桥梁,一般指架设在江河湖海上,使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业,桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。
桥梁毕业设计开题报告范文一:
1课题研究的目的和意义
1.1目的及现状
人类的生活及发展必离不开衣食住行,而随着历史车轮的滚滚向前,出行逐渐成为人们的必然成为,这就自然的要求道路和桥梁的建设要跟上历史的脚步,桥梁在其中起到了重要的作用,桥梁是用于跨越障碍物(如河流、海峡、山谷、道路等)而使道路保持连续的人工构造物,俗称道路咽喉,它便利了两岸的往来,又不阻挡山间水上的原有交通。桥梁既是一种交通功能性的构造物,也是一座立体的造型艺术工程。桥梁往往是一个城市或国家(地区)的象征。
我国的桥梁具有悠久的历史,自西周、春秋开始,包括此前的历史时代,这是古桥的创始时期。此时的桥梁除原始的独木桥和汀步桥外,主要有梁桥和浮桥两种形式。当时由于生产力水平落后,多数只能建在地势平坦,河身不宽、水流平缓的地段,桥梁也只能是写木梁式小桥,技术问题较易解决。而在水面较宽、水流较急的河道上,则多采用浮桥。
改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到了相应的发展,我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期,一大批新颖、技术复杂、设计和施工难度大和科技含量高的大跨径桥梁相继建成,标志着我国的桥梁建设水平已跻身于国际先进行列。近几年建成的特大桥梁,不少在世界桥梁科技进步中具有显著地位。诸如重启朝天门大桥是世界最大跨度刚拱桥,并创造了该类桥梁十余项世界第一;苏通大桥以主跨1088m为世界第一跨度斜拉桥,同时成为世界上连续长度最大的双塔斜拉桥。
随着科技的发展,新材料的开发和应用,在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥感技术控制桥梁施工。目前,我国桥梁建设正在与国际接轨,开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。
我相信在不久的将来我国的桥梁事业还会创造更多的奇迹!
1.2意义
题目所涉及的桥梁位于黑龙江省逊克县境内,逊克县与俄罗斯阿穆尔州"三市五区"遥相呼应,是国家一类口岸,该地区农产品丰富,盛产鳊花,逊克金南瓜,逊克玛瑙,水獭皮等山林中有马鹿、黑熊、犴、狍子、林蛙等野生动物。森林资源种类繁多,主要树种有红松、落叶松、桦树、椴树、杨树等,林中盛产蕨菜、老山芹等山野菜。同时逊克大平台雾凇景观也是旅游的的好地方,该桥的建成,将河两岸之间的交通更加方便快捷,有利于两地间经济、文化等方面的交流,给两地以及周边辐射地区的经济发展和人民生活带来极大的便利,对促进经济发展、改善人民群众物质和文化生活起到积极作用。
2文献综述
2.1.1连续梁桥的特点
两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩,对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,由此可以增大桥下净空,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少,并且因为跨中截面的弯矩减小,使得桥跨可以增大。连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构,预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式,它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点,在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在T型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用,取得了明显的技术经济效益。为拓宽横张预应力技术的应用范围,将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。
2.1.2预应力混凝土梁桥
预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内,上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
预应力混凝土桥梁有强大的竞争能力,主要的因素有:
(1)预应力混凝土充分发挥了高强材料的特性,具有可靠的强度,刚度及抗裂性能。结构在车辆运行中噪音小,维修工作量少。
(2)预应力混凝土桥梁的施工方法已达到很先进的水平,现代化技术的应用已使它的施工周期大大缩短,显示出巨大经济效益。
(3)预应力混凝土桥梁适用于各种结构体系,而且还在不断创新出体现预应力技术特点的新型结构体系。
(4)预应力混凝土桥梁可充分利用材料可塑的特点,在建筑上有丰富、多采的表现潜力。
2.2预应力混凝土连续梁桥
2.2.1连续梁桥简介
两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,由此可以增大桥下净空,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少,并且因为跨中截面的弯矩减小,使得桥跨可以增大。
2.2.2简支转连续桥发展
简支转连续梁桥作为一种特殊的连续梁桥,综合了简支梁桥与连续梁桥的优点,具有造价低、整体性好、桥面接缝少、工期短等优点,已在高速公路上广泛使用。近年来,由于预应力体系的不断更新,新技术的应用,新的施工工艺的完善,吊装能力的不断提高,使得简支转连续梁桥更经济适用。该结构较之于简支梁桥具有变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平顺等特点,能适应高速公路的行车要求,而且桥墩上由两排支座减少为一排,结构中的钢束数基本相当;较之于现浇连续梁具有受力明确,受混凝土收缩徐变、支座沉陷等影响较小的特点,施工简便,不需搭脚手架,施工质量容易控制,而且可以不阻断桥下交通。其主梁可以在下部结构施工的同时进行预制、成批生产,缩短施工周期,有效提高建桥速度。因此,简支转连续施工的桥梁在高速公路中等跨径的桥梁中得到了广泛的应用,其结构的合理性和施工的快速已得到工程界的认可。
随着高等级公路的迅速发展,大量中等跨径的预应力混凝土连续梁桥方案常常作为优胜方案而被采用。为了适应中等跨径长桥的建设需要,出现了全跨径长度的梁或板的预制构件,形成了将整跨梁或板架设于支座就位后“拼装"成连续梁的逐孔施工方法。这种整跨梁预制、架设就位后,在支座处通过现浇接头、待混凝土强度达到规定值后张拉预应力实现结构连续的施工方法,即是我们常说的“先简支后连续施工方法。为了与常规的施工方法形成的连续梁结构体系区分开来,我们把这种施工方法形成的结构体系称为“先简支后连续结构体系。随着中等跨径桥梁建设的需要,和先简支后连续施工方法所固有的优点,因而受到了设计者和施工者的欢迎。
2.3先简支后连续梁桥
采用预制装配施工的连续梁桥,同其它体系的桥梁相比,先简支后连续结构体系在实际工程中它具有许多优点:
(1)由于采用预制构件,因而可以在预制场内批量生产,这样则便于统一生产管理并严格控制预制构件的尺寸。采用标准构件时更有利于技术操作、提高预制速度、节省模板费用。
(3)整片梁的吊装就位仅需要吊装设备,简支梁的预应力筋张拉可在工厂进行,而负弯矩的布置或张拉可在梁上进行,因而减少了旌工设备,又可避免造成地面障碍,在拥挤的市区或风景区以及城市立交桥等一些要求旌工中不能中断交通的工程中特别适用。
(4)避免采用大量的脚手架,可保护环境,节省费用。
(5)同其它方法施工的连续梁一样,这种方法施工形成的连续梁同样具有刚度大、收缩缝少、变形小的优点,可提高车速,使行车舒适。
(6)由于是在工厂预制,首期预应力的张拉至浇筑接缝、后连续预应力的张拉时己有相当的龄期,因而减少了混凝土的收缩、徐变对结构体系的影响,而简支梁的预应力筋对结构不产生次力矩,可使结构设计简便。
(7)基础沉降对结构的'影响小。由于这种结构体系是梁的恒载按简支梁传力,而仅仅是活载和二期恒载(桥面铺装、栏杆、安全带)是按连续梁结构传力,因而结构的受力性能优越,适合于软土上的建设。
近几年国内所修建的高等级公路的大、中桥几乎都是采用此方法施工的。在交通运输工程事业蓬勃发展的今天,推广此方法必将收到良好的经济和社会效益,也使标准化桥梁设计前进了一大步。
2.4箱梁的优点
3.设计的基本内容,拟解决的主要问题
3.1.1.桥面布置
路基宽28m,桥面净宽27m。2×[0.5m(防撞墙)+12.25m+0.75m(护栏)]+1.0m(中间带),荷载等级为公路Ⅰ级荷载,跨径40m,上部结构采用装配式连续箱梁。梁距4.5m,梁高1.8m,一跨6片梁。
3.1.2.计算阶段
1、确定计算图示
2、内力计算
(1)恒载内力计算
(2)活载内力计算
(3)附加内力计算
(4)结构次内力计算
3、内力组合,包括承载能力极限状态和正常使用极限状态
4、配筋设计
5、应力验算
6、强度验算
3.1.3下部结构设计
3.1.4施工图绘制
3.1.5.设计计算书编写过程
通过以上五部分的设计内容,使得新立农场桥两阶段施工图设计基本完成。
3.2拟解决的主要问题
1、预应力钢筋的计算与布置;
2、连续梁桥恒载状态下内力、位移的计算;
3、本次设计采用电算,应用桥博软件建模;
4、各部分验算
3.3解决措施
4技术路线
4.1总体设计
根据设计任务书给的历年年最大流量资料,在海森机率格纸进行经验频率曲线、理论频率曲线的绘制,根据设计洪水频率计算设计洪水流量。根据河段特征按经验公式计算满足水文要求的最小桥孔净长,计算满足不通航要求的最小桥面标高,计算最低冲刷线标高。最后将计算结果绘在桥孔布置图上,要求纵横比例一致。
4.2结构设计
在桥梁总体设计方案确定之后,须对结构进行分析计算。包括受力分析计算,配筋计算及结构验算。用计算结果验证所选的结构尺寸及材料性能、配筋量等是否满足规范要求,不满足规范要求则必须对设计进行修改。
4.3施工方案设计
本阶段的施工方案设计,仅对施工方法和施工顺序进行宏观考虑.
4.4设计说明书编写,施工图绘制
须对设计计算内容做全盘的系统整理,设计说明书按学校有关规定格式书写,图纸应根据工程制图标准与规定绘制,最后正式装订成册。
5进度安排
1、领取毕业设计任务书20XX.12.19
2、提交毕业设计开题报告并答辩20XX.3.14~20XX.3.25
1结构选型3月26日~3月28日3
2总体设计3月29日~4月03日4
3施工方法设计4月04日~4月06日3
4尺寸拟定内力计算4月07日~4月16日8
5上部配筋设计及验算4月17日~5月13日16
6下部结构设计5月14日~5月21日7
7绘制施工图5月22日~6月01日9
8编写设计计算说明书6月02日~6月12日7
9上交毕业设计资料6月13日~6月14日2
10毕业设计评阅6月15日~6月15日1
合计3月26日~6月15日60
6参考文献
[1]Wei-xinRen,HongHao,Xin-QunZhu.StructuaralConditionAssessmentMonitoringandImprovement[M].Beijing:SciencePress,2007.
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[3]中华人民共和国国家准.公路钢筋混凝土和预应力混凝土技术规范(JTGD62-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
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[5]中华人民共和国国家准.公路桥涵通用技术规范(JTGD60-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.
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[10]叶见曙.结构设计原理(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2005.
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[12]肖争荣.后张法预应力施工技术[J].科技情报开发与经济.2006.(15).
桥梁毕业设计开题报告范文二:
一、本课题设计(研究)的目的:
(1)通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识,能综合运用所学课程自主创新,培养学生分析问题和解决问题的能力;
(2)掌握设计原则、设计方法、步骤,提高计算、绘图、查阅文献、使用桥梁规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,从而深入了解公路预应力混凝土桥梁在桥式方案比选、结构计算及施工架设等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容和要求,为毕业后从事桥梁技术工作打好基础;
(3)通过桥梁毕业设计,不断提高计算、绘图,查阅文献(包括外文文献),使用规范手册和编写技术文件及计算机辅助设计计算等基本技能,了解生产设计的主要内容和要求,掌握设计原则、设计方法、设计步骤;
(4)通过桥梁毕业设计,系统地掌握WORD,CAD,桥梁电算等程序的基本技能,并且可以熟练的运用;
二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述)及比选方案:
(一).设计现状和发展趋势
桥梁工程在工程规模上约占道路总造价的10%——20%,它同时也是保证全线通车的咽喉,特别在战时,即便是高技术战争,桥梁工程仍具有非常重要的地位。
随着科学技术的进步和经济社会文化水平的提高,人们对桥梁建筑提出了更高的要求。经过几十年的努力,我国的桥梁工程无论在建设规模上,还是在科技水平上,均已跻身世界先进行列。
桥梁按受力体系可分为一下几种:
1.梁式桥
梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构,由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,因而与同样跨径的其他结构相比,梁桥内产生的弯矩最大,通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造。对于中、小跨径桥梁,目前在公路上应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土简支梁桥,施工方法有预制装配和现浇两种,这种梁桥的结构简单,施工方便,简支梁对地基承载力的要求也不高。
2.拱式桥
拱式桥的主要承重结构是拱圈和拱肋(拱圈横截面设计成分离形式时称为拱肋)。拱结构在竖向荷载作用下,桥墩和桥台将承受水平推力。同时,根据作用力和反作用力原理,墩台向拱圈(或拱肋)提供一对水平反力将大大抵消在拱圈(或拱肋)内由荷载所引起的弯矩。因此,与同跨径的梁相比,拱的弯矩、剪力和变形都要小得多,鉴于拱桥的承重结构以受压为主,通常采用抗压能力强的圬工材料和钢筋混凝土来建造。
拱桥不仅跨越能力很大,而且外形酷似彩虹卧波,十分美观,在条件许可的情况下,修建拱桥往往是经济合理的,一般在跨径500m以内均可作为比选方案。但应当注意,为了确保拱桥的安全,下部结构和和体积(特别是桥台)必须能经受住很大的水平推力作用。此外,与梁式桥不同,由于拱圈(或拱肋)在合拢前自身不能维持平衡,因而拱桥在施工过程中的难度和危险性要远大于梁式桥
根据近年的实践,钢筋混凝土拱桥自重较大,跨越能力比不上钢拱桥,但是,因为钢筋混凝土拱桥造价低,养护工作量小,抗风性能好等优点,仍被广泛采用,特别是崇山峻岭的我国西南地区。
3.刚构桥
刚构桥的主要承重结构是梁(或板)与立柱(或竖墙)整体结合在一起的刚架结构,梁和柱的连结处具有很大的刚性,以承担负弯矩的作用。在竖向荷载作用下,柱脚处具有水平反力,梁部主要受弯,但弯矩值较同跨径的简支梁小,梁内还有轴压力,因而其受力状态介于梁桥和拱桥之间,刚架桥跨中的建筑高度可做到很小。但普通钢筋混凝土修建的刚架桥在梁柱刚结处较易产生裂缝,需在该处多配钢筋。刚架桥一般均需承受正负弯矩的交替作用,横截面宜采用箱形截面,连续刚构桥主梁受力与连续梁相近,横截面形式与尺寸也与连续梁基本相同。
4.悬索桥
悬索桥(也称吊桥)是用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构,在桥面系竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,缆索锚于悬索桥两端的锚碇结构中,为了承受巨大的缆索拉力,锚碇结构需做的很大(重力式锚碇),或者依靠天然完整的岩体来承受水平拉力(隧道式锚碇),缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力,因而悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构。
5斜拉桥
㈡方案比选
技术标准:汽车荷载:公路-II级
桥面宽度:全桥宽度13.00m(11m行车道+2*0.75m人行道+2*0.25m栏杆)
比选原则:①A、所设计的桥梁结构在强度和稳定方面要有足够的安全储备。B、防撞栏杆应具有足够的高度和强度。②适用耐久,应保证桥梁在设计基准期内正常使用。③桥梁设计应遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原则。④桥的外形从任何角度看都应该是优美的,结构布置必须精练,并在空间有和谐的比例。⑤桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求。
方案一:(2×40)m预应力混凝土简支T型梁桥
优点:制造简单,整体性好,接头也方便,而且能有效的利用现代高强材料,减少构件截面,与钢筋混凝土相比,能节省钢材,在使用荷载下不出现裂缝等。
缺点:预应力张拉后上拱偏大,影响桥面线形,使桥面铺装加厚等。施工方法:采用预制拼装法施工,即先预制T型梁,然后用大型机械吊装的一种施工方法。
方案二:(25+30+25)m预应力混凝土连续箱形梁桥
优点:结构刚度大,变形小,行车平顺舒适,伸缩缝少,抗震能力强,线条明快简洁,施工工艺相对简单,造价低,后期养护成本不高等。
缺点:桥墩处箱梁根部建筑高度较大,桥梁美观欠佳。超静定结构,对地基要求高等。
施工方法:采用悬臂浇筑施工,用单悬臂—连续的施工程序,这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后,张拉预应力筋,移动机具、模板继续施工。
方案三:(4X20)m预应力混凝土空心板桥
优点:预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压,不仅充分发挥了高强材料的特性,而且提高了混凝土的抗裂性,促使结构轻型化,因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。
采用空心板截面,减轻了自重,而且能充分利用材料,构件外形简单,制作方便,方便施工,施工工期短,而且桥型流畅美观。
缺点:行车不顺,同时桥梁的运营养护成本在后期较高。
施工方法:采用预置装配(先张法)的施工方法,先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的张拉,并将其临时固定在张拉台座上,然后按照支立模板—钢筋骨架成型—浇筑及振捣混凝土—养护及拆除模板的基本施工工艺,待混凝土达到规定强度,逐渐将预应力筋松弛,利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用,使构件获得预应力。
方案比选表
方案
设计方案一
设计方案二
设计方案三
适用性各梁受力相对独立,避免超静定梁的复杂问题,行车较舒适。箱形截面抗扭刚度大,可以保证其强度和稳定性,有效的承担正负弯矩,桥梁的结构刚度大,变形小,行车平稳舒适。
空心板截面,减轻了自重,而且能充分利用材料,构件外形简单,制作方便,方便施工,施工工期短。
美观性构造简单,线条简洁全桥线条简洁明快,与周围环境协调好,因此,桥型美观全桥线条简洁,但桥孔跨度多,因此显得有些繁缛影响桥型美观
施工难
易
等跨径布置,细部尺寸相同,可以重复利用模板预制,施工较为方便。
相对简支梁桥的施工要更复杂。相对于简支T型梁和连续箱形梁施工较简单。
经济性
等截面形式能大量节约模板,加快建桥进度,简易经济,但不能充分利用截面作用,基础设计量连续梁刚度大,变形小,伸缝少,能充分利用高强材料特性,促使结构轻型化,跨能力强。充分发挥了高强材料的特性,而且提高了混凝的抗裂性,促使结构轻型化。后期养护成本较高大。
结论:通过经济性、适用性、美观性、施工难易等方面的综合比较,我推荐第一个方案。
三、设计(研究)的重点与难点,拟采用的途径(研究手段):
1.重点:
1)方案比选,确定最优方案;
2)拟定主要结构尺寸;
3)选取计算简图,进行结构内力计算;
4)配筋设计计算;
5)强度、刚度、稳定性计算;
6)施工图绘制。
2.难点:
1)正确选取计算简图,利用电算进行结构内力计算。
2)配筋设计计算及复核。
3.研究途径:
1)广泛查阅文献资料;
3)利用桥梁电算程序处理很分析数据;
4)学习诸如桥梁博士等专业软件进行设计计算;
5)请教老师,帮助解决疑难问题。
四、设计进度与步骤
20XX年第17—19周开题报告文献综述、外文翻译
20XX年第3—4周水文计算、方案设计
20XX年第5—12周结构内力计算,内力组合、配筋计算
20XX年第13—15周绘制图纸、点算校核,整理设计说明书
20XX年第16周教师评阅、毕业答辩
五、参考文献
(一)、规范标准
1、公路工程技术标准JTGB01-2003
2、公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004
3、公路圬工桥涵设计规范JTGD61-2005
4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62-2004