橋梁工程畢業(yè)設計開題報告 (2)

1、戈曠密MX#畢業(yè)設計（論文）開題報告題目展架橋（01號）施工圖設計課題類別：設計口論文口學生姓名：叢寶強學號:200518030110班級：橋土 05-01專業(yè)（全稱）：土木工程（橋梁工程方向）指導教師：鐘惠萍2009年3月展架橋（01號）施工圖設計、本課題設計（研究）的目的：（1）通過畢業(yè)設計系統(tǒng)地鞏固基本理論知識和專業(yè)知識，能綜合運用所學課程自主創(chuàng)新，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力；（2）掌握設計原則、設計方法、步驟，提高計算、繪圖、查閱文獻、使用橋梁規(guī) 范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，從而深入了解公路預應力 混凝土橋梁在橋式方案比選、結構計算及施工架設等方面的設計規(guī)

2、范、計算方法及設 計思想等內容和要求，為畢業(yè)后從事橋梁技術工作打好基礎；（3）通過橋梁畢業(yè)設計，使大家運用所學的課程知識，系統(tǒng)地訓練和分析，以便 掌握橋梁的基本理論，基本知識，基本的計算方法；（4）通過橋梁畢業(yè)設計，不斷提高計算、繪圖，查閱文獻（包括外文文獻），使用規(guī)范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，了解生產(chǎn)設計的主要內容和要求，掌握設計原則、設計方法、設計步驟；（5）通過橋梁畢業(yè)設計，系統(tǒng)地掌握 WORDCAD橋梁電算等程序的基本技能，并 且可以熟練的運用；（6）樹立正確的設計思想以及嚴謹負責、實事求是、刻苦鉆研、用于創(chuàng)新的作風，為橋梁建設事業(yè)服務。二、設計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)

3、展趨勢（文獻綜述）及比選方案：（一）.設計現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢我國改革開放以來，路、橋建設得到了飛速的發(fā)展，對改善人民的生活環(huán)境，改 善投資環(huán)境，促進經(jīng)濟的騰飛，起到了關鍵性的作用。橋梁工程在工程規(guī)模上約占道路總造價的 10%20%它同時也是保證全線通車 的咽喉，特別在戰(zhàn)時，即便是高技術戰(zhàn)爭，橋梁工程仍具有非常重要的地位。隨著科學技術的進步和經(jīng)濟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規(guī)模上，還是在科技水平上， 均已躋身世界先進行列。橋梁按受力體系可分為一下幾種：1. 梁式橋梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構，由于外力（恒載和活載）的作

4、用方向與承重結構的軸線接近垂直，因而與同樣跨徑的其他結構相比，梁橋內產(chǎn)生 的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強的材料來建造。對于中、小跨徑橋梁，目前第9頁在公路上應用最廣的是標準跨徑的鋼筋混凝土簡支梁橋，施工方法有預制裝配和現(xiàn)澆兩種，這種梁橋的結構簡單，施工方便，簡支梁對地基承載力的要求也不高。（1）簡支T型梁T形梁采用鋼筋混凝土結構的已經(jīng)很少了，從 16m到50mB夸徑（帶馬蹄形而未加 寬的T型截面適用跨徑在30m以內，底部加寬的T型截面適用跨徑在30-50m以內的預 應力混凝土橋梁），都是采用預制拼裝后張法預應力混凝土 T形梁。預應力體系采用鋼 絞線群錨，在工地預制，吊裝架設。其發(fā)展趨勢為

5、：采用高強、低松弛鋼絞線群錨： 混凝土標號4060號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減 少接縫，改善行車，采用工型梁，現(xiàn)澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現(xiàn)澆混凝土中 布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續(xù)更進一步的“準連續(xù)”結構。（2）連續(xù)箱形梁橋等截面箱形連續(xù)梁橋的適用跨徑以 40-60m為宜，當主跨跨徑接近或大于 70m時， 宜采用變截面連續(xù)梁橋。另外截面能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連 續(xù)梁橋、變寬度橋。箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室），早期為矩形箱，逐漸發(fā)展成斜腰板的 梯形箱。由于連續(xù)箱梁在構造、施工和使用上的優(yōu)點，近年來建成預應力混凝土連續(xù)箱梁橋較多。

6、其發(fā)展趨勢為：減輕結構自重，采用高標號混凝土4060號；隨著建筑材料和預應力技術發(fā)展，其跨徑增大，葡萄牙已建成 250m的連續(xù)箱梁橋，超過這一跨徑， 也不是太經(jīng)濟的。大跨徑連續(xù)箱粱要采用大噸位支座，如南京二橋北汊橋165m變截面連續(xù)箱梁，盆式橡膠支座噸位達 65O0kN這種樣大噸位支座性能如何？將來如何更換 等一系列問題有待研究。2. 拱式橋拱式橋的主要承重結構是拱圈和拱肋（拱圈橫截面設計成分離形式時稱為拱肋）。拱結構在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力。同時，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在拱圈（或拱肋）內由 荷載所引起的彎矩。因此，與同跨徑

7、的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多， 鑒于拱橋的承重結構以受壓為主，通常采用抗壓能力強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)濟合理的，一般在跨徑500m以內均可作為比選方案。但應當注意，為了確保拱橋的安全，下部結構和和體積（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性要遠大于梁式橋。根據(jù)近年的實踐，鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因 為鋼筋混凝土拱橋造價低，養(yǎng)護工作量小，抗風性能好等優(yōu)

8、點，仍被廣泛采用，特別 是崇山峻嶺的我國西南地區(qū)。3. 剛構橋剛構橋的主要承重結構是梁（或板）與立柱（或豎墻）整體結合在一起的剛架結 構，梁和柱的連結處具有很大的剛性，以承擔負彎矩的作用。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 均需承受正負彎矩的交替作用，橫截面宜采用箱形截面，連續(xù)剛構橋主梁受力與連續(xù) 梁相近，橫截面形式與尺寸也與連續(xù)梁基本相同。（1）T型剛構這種結構體系有致命弱點。從

9、60年代起到80年代初，我國公路橋梁修建了幾座T 形剛構橋，如著名的重慶長江大橋和滬州長江大橋，80年以后這種橋型基本不再修建了，這里不贅述。（2）連續(xù)剛構橋連續(xù)剛構橋也是預應力混凝土連續(xù)梁橋之一，一般采用變截面箱梁。連續(xù)剛構可 以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構一連續(xù)梁體系。一聯(lián)內無縫， 改善了行車條件；梁、墩固結，不設支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中 彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續(xù)剛構保持了T形剛構和連續(xù)梁的優(yōu)點。連續(xù)剛構橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減 小，梁的受力接近于連續(xù)梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉動的影響以

10、及墩身偏 壓柱的穩(wěn)定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續(xù)梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。由于連續(xù)剛構受力和使用上的特點，在設計大跨徑預應力混凝土橋時，優(yōu)先考慮 這種橋形。當然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制。近年來，我國公路上修建了幾座著名的預應力混凝土連續(xù)剛構橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m湖北黃石長江大橋，主孔3x 245m廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m 為目前世界同類橋中最大跨徑。我國的預應力混凝土連續(xù)剛構橋，幾乎都采用懸臂澆 筑法施工。一般米用5060號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。4. 懸索橋懸索橋（也稱吊橋）是用懸掛在塔架上的強大纜索作為主要承重結構，在橋面系豎向 荷載作用下，通過

11、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構中， 為了承受巨大的纜索拉力，錨碇結構需做的很大（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）的結構?，F(xiàn)代懸索橋廣泛采用高強度的鋼 絲成股編制形成鋼纜，以充分發(fā)揮其優(yōu)良的抗拉性能。懸索橋的承載系統(tǒng)包括纜索、 塔柱和錨碇三部分，因此結構自重較輕，能夠跨越任何其他橋型無法達到的特大跨度， 懸索橋的另一特點是，受力簡單明了，成卷的鋼纜易于運輸，在將纜索架設完成后， 便形成了一個強大的結構支承系統(tǒng)，施工過程中的風險相對較小。在所有橋梁體系中，懸

12、索橋的剛度最小，屬柔性結構，在車輛荷載作用下，懸索 橋將產(chǎn)生較大的變形，例如跨度1000m的懸索橋，在車輛荷載作用下，L/4區(qū)域的最大 撓度可達3m左右。另外，懸索橋風致振動及穩(wěn)定性在設計和施工中也需予特別的重視。懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一， 可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型 （從 目前已建成橋梁來看說是唯一橋型）。但從發(fā)展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優(yōu)勢。但根 據(jù)地形、地質條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內，也可以同斜拉橋競爭。 根據(jù)理論分析，就目前的建材水平，懸索橋的最大跨徑可達到3500m左右。當然還有規(guī)劃中更大跨徑的懸索橋。懸索橋跨徑增大，如上所述當跨徑達3500m時，動力

13、問題將是一個突出的矛盾，所以，對特大跨橋梁，已提出用懸索橋和斜拉橋相結合的“吊 拉”橋型。懸索橋結合地形、地質、水文可采用單跨懸吊、雙跨不對稱懸吊和三跨懸吊。據(jù) 查，世界上懸索橋多為單跨懸吊，其次是不對稱雙跨和三跨簡支懸吊。三跨懸吊連續(xù) 體系最少。丹麥大帶橋，三跨懸吊連續(xù)，其跨徑為 535m 1624n 535m中國的廈門海 滄大橋，三跨懸吊連續(xù)，其跨徑為 230m+ 648m 230m可稱世界同類橋梁的第二位。主纜的施工方法：空中紡線法（AS）;索股法（PWS。我國幾座懸索橋均采用 PW； 法。索股采用 5mm鍍鋅鋼絲，由91或127根5組成一根索股，根據(jù)受力鋼纜由不 同數(shù)量索股組成。我國今

14、后還會在長江、海灣修建更大跨徑的懸索橋；一般加勁梁仍用鋼箱；塔、 錨用混凝土，但應對大體積混凝土水化熱的冷卻降溫措施加以研究；懸索橋風動穩(wěn)定 還需進一步研究；鋼箱梁的橋面鋪裝，我國已建成的幾座懸索橋，都存在問題，今后 應進一步研究鋼箱梁橋面鋪裝材料、鋼箱除銹、清潔、鋪裝的粘結以及施工工藝等。5斜拉橋斜拉橋由塔柱、主梁和斜拉索組成。它的基本受力特點是：受拉的斜索將主梁多 點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱，在通過塔柱基礎傳至地基，塔 柱基本上以受壓為主?？缍容^大的主梁就像一條多點彈性支承（吊起）的連續(xù)梁一樣 工作，從而使主梁內的彎矩大大減小。由于同時受到斜拉索水平分力的作用，主梁截

15、面的基本受力特征是偏心受壓構件，斜拉橋屬于高次超靜定結構，主梁所受彎矩大小 與斜拉索的初張力密切相關，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（或應力）最小。斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止建成或正在施工的斜拉橋 共有30余座，僅次于德國、日本，而居世界第三位。而大跨徑混凝土斜拉橋的數(shù)量已 居世界第一。我國一直以發(fā)展混凝土斜拉橋為主，近幾年我國開始修建鋼與混凝土的 混合式斜拉橋，如武漢長江第三大橋，主跨618m我國斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。未來的橋梁將向更長、更大、更柔方向發(fā)展，也將更加注重橋梁美

16、學及環(huán)境保護。 新中國橋梁建設水平取得了突飛猛進的發(fā)展，公路鐵路兩用橋向著大跨度、重荷載、 高時速方向發(fā)展。（二）.方案比選技術標準：汽車荷載：公路-I級橋面寬度：全橋寬度26.00m （防撞欄桿0.5m）比選原則：在因地制宜的前提下，盡可能采用成熟的新結構、新設備、新材料 和新工藝，必須認真學習國內外的先進技術，充分利用最新科學技術成就，把學習和 創(chuàng)新結合起來，淘汰和摒棄原來落后和不合理的東西。A、所設計的橋梁結構在強度和穩(wěn)定方面要有足夠的安全儲備。B、防撞欄桿應具有足夠的高度和強度。適用耐 久，應保證橋梁在設計基準期內正常使用。橋梁設計應遵循因地制宜，就地取材和 方便施工的原則。橋的外形從

17、任何角度看都應該是優(yōu)美的，結構布置必須精練，并 在空間有和諧的比例。橋梁設計必須考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。方案一：（8X40） m預應力混凝土簡支T型梁橋本橋的橫截面采用T型截面（如圖1）。防收縮鋼筋采用下密上疏的要求布置所有 鋼筋的焊縫均為雙面焊，因為該橋的跨度較大，預應力鋼筋采用特殊的形式（如圖2）布置，這樣不僅有利于抗剪，而且在拼裝完成后，在橋面上進行張拉，可防止梁上緣 開裂。優(yōu)點：制造簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現(xiàn)代高強材料，減 少構件截面，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：預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法

18、：采用預制拼裝法施工，即先預制 T型梁，然后用大型機械吊裝的一種 施工方法。mUT-Iox方案二：（86+148+86） m預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋本橋采用單箱單室（如圖 3）的截面形式及立面圖（如圖 4）,因為跨度很大（對 連續(xù)梁橋），在外載和自重作用下，支點截面將出現(xiàn)較大的負彎矩，從絕對值來看，支 點截面的負彎矩大于跨中截面的正彎矩，因此，采用變截面梁能符合梁的內力分布規(guī) 律，變截面梁的變化規(guī)律采用二次拋物線。優(yōu)點：結構剛度大，變形小，行車平順舒適，伸縮縫少，抗震能力強，線條明快 簡潔，施工工藝相對簡單，造價低，后期養(yǎng)護成本不高等。缺點：橋墩處箱梁根部建筑高度較大，橋梁美觀欠佳。超靜定結構

19、，對地基要求施工方法：采用懸臂澆筑施工，用單懸臂一連續(xù)的施工程序，這種方法是在橋墩 兩側對稱逐段就地澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預應力筋，移動機具、 模板繼續(xù)施工。立面圖4展架橋（01號）施工圖設計第12頁方案三：（16X 20） m預應力混凝土空心板橋本橋橫斷面采用17塊中板（如圖5、圖6）和2塊邊板（如圖7、圖8）優(yōu)點：預應力結構通過高強鋼筋對混凝土預壓， 不僅充分發(fā)揮了高強材料的特性, 而且提高了混凝土的抗裂性，促使結構輕型化，因而預應力混凝土結構具有比鋼筋混 凝土結構大得多的跨越能力。采用空心板截面，減輕了自重，而且能充分利用材料，構件外形簡單，制作方便， 方便施工，施工工

20、期短，而且橋型流暢美觀。缺點：行車不順，同時橋梁的運營養(yǎng)護成本在后期較高。施工方法：采用預置裝配（先張法）的施工方法，先張法預制構件的制作工藝是在 澆筑混凝土之前先進行預應力筋的張拉，并將其臨時固定在張拉臺座上，然后按照支 立模板一一鋼筋骨架成型一一澆筑及振搗混凝土一一養(yǎng)護及拆除模板的基本施工工 藝，待混凝土達到規(guī)定強度，逐漸將預應力筋松弛，利用力筋回縮和與混凝土之間的 黏結作用，使構件獲得預應力。23 |P3丨訃3Pr MrP1圖5.中板跨中截面圖圖7.邊板跨中截面圖8.邊板支點截面方案比選表萬案設計方案一設計方案一、rr 、 T . * /-? *設計萬案三適用性各梁受力相對獨立， 避免超

21、靜定梁的復雜 冋題，行車較舒適。箱形截面抗扭剛度大，可 以保證其強度和穩(wěn)定性，有效的承擔正負彎矩，橋梁的結構剛度大，變形小，行車平穩(wěn)舒適?？招陌褰孛妫瑴p輕了自 重，而且能充分利用材 料，構件外形簡單，制作 方便，方便施工，施工工 期短。美觀性構造簡單，線條簡潔全橋線條簡潔明快，與周 圍環(huán)境協(xié)調好，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，細部尺 寸相同，可以重復利 用模板預制，施工較 為方便。相對簡支梁橋的施工要 更復雜。相對于簡支T型梁和連 續(xù)箱形梁施工較簡單。經(jīng)濟性等截面形式能大量 節(jié)約模板，加快建橋 進度，簡易經(jīng)濟，但不能充分利用截

22、面 作用，基礎設計量 大。連續(xù)梁剛度大，變形小，伸 縫少，能充分利用高強材料 特性，促使結構輕型化，跨 能力強。m充分發(fā)揮了高強材料的 卜特性，而且提高了混凝 字的抗裂性，促使結構輕 型化。后期養(yǎng)護成本較 高結論：通過經(jīng)濟性、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、設計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：1. 重點：1）方案比選，確定最優(yōu)方案；2）擬定主要結構尺寸；3）選取計算簡圖，進行結構內力計算；4）配筋設計計算；5）強度、剛度、穩(wěn)定性計算；6）施工圖繪制。2. 難點：1）正確選取計算簡圖，利用電算進行結構內力計算。2）配筋設計計算及復核。3. 研究途

23、徑：1）廣泛查閱文獻資料；2）充分利用網(wǎng)絡資源查閱相關內容；3）利用橋梁電算程序處理很分析數(shù)據(jù)；4）學習諸如橋梁博士等專業(yè)軟件進行設計計算；5）請教老師，幫助解決疑難問題。四、設計（研究）進度計劃：畢業(yè)設計工作任務進度安排1.熟悉、準備資料,方案比較,擬疋推薦方 案的結構尺寸,交方案比選（開題）報告和 圖紙，央文文獻翻譯第14周2.推薦方案上部結構設計計算第38周3.配筋計算及驗算，進行中期檢查第910周4.橋面板、橫隔板等設計及計算第11周5下部結構設計計算、配筋、驗算第1314周6.整理資料，匯總成果、繪制施工圖第15周7修改文件及圖紙，成稿，準備答辯第16周8.答辯第17周9.提交成果第

24、17周展架橋（01號）施工圖設計五、參考文獻:1 JTJ01-1997.公路工程技術標準S.北京：人民交通出版社，19972 JTG D60-2004.公路橋涵設計通用規(guī)范S.北京：人民交通出版社，2004.3 JTG D61-2005.公路圬工橋涵設計規(guī)范S.北京：人民交通出版社，20054 JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力橋梁設計規(guī)范S.北京:人民交通出 版社,2004.5 JTG D60-1985.公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范S.北京：人民交通出版社,1985.6 張健仁、朱劍橋編M.鋼筋混凝土與磚石結構。7 邵旭東.橋梁工程（上、下冊）M .北京:人民交通出版社,2004

25、.8 顏東煌，李學文.橋梁電算M .長沙:湖南大學出版社,1999.9 李傳習，夏桂云.大跨度橋梁結構計算理論M .北京:人民交通出版社,2002.10 周念先.橋梁方案比選M .上海:同濟大學出版社,1997.11 王文濤.剛構-連續(xù)組合梁橋M .北京：人民交通出版社,1995.12 范立礎.預應力混凝土連續(xù)梁橋M .北京：人民交通出版社,1999.13 林元培.斜拉橋M .北京：人民交通出版社,1994.14 公路橋梁設計從書.M .北京:人民交通出版社,1994.15 陳忠延.土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南M .北京：中國水力水電出版社,2002.16 嚴國敏.現(xiàn)代懸索橋M .北京：人民交通出

26、版社,2002.17 馬保林.高墩大跨連續(xù)剛構橋M .北京：人民交通出版社,2002.18 葉見曙.結構設計原理（第二版）M .北京：人民交通出版社,2005.19 138 /J0URNAL0FBRIDGEENGINEERING?ASCE/MARCH/APRIL2008指導教師意見簽名： 月 日 教研室（學術小組）意見教研室主任（學術小組長）（簽章）：月 日第13頁展架橋(01號)施工圖設計辦公室衛(wèi)生管理制度一、主要內容與適用范圍1 本制度規(guī)定了辦公室衛(wèi)生管理的工作內容和要求及檢查與考核。2 此管理制度適用于本公司所有辦公室衛(wèi)生的管理二、定義1 公共區(qū)域：包括辦公室走道、會議室、衛(wèi)生間，每天由行政文