橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、一、本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的：（ 1）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)地鞏固基本理論知識和專業(yè)知識， 能綜合運(yùn)用所學(xué)課 程自主創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力；（2）掌握設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法、步驟，提高計(jì)算、繪圖、查閱文獻(xiàn)、使用橋 梁規(guī)范手冊和編寫技術(shù)文件及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算等基本技能， 從而深入了解公 路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在橋式方案比選、結(jié)構(gòu)計(jì)算及施工架設(shè)等方面的設(shè)計(jì)規(guī)范、 計(jì)算方法及設(shè)計(jì)思想等內(nèi)容和要求，為畢業(yè)后從事橋梁技術(shù)工作打好基礎(chǔ)；（3）通過橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)，不斷提高計(jì)算、繪圖，查閱文獻(xiàn)（包括外文文獻(xiàn)） ， 使用規(guī)范手冊和編寫技術(shù)文件及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算等基本技能， 了解生產(chǎn)設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容和要求，掌

2、握設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟；（4）通過橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地掌握 WORDCAD橋梁電算等程序的基本技 能，并且可以熟練的運(yùn)用；二、設(shè)計(jì)（研究） 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 （文獻(xiàn)綜述） 及比選方案：（一）. 設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 橋梁工程在工程規(guī)模上約占道路總造價(jià)的 10% 20%，它同時(shí)也是保證全 線通車的咽喉， 特別在戰(zhàn)時(shí)， 即便是高技術(shù)戰(zhàn)爭， 橋梁工程仍具有非常重要的地 位。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會文化水平的提高， 人們對橋梁建筑提出了更 高的要求。 經(jīng)過幾十年的努力， 我國的橋梁工程無論在建設(shè)規(guī)模上， 還是在科技 水平上，均已躋身世界先進(jìn)行列。橋梁按受力體系可分為一下幾種：1. 梁式橋梁式橋

3、是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)， 由于外力（恒載和活載） 的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直， 因而與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)相比， 梁橋 內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強(qiáng)的材料來建造。對于中、小跨徑 橋梁，目前在公路上應(yīng)用最廣的是標(biāo)準(zhǔn)跨徑的鋼筋混凝土簡支梁橋， 施工方法有 預(yù)制裝配和現(xiàn)澆兩種， 這種梁橋的結(jié)構(gòu)簡單， 施工方便， 簡支梁對地基承載力的 要求也不高。2. 拱式橋拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈和拱肋 （拱圈橫截面設(shè)計(jì)成分離形式時(shí)稱為拱 肋）。拱結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力。同時(shí)，根據(jù)作用 力和反作用力原理， 墩臺向拱圈（或拱肋） 提供一對水平反力將大大抵消

4、在拱圈 （或拱肋）內(nèi)由荷載所引起的彎矩。因此，與同跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力 和變形都要小得多， 鑒于拱橋的承重結(jié)構(gòu)以受壓為主， 通常采用抗壓能力強(qiáng)的圬 工材料和鋼筋混凝土來建造。拱橋不僅跨越能力很大， 而且外形酷似彩虹臥波， 十分美觀， 在條件許可的情況 下，修建拱橋往往是經(jīng)濟(jì)合理的，一般在跨徑 500m以內(nèi)均可作為比選方案。但 應(yīng)當(dāng)注意，為了確保拱橋的安全，下部結(jié)構(gòu)和和體積（特別是橋臺）必須能經(jīng)受 住很大的水平推力作用。此外，與梁式橋不同，由于拱圈（或拱肋）在合攏前自 身不能維持平衡，因而拱橋在施工過程中的難度和危險(xiǎn)性要遠(yuǎn)大于梁式橋 根據(jù)近年的實(shí)踐， 鋼筋混凝土拱橋自重較大， 跨越能力比

5、不上鋼拱橋， 但是， 因?yàn)殇摻罨炷凉皹蛟靸r(jià)低， 養(yǎng)護(hù)工作量小， 抗風(fēng)性能好等優(yōu)點(diǎn)， 仍被廣泛采用， 特別是崇山峻嶺的我國西南地區(qū)。3. 剛構(gòu)橋 剛構(gòu)橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁（或板）與立柱（或豎墻）整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連結(jié)處具有很大的剛性， 以承擔(dān)負(fù)彎矩的作用。 在豎向荷載作 用下，柱腳處具有水平反力，梁部主要受彎，但彎矩值較同跨徑的簡支梁小，梁 內(nèi)還有軸壓力， 因而其受力狀態(tài)介于梁橋和拱橋之間， 剛架橋跨中的建筑高度可 做到很小。 但普通鋼筋混凝土修建的剛架橋在梁柱剛結(jié)處較易產(chǎn)生裂縫， 需在該 處多配鋼筋。剛架橋一般均需承受正負(fù)彎矩的交替作用， 橫截面宜采用箱形截面， 連續(xù)剛構(gòu)橋主

6、梁受力與連續(xù)梁相近，橫截面形式與尺寸也與連續(xù)梁基本相同。4. 懸索橋懸索橋（也稱吊橋） 是用懸掛在塔架上的強(qiáng)大纜索作為主要承重結(jié)構(gòu)， 在橋 面系豎向荷載作用下， 通過吊桿使纜索承受很大的拉力， 纜索錨于懸索橋兩端的 錨碇結(jié)構(gòu)中，為了承受巨大的纜索拉力，錨碇結(jié)構(gòu)需做的很大（重力式錨碇） ， 或者依靠天然完整的巖體來承受水平拉力（隧道式錨碇） ，纜索傳至錨碇的拉力 可分解為垂直和水平兩個分力，因而懸索橋也是具有水平反力（拉力）的結(jié)構(gòu)。5 斜拉橋斜拉橋由塔柱、 主梁和斜拉索組成。 它的基本受力特點(diǎn)是： 受拉的斜索將主 梁多點(diǎn)吊起， 并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱， 在通過塔柱基礎(chǔ)傳至 地基，

7、塔柱基本上以受壓為主?？缍容^大的主梁就像一條多點(diǎn)彈性支承（吊起） 的連續(xù)梁一樣工作， 從而使主梁內(nèi)的彎矩大大減小。 由于同時(shí)受到斜拉索水平分 力的作用， 主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構(gòu)件， 斜拉橋?qū)儆诟叽纬o定結(jié) 構(gòu)，主梁所受彎矩大小與斜拉索的初張力密切相關(guān)， 存在著一定最優(yōu)的索力分布， 使主梁在各種受力狀態(tài)下的彎矩（或應(yīng)力）最小。 方案比選技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：汽車荷載：公路 -II 級橋面寬度：全橋?qū)挾?13.00m（ 11m 行車道 +2*0.75m 人行道 +2*0.25m 欄桿）比選原則：A、所設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和穩(wěn)定方面要有足夠的安全儲備。B、防撞欄桿應(yīng)具有足夠的高度和強(qiáng)度。適用耐久，應(yīng)

8、保證橋梁在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 內(nèi)正常使用。 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)遵循因地制宜， 就地取材和方便施工的原則。 橋的 外形從任何角度看都應(yīng)該是優(yōu)美的， 結(jié)構(gòu)布置必須精練， 并在空間有和諧的比例。 橋梁設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。方案一：（2X40） m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T型梁橋優(yōu)點(diǎn)：制造簡單，整體性好，接頭也方便， 而且能有效的利用現(xiàn)代高強(qiáng)材料， 減少構(gòu)件截面，與鋼筋混凝土相比，能節(jié)省鋼材，在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫等。缺點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法：采用預(yù)制拼裝法施工，即先預(yù)制T型梁，然后用大型機(jī)械吊裝的 一種施工方法。方案二：（25+30+25） m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱

9、形梁橋 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少，抗震能力強(qiáng)，線條 明快簡潔，施工工藝相對簡單，造價(jià)低，后期養(yǎng)護(hù)成本不高等。缺點(diǎn)：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結(jié)構(gòu)，對地基 要求高等。施工方法： 采用懸臂澆筑施工， 用單懸臂連續(xù)的施工程序， 這種方法是在 橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力筋， 移動機(jī)具、模板繼續(xù)施工。方案三：（4X2C） m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋優(yōu)點(diǎn)： 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)通過高強(qiáng)鋼筋對混凝土預(yù)壓，不僅充分發(fā)揮了高強(qiáng)材料 的特性， 而且提高了混凝土的抗裂性， 促使結(jié)構(gòu)輕型化， 因而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大得多的跨越能

10、力采用空心板截面，減輕了自重，而且能充分利用材料，構(gòu)件外形簡單，制作 方便，方便施工，施工工期短，而且橋型流暢美觀。缺點(diǎn)：行車不順，同時(shí)橋梁的運(yùn)營養(yǎng)護(hù)成本在后期較高。施工方法：采用預(yù)置裝配（先張法）的施工方法，先張法預(yù)制構(gòu)件的制作工 藝是在澆筑混凝土之前先進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，并將其臨時(shí)固定在張拉臺座上， 然后按照支立模板一鋼筋骨架成型一澆筑及振搗混凝土一養(yǎng)護(hù)及拆除模板的基 本施工工藝，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，逐漸將預(yù)應(yīng)力筋松弛，利用力筋回縮和與 混凝土之間的黏結(jié)作用，使構(gòu)件獲得預(yù)應(yīng)力。方案比選表萬案設(shè)計(jì)方案一設(shè)計(jì)方案一設(shè)計(jì)萬案二適用性各梁受力相對獨(dú)立， 避免超靜定梁的復(fù)雜 冋題，行車較舒適。箱形

11、截面抗扭剛度大，可 以保證其強(qiáng)度和穩(wěn)定性， 有效的承擔(dān)正負(fù)彎矩，橋 梁的結(jié)構(gòu)剛度大，變形 小,行車平穩(wěn)舒適?？招陌褰孛?，減輕了自 重，而且能充分利用材 料，構(gòu)件外形簡單，制作 方便，方便施工，施工工 期短。美觀性構(gòu)造簡單，線條簡潔全橋線條簡潔明快，與周 圍環(huán)境協(xié)調(diào)好，因此，橋 型美觀全橋線條簡潔，但橋孔跨 度多，因此顯得有些繁縟 影響橋型美觀施工難 易等跨徑布置，細(xì)部尺 寸相同，可以重復(fù)利 用模板預(yù)制，施工較 為方便。相對簡支梁橋的施工要 更復(fù)雜。相對于簡支T型梁和連 續(xù)箱形梁施工較簡單。經(jīng)濟(jì)性等截面形式能大量 節(jié)約模板，加快建橋 進(jìn)度，簡易經(jīng)濟(jì)，但 不能充分利用截面 作用，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)量連續(xù)梁剛

12、度大，變形小，伸 縫少，能充分利用高強(qiáng)材料 特性，促使結(jié)構(gòu)輕型化，跨 能力強(qiáng)。申充分發(fā)揮了高強(qiáng)材料的 半特性，而且提高了混凝 奪的抗裂性，促使結(jié)構(gòu)輕 型化。后期養(yǎng)護(hù)成本較 高大。結(jié)論：通過經(jīng)濟(jì)性、適用性、美觀性、施工難易等方面的綜合比較，我推薦第一 個方案。三、設(shè)計(jì)（研究）的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑（研究手段）：1.重點(diǎn)：1）方案比選，確定最優(yōu)方案；2）擬定主要結(jié)構(gòu)尺寸；3）選取計(jì)算簡圖，進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算;4）配筋設(shè)計(jì)計(jì)算；5）強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算；6）施工圖繪制。2.難點(diǎn)：1）正確選取計(jì)算簡圖，利用電算進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算2）配筋設(shè)計(jì)計(jì)算及復(fù)核。3. 研究途徑：1）廣泛查閱文獻(xiàn)資料；2）充分利

13、用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)內(nèi)容；3）利用橋梁電算程序處理很分析數(shù)據(jù)；4）學(xué)習(xí)諸如橋梁博士等專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；5）請教老師，幫助解決疑難問題。四、設(shè)計(jì)進(jìn)度與步驟12年第1719周開題報(bào)告文獻(xiàn)綜述、外文翻譯13年第3 4周水文計(jì)算、方案設(shè)計(jì)13 年第 5 12周結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合、配筋計(jì)算13年第1315周繪制圖紙、點(diǎn)算校核，整理設(shè)計(jì)說明書13年第16 周教師評閱、畢業(yè)答辯五、參考文獻(xiàn)一）、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JTG B01-20032、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 JTG D60-20043、公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D61-2005JTG D62-20044、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)