宽度桥桥。嵌固固在箱箱梁上的的悬臂臂板，其其长度度可以较较大幅幅度变化化，并并且腹板板间距距也能放放大；；箱梁有有较大大的抗扭扭刚度度，因此此，箱箱梁能在在独柱柱支墩上上建成成弯斜桥桥；箱箱梁容许许有最最大细长长度；；应力值σg+p较低低，重心心轴不不偏一边边，同同T形梁相相比比徐变变变形较较小。箱箱梁截截面有单单箱单单室、单单箱双双室（或或多室室），早早期为为矩形箱箱，逐逐渐发展展成斜斜腰板的的梯形形箱。箱箱梁桥桥可以是是变高高度，也也可以以是等高高度。它它具有桥桥面接接缝少、梁梁高高小、刚刚度大大、整体体性强强，外形形美观观，便于于养护护等。700年代我国国公路上上开始始修建连连续箱箱梁桥，到到目目前为止止我国国已建成成了多多座连续续箱梁梁桥，如如一联联长度133440m的钱钱塘塘江第二二大桥桥，如下下图。从从美观上上看，有有较大主主孔和和边孔的的三跨跨箱梁桥桥，用用变高度度箱梁梁是较美美观的的；多跨跨桥（三三跨以上上）用用等高箱箱梁具具有较好好的外外观效果果。随随着交通通量的的快速增增长，车车速提高高，人人们出行行希望望有快速速、舒舒适的交交通条条件，预预应力力混凝土土连续续箱梁桥桥能适适应这一一需要要。三、设计（研究究究）的重重点与与难点，拟拟采采用的途途径（研研究手段段）：：1．设计的主要要要内容：中、英文摘要、全全桥基本情况况介绍、桥型型方案比选，推推荐最优方案案、桥型布置置，结构各部部分拟定、永永久作用的计计算，可变作作用的计算，荷荷载组合，绘绘出内力，位位移，应力包包络图、钢筋筋的配置、主主要结构的强强度、刚度、稳稳定性计算。2．设计的重点点点与难点重点：（1）成桥状态态下下的结构分分分析；（2）截面的钢钢筋筋配置；（3）施工过程程结结构内力和和和位移的的计算算。难点：（1）结构尺寸寸的的合理拟定定定；（2）施工过程程结结构受力状状状态的正正确模模拟。3、拟采用的途途途径设计手段:（1）正确使用用桥桥梁计算软软软件（桥桥博、Miidas等）；（2）收集参考考图图（标准图图图、设计计实例例）；（3）正确使用用规规范和手册册册。技术路线：（1）合理选择择桥桥型，正确确确拟定结结构尺尺寸；（2）根据桥型型特特点和施工工工条件，设设计计合理的的施工工方案；；（3）用桥梁设设计计软件准确确确计算整整个施施工过程程及成成桥状态态的受受力；（4）在施工的的每每一个阶段段段，充分分考虑虑混凝土土的收收缩徐变变、临临时荷载载等因因素对成成桥的的影响；（5）计算活载载和和荷载组合合合，合理理配置置钢筋；；（6）通过适当当的的手算来检检检验电算算结果果的正确确性。4、桥型方案比比比选设计标准：(1)设计跨径径径：394m；(2)设计荷载载载：公路路—I级，(3)桥面净宽宽宽：26mm。(4)桥上纵纵纵坡为单向向1.8%。(5)通航等级级级：无。(6)不考虑地地地震及漂漂流物物撞击作作用。比选原则：①、在因地制制宜的的前提下下，尽可可能采采用成熟熟的新新结构、新新设设备、新新材料料和新工工艺，必必须认真真学习习国内外外的先先进技术术，充充分利用用最新新科学技技术成成就，把把学习习和创新新结合合起来，淘淘汰汰和摒弃弃原来来落后和和不合合理的东东西。②、A、所设计计的桥桥梁结构构在强度度和稳稳定方面面要有有足够的的安全全储备。B、防撞栏栏杆杆应具有有足够够的高度度和强强度。③、适用耐久，应应应保证桥桥梁在在设计基基准期期内正常常使用用。④、桥梁设计计应遵遵循因地地制宜，就就地地取材和和方便便施工的的原则则。⑤、桥的外形形从任任何角度度看都应应该是是优美的的，结结构布置置必须须精练，并并在在空间有有和谐谐的比例例。⑥、桥梁设计计必须须考虑环环境保护护和可可持续发发展的的要求。方案一、变截面面面连续刚刚构桥桥国内外已建成的的的连续刚刚构桥桥，边跨跨与主主跨的比比值在在0.5--00.6992之间，大大部部分在0..555-00.558之间。该该方案桥桥跨构构成为102m++1190m+1022m,边跨与与主主跨比值值为00.555。大大跨径的的主梁梁一般采采用变变截面箱箱型梁梁，箱梁梁根部部的高跨跨比一一般为1//116-11/220，跨中中截截面梁高高一般般为支点点附近近梁高的的1//2.55-11/3..5,,略小于连连续续梁的跨跨中梁梁高。本本方案案采用变变截面面箱型梁梁，支支点处梁梁高10.9988m,高跨比比为为1/200；跨跨中梁高高为6.0m，为支点点处处高度的的1//2.55。图3.1立面面面图图3.2截面面面图方案二、拱桥国内外已建成的的的中承式式拱桥桥，主跨跨已达达到5500mm，当跨径径大大于1000mm，小于30000m时，边边跨跨与主跨跨的比比值在0..225-00.55之间。该该方方案的桥桥主跨跨为244mm,失跨比为为1//5，f=288mm.图3.3立面面面图4.2方案比比比选方案预应力混凝土变截面连续刚构桥方案上承式拱桥方案经济性该桥跨度适中，钢筋混凝土箱型梁节省材料，造价较低，墩梁固结节省了大吨位支座拱桥水平推力大，需要采用复杂的措施，增加造价；主桥后期的营运和养护费用较高。适用性主跨100米，跨径适中，但是考虑到地面标高和桥面标高之差较大，需要修建高墩；该桥型适用性较好；伸缩缝少，行车舒该桥地处洪水灾害地区，对地质的要求高；跨度相对而言不大，造价高，适用性不强；伸缩缝多，行车舒适安全性该桥采用工艺成熟的悬臂施工工艺向跨中对称施工，节约了大量临时装置主桥跨度适中，拱式结构刚度大，承载潜力大；采用预制装配施工，工期较短，质量容易控制。美观性变截面箱型梁整体线条明快，与周围环境协调好，桥下净空大，视野开阔，美观性好桥型美观，气势宏伟，与周围景观协调一致。4.3最终方方方案综合经济性、安安安全性、适适用用性和美美观性性等方面面的要要素，最最终确确定方案案一，即即预应力力混凝凝土变截截面连连续钢构构分离离式双幅幅桥为为最佳方方案。四、设计（研究究究）进度度计划划：第1─7周外文翻译译、结结构计算算（计计算软件件学习习）第3—4周方案案比较，交交开开题报告告第7—9周结构构计算（成成桥桥阶段计计算）第10周施工方方方法设计第11周成桥阶阶阶段设计分分析析第12—13周周周荷载组合合承承载能力力分析析第14周绘制图图图纸第15周完成成成设计提交交修修改第16周完成成成修改进行行论论文答辩辩五、参考文献：：：[1]JTGGGB001--20003,,公路工程程技技术标准[S]..北京：人人民民交通出出版社社，20044..[2]JTGGGD660--20004,,公路桥涵涵设设计通用用规范范[S]..北京：人人民民交通出出版社社，20044..[3]JTJJJ0222-885,公路砖石石及及混凝土桥涵涵设设计规范[S].北京：人人民民交通出出版社社，20044..[4]JTGGGD662--20004,,公路钢筋筋混混凝土及及预应应力混凝凝土桥桥涵设计计规范范[S].北京：人人民民交通出出版社社，20044..[5]叶见曙曙曙.结构设计计原原理[M].北京：人人民民交通出出版社社，20055..[6]易建国国国.桥梁计算算示示例丛书—混凝土简简支支梁（板板）桥桥[M].北京：人人民民交通出出版社社,200006.[7]周念先先