桥梁工程设计实例及智能建模分析 课件 第1章 桥梁工程设计教学导论

桥梁工程设计实例及智能建模分析（第1版）

桥梁工程设计教学导论桥梁智能设计软件及建模简介钢筋混泥土空心板桥结构设计钢筋混凝土简支T梁桥结构设计第一章第二章第三章第四章桥梁工程设计实例及智能建模分析预应力混凝土简支T梁桥设计预应力混凝土简支箱梁桥设计预应力混凝土简支T梁桥智能设计第六章第七章第八章第五章预应力混凝土空心板桥结构设计第九章预应力混凝土简支箱梁桥智能设计桥梁工程设计实例及智能建模分析斜拉桥智能设计悬索桥智能设计第十一章第十二章第十章钢管混凝土拱桥智能设计桥梁工程设计实例及智能建模分析

第1章

桥梁工程设计教学导论

学习目标

桥梁工程设计教学一般包括桥梁工程课程设计和毕业设计。桥梁工程课程设计主要涉及钢筋混凝土空心板梁和钢筋混凝土简支T梁设计等内容;桥梁工程毕业设计内容主要涉及预应力混凝土空心板梁、预应力混凝土T梁、预应力混凝土箱梁等内容。在人工计算的基础上,本教材根据不同桥型特点选择用桥梁智能设计软件建模分析预应力混凝土T梁、箱梁和钢管混凝土拱桥、斜拉桥及悬索桥,达到使读者掌握理论与实际结合进行桥梁设计,同时提升桥梁智能设计能力的目的。

1.1桥梁工程设计内容

桥梁工程设计总体包括桥梁结构布置、构件截面尺寸估选、设计计算、根据构造要求确定参数以及结构施工图的绘制等,在教学中以课程设计和毕业设计的形式具体体现。1.1.1课程设计计算

桥梁课程设计的内容一般为:①桥梁截面形式及截面尺寸的拟定;②正截面强度计算;③斜截面抗剪强度计算;④斜截面抗弯强度验算;⑤应力验算;⑥裂缝最大宽度验算;⑦变形(挠度)验算。第一章桥梁工程设计教学导论

1.1.2毕业设计计算

桥梁毕业设计的内容主要涉及预应力混凝土梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的设计计算。其中预应力混凝土梁桥设计计算内容为:①主梁的构造布置和材料选择;②预应力钢筋的估算和布置;③预应力钢筋的预应力损失计算及有效预应力计算;④预应力混凝土受弯构件的应力计算;⑤预应力混凝土受弯构件的强度计算;第一章桥梁工程设计教学导论

⑥预应力混凝土的抗裂性验算;⑦端部锚固区计算;⑧变形(挠度)计算。本书以预应力混凝土简支T梁和箱梁桥为例,分别采用Midas/Civil智能设计软件和桥梁博士智能设计软件进行建模计算。

拱桥、斜拉桥、悬索桥多用于大跨径且多为多次超静定结构,这三种桥型均采用Midas/Civil软件进行计算。Midas/Civil软件和桥梁博士软件建模计算一般分为前处理和后处理两个部分,前处理主要包含定义材料和截面、建立节点、建立单元、定义边界条件、定义荷载工况、输入荷载;而后处理主要包括分析计算和查看及导出计算结果。通过分析桥梁智能软件计算的结果,可以辅助桥梁设计,也可以为桥梁健康检测提供分析依据。第一章桥梁工程设计教学导论

⑥预应力混凝土的抗裂性验算;⑦端部锚固区计算;⑧变形(挠度)计算。本书以预应力混凝土简支T梁和箱梁桥为例,分别采用Midas/Civil智能设计软件和桥梁博士智能设计软件进行建模计算。

拱桥、斜拉桥、悬索桥多用于大跨径且多为多次超静定结构,这三种桥型均采用Midas/Civil软件进行计算。Midas/Civil软件和桥梁博士软件建模计算一般分为前处理和后处理两个部分,前处理主要包含定义材料和截面、建立节点、建立单元、定义边界条件、定义荷载工况、输入荷载;而后处理主要包括分析计算和查看及导出计算结果。通过分析桥梁智能软件计算的结果,可以辅助桥梁设计,也可以为桥梁健康检测提供分析依据。第一章桥梁工程设计教学导论

⑥预应力混凝土的抗裂性验算;⑦端部锚固区计算;⑧变形(挠度)计算。本书以预应力混凝土简支T梁和箱梁桥为例,分别采用Midas/Civil智能设计软件和桥梁博士智能设计软件进行建模计算。

拱桥、斜拉桥、悬索桥多用于大跨径且多为多次超静定结构,这三种桥型均采用Midas/Civil软件进行计算。Midas/Civil软件和桥梁博士软件建模计算一般分为前处理和后处理两个部分,前处理主要包含定义材料和截面、建立节点、建立单元、定义边界条件、定义荷载工况、输入荷载;而后处理主要包括分析计算和查看及导出计算结果。通过分析桥梁智能软件计算的结果,可以辅助桥梁设计,也可以为桥梁健康检测提供分析依据。第一章桥梁工程设计教学导论

第一章桥梁工程设计教学导论1.2课程设计和毕业设计目的及作用

桥梁工程相关专业课程设计和毕业设计是高等学校教学过程中一个重要的综合性教学实践环节,也是实现本科培养目标要求的重要阶段。课程设计是结合桥梁工程课程教学过程设置的,目的是加强学生对桥梁设计的理解和应用;毕业设计是学生在完成全部课程学习以后,按照教学大纲的要求,在教师指导下独立完成的一项工程设计。通过课程设计和毕业设计,学生能综合运用和巩固已学的基础知识与专业知识,培养自身分析问题与解决问题的能力。对于学生来说,课程设计和毕业设计是学习深化、知识拓展、综合训练的重要过程,是学习、研究与实践成果的全面总结,是综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验,是课程和毕业乃至学位资格认定的重要依据。

第一章桥梁工程设计教学导论

桥梁工程相关专业课程设计和毕业设计不仅是道路与桥梁工程专业学生必须掌握的核心技能,也是桥梁工程建设中的重要一环,对于学习者的主要作用体现在以下几个方面:(1)巩固与运用桥梁理论的基本概念和专业知识。(2)查阅并使用各种规范、规程和专业参考资料的能力。(3)感知工程设计意识,提高概念设计的能力。(4)熟悉设计步骤并实践相关设计内容。(5)提高设计计算能力和施工图识绘的表达能力。(6)探索主动思考,通过主动辨析解决工程实践问题的能力。(7)提升语言表达能力和团队合作精神。

第一章桥梁工程设计教学导论1.3课程设计和毕业设计基本要求

课程设计和毕业设计要按正规的程序来进行。课程设计和毕业设计由指导教师编制设计任务书,其主要内容包括设计构思、方案论证、计算分析、绘制工程图、编制设计说明书和计算书等。学生的设计题目可以直接来自工程建设或科研项目的实际课题,也可以是有某工程背景的模拟课题。但是,不论是哪种课题,都应该有明确的教学要求;不论是做哪种课题,都应该要求学生以严谨、勤奋、求实、创新的良好学风完成整个课程设计或毕业设计工作。

第一章桥梁工程设计教学导论

课程设计和毕业设计均要求学生具备理论联系实际的专业综合能力,且设计过程中的各个阶段、每个环节都有着各自的特点和要求。要做好这两项设计应做到以下几点:1)内容科学、态度严谨、表达规范

课程设计和毕业设计与其他工程设计、产品设计一样,包括设计方案、图纸及其解释说明资料,都是一种技术性文件。技术性文件要求内容科学、态度严谨、表达规范,必须确切地表达事物的本质特征,以及这一事物和其他事物的区别性。这就要求绘图准确、清晰,叙述客观、合理,避免绝对化。

第一章桥梁工程设计教学导论2)语言精确、简洁、清晰、朴实

课程设计和毕业设计中自然语言符号系统和人工语言符号系统(技术性术语图表、公式等假定性符号)结合使用,以便更精确地表达所反映的事物及其规律,既要阐明事物定性的确切性,又要表达出事物数量上的差异性,切忌语言形容夸张和含糊其词。3)处理好详略关系

设计说明书在处理详写与略写的关系上与其他文体截然不同。对设计所依据的原理可以略写,在理论方面也不必发挥,而对于设计所涉及的技术方面的问题,如方案的选择与论证,应详细写清楚;对于计算要极为慎重,对工程中的一些细节也不可忽视。

第一章桥梁工程设计教学导论1.4课程设计和毕业设计前期准备1)下达任务书

课程设计任务书和毕业设计任务书是向学生下达设计任务的文件,一般由指导教师制定,经教研室和系审批后发给学生。其内容一般包括:①设计题目;②院、系、专业名称,学生姓名、学号,指导教师姓名以及进行设计的时间、地点;③设计的目的和要求;④设计的主要内容,包括研究专题及技术要求等;⑤设计的原始数据及应收集的基本资料;⑥说明书应该论述的内容及应该完成图纸的名称、规格和数量;⑦主要参考资料等。

第一章桥梁工程设计教学导论2)拟定进度计划

课程设计和毕业设计开始前,由指导教师拟定详细的设计进度计划表。进度计划表内容包括起止日期、周次、各设计阶段的详细任务、工作内容要求、完成时间及占工作量的百分比等。3)了解设计意图

学生接到设计任务书之后要认真阅读教师编写的设计任务书和指导书,了解整个设计的目的、意图、设计依据、设计标准、设计内容和基本要求。一个好的设计,除技术先进外,还要经济合理,符合国家规定的建设方针和技术政策。

第一章桥梁工程设计教学导论4)资料准备

课程设计或毕业设计的资料准备,主要通过调查研究、查阅中外文献和采集网络信息资料,以及参加专业实习两个渠道进行。一方面在进入专业课学习时,就要根据自己兴趣、爱好、特长以及客观条件,考虑自己课程设计或毕业设计的选题方向,有目的、有计划地查阅与选题方向有关的文献资料,进行一般目标上的资料收集;另一方面在参加生产实习及毕业实习的过程中搜集专业资料。

第一章桥梁工程设计教学导论1.5课程设计和毕业设计能力培养和选题原则1.5.1能力培养

土木工程专业本科桥梁工程方向课程设计的时间一般为1周,毕业设计的时间一般为12~16周。设计因学科类型、指导教师不同,要求学生在两种设计中所完成的内容也不尽相同。对于土木工程专业桥梁工程方向的学生来说,要想在这么短的时间内完成工程各阶段的规划、设计工作是不可能的。教师只能选择对某一阶段的某些重点内容下达课程设计或毕业设计任务,并通过其他手段和措施使学生了解和掌握设计的全过程,既要适应教学需要,又不能完全按实际工程设计的工作阶段和深度要求学生。因此,课程设计或毕业设计作为培养学生创新精神和实践能力的一次较为系统的训练,应注重以下几方面能力的培养。

第一章桥梁工程设计教学导论(1)调查研究、查阅和应用中外文献及采集网络信息资料的能力。(2)理论分析、运用所学知识进行综合分析、比较,构思设计方案的能力。(3)设计、计算及制图的能力。(4)计算机专业软件的应用及数据处理的能力。(5)综合分析、凝练创新、编制设计说明书的能力。(6)外语阅读与翻译的能力。

第一章桥梁工程设计教学导论1.5.2选题原则

课程设计和毕业设计首先要进行课题选择、编制设计任务书。这个环节工作的好坏直接影响着整个设计的进度和质量。设计选题应遵循的基本原则如下:1)专业性原则

选择要符合专业培养目标,有利于学生的综合训练和各种能力的培养,紧跟时代科技发展,力求有利于巩固、深化学生所学的知识;有利于培养学生的独立工作能力和创新能力;有利于使学生得到较全面的专业基本训练和科研工作能力的培养。

第一章桥梁工程设计教学导论2)实践性原则

设计的选题应尽可能结合生产实践、社会实践和科研实践,鼓励学院与科研院所、大型企事业研发和生产单位联合拟定选题,促进产、学、研的结合,增加课程的应用价值,有条件的可采取校内外联合指导的方式。3)创新性原则

设计的选题应突出创新性,充分发挥学生的专长和创造潜能,要结合学科创新、技术创新和具体产品创新,注重新技术、新理论、新方法的运用