橋梁設計開題報告

1、<p><b>　　附件B：</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p>　　1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設計方案比較、選型分析等）</p><p>　　畢業(yè)設計是高等工科院校本科培養(yǎng)計劃中最重要的教學環(huán)節(jié)，目的在于培養(yǎng)畢業(yè)生綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎

2、課和專業(yè)課知識，并結(jié)合相關設計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設計工作。通過畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)，較為集中和專一的培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能，分析和解決實際問題以及實踐動手能力。和以往的課程設計不一樣，畢業(yè)設計是我們在教師指導下獨立地、系統(tǒng)地完成一個工程設計，以期能掌握一個工程設計的全過程，鞏固已學課程，并可以繼續(xù)學到一些新的專業(yè)知識，有所創(chuàng)新。設計過程中提高學生獨立的分析問題，解決問題的能力，達到具備初步專業(yè)工程人員

3、的水平，為將來走向工作崗位打下良好的基礎。</p><p>　　這次設計的任務是預應力混凝土連續(xù)梁橋，現(xiàn)把連續(xù)梁橋的基本情況加以簡要總結(jié)：</p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護工程量小、抗震能力強等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。</p><p>　　由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點：如過早

4、地出現(xiàn)裂縫，使其不能有效地采用高強度材料，結(jié)構(gòu)自重必然大，從而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。</p><p>　　為了解決這些問題，預應力混凝土結(jié)構(gòu)應運而生，所謂預應力混凝土結(jié)構(gòu)，就是在結(jié)構(gòu)承擔荷載之前，預先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應力。自從預應力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后，很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預應力結(jié)構(gòu)所代替。</p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋的主

5、要斷面形式是箱形截面。采用預應力混凝土連續(xù)箱梁，可使跨越能力大大增加，目前在40~150m范圍內(nèi)，預應力混凝土連續(xù)箱梁占主導地位。無論是城市橋梁、高速公路橋、高架道路、山谷高架棧橋，還是跨越寬闊河流大橋，預應力混凝土連續(xù)梁橋較多的發(fā)揮了它的優(yōu)勢，它是廣泛使用的一種橋型。</p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋的施工方法很多，有支架現(xiàn)澆法、懸臂澆筑法和懸臂拼裝法、頂推法、移動模架法、大型浮吊施工和旋轉(zhuǎn)施工法等。其

6、中懸臂澆筑和懸臂拼裝法應用最廣，特別是在1953年懸臂澆筑法問世以來，預應力混凝土連續(xù)梁橋有著飛躍的發(fā)展。我國已建成的跨度較大的預應力混凝土連續(xù)梁橋大部分采用此法施工。</p><p>　　懸臂澆筑預應力混凝土連續(xù)梁橋施工具有的特點：</p><p>　　預應力混凝土連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有利于懸臂施工，即懸臂施工時的受力于成橋后的結(jié)構(gòu)受力較為接近；</p><p>

7、;　　作為無支架施工有利于通航河流建橋、有利于城市立交建設，不影響橋下凈空；</p><p>　　有利于施工作業(yè)，加快施工進度；</p><p>　　有利于節(jié)省施工費用，降低工程造價；</p><p>　　懸臂拼裝法與懸臂灌筑法相比較，有如下特點：</p><p>　　1）節(jié)段預制可與墩臺施工同步進行，拼裝時僅有節(jié)段吊裝、穿束張拉等工序，一個

8、節(jié)段施工1～1.5d，較懸臂灌筑法要快得多；</p><p>　　2）拼裝塊件在專門場地制造，質(zhì)量易于保證，受氣候影響??；節(jié)段提前預制，可減少混凝土收縮、徐變的影響；</p><p>　　3）可不需要掛籃等設備，但要有起重能力大的吊機（一般在40～60t以上）；</p><p>　　4）非預應力鋼筋的連續(xù)性不如懸臂灌筑法好處理，施工變形也不如懸臂灌筑法容易控制；&l

9、t;/p><p>　　5）需有較大的預制場地和運輸?shù)缆窏l件。</p><p>　　如上比較，懸臂拼裝控制好施工變形，在特定條件下，更具有優(yōu)勢。特別是在市政工程中，工期要求比較緊，可以明顯縮短工期，更加突出經(jīng)濟性。</p><p>　　橋型方案比選的原則：</p><p>　　比選標準主要依據(jù)適用、經(jīng)濟、安全、美觀的原則。其中以安全與經(jīng)濟為重。至于

10、美觀，要視經(jīng)濟與環(huán)境條件而定。在保證安全及質(zhì)量的前提下，充分采用“三新”，即新技術、新工藝、新材料。在現(xiàn)在國家倡導的節(jié)約型社會的要求下，保證經(jīng)濟、美觀、新穎及適度創(chuàng)新的同時，最大限度的降低工程造價，縮短工期。</p><p>　　適用原則：要實現(xiàn)安全、適用、耐久、經(jīng)濟，就需要做到技術上成熟可靠，施工上安全可行，造價上經(jīng)濟節(jié)省以及使用上經(jīng)久耐用，功能上不折不扣。</p><p>　　經(jīng)濟原則

11、：評價經(jīng)濟性要從造價、工期及養(yǎng)護維修方面考慮。</p><p>　　安全原則：可以從行車安全、通航安全、基礎地質(zhì)條件的安全與施工安全等幾方面考慮。</p><p>　　美觀原則：一座橋梁往往是一個城市的標志，一個城市的驕傲，注意人文思想及價值觀，充分考慮當?shù)厝说膶徝佬枨蠹叭罕姽餐男睦頎顟B(tài)。橋梁輪廓尺寸應比例勻稱，各部分結(jié)構(gòu)要協(xié)調(diào)平衡。美要能經(jīng)的起時間的考驗。</p><

12、;p>　　除了以上四方面主要的比選標準，施工設備和施工能力也是必需考慮的一個方面。每一個比選方案都應初步考慮采用什么施工方法，根據(jù)所給的施工設備和現(xiàn)場條件制訂施工方案。從經(jīng)濟、工期等方面比較各個方案的可行性。</p><p>　　自60年代中期在德國萊茵河上采用懸臂澆筑法建成Bendorf橋以來，懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工法得到不斷改進、完善和推廣應用，從而使得預應力混凝土連續(xù)梁橋成為許多國家廣泛采用的橋

13、型之一。當時西歐很多國家在戰(zhàn)后缺鋼的情況下，為節(jié)省鋼材，各國開始競相采用預應力結(jié)構(gòu)代替部分的鋼結(jié)構(gòu)以盡快修復戰(zhàn)爭帶來的創(chuàng)傷。50年代，預應力混凝土橋梁跨徑開始突破了100米，到80年代則達到440米。雖然跨徑太大時并不總是用預應力結(jié)構(gòu)比其它結(jié)構(gòu)好，但是，在實際工程中，跨徑小于400米時，預應力混凝土橋梁常常為優(yōu)勝方案。</p><p>　　我國自50年代中期開始修建預應力混凝土梁橋，至今已有40多年的歷史，比歐洲

14、起步晚，但近年來發(fā)展迅速，在預應力混凝土橋梁的設計、結(jié)構(gòu)分析、試驗研究、預應力材料及工藝設備、施工工藝等方面日新月異，預應力混凝土梁橋的設計技術與施工技術都已達到相當高的水平。</p><p>　　然而在我國，預應力混凝土連續(xù)梁橋想要在本世紀末趕超國際先進水平，就必須解決好下面幾個課題：</p><p>　　發(fā)展大噸位的錨固張拉體系，避免配束過多而增大箱梁構(gòu)造尺寸，否則混凝土保護層難以保證

15、，密集的預應力管道與普通鋼筋層層迭置又使混凝土質(zhì)量難以提高。</p><p>　　在一切適宜的橋址，設計與修建墩梁固結(jié)的連續(xù)—剛構(gòu)體系，盡可能不采用養(yǎng)護調(diào)換不易的大噸位支座。</p><p>　　充分發(fā)揮三向預應力的優(yōu)點，采用長懸臂頂板的單箱截面，既可節(jié)約材料減輕結(jié)構(gòu)自重，又可充分利用懸臂施工方法的特點加快施工進度。</p><p>　　雖然預應力混凝土橋梁的發(fā)展還

16、不到80年。但是，在橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著預應力理論的不斷成熟和實踐的不斷發(fā)展，預應力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運用必將越來越廣泛。</p><p>　　與該畢業(yè)設計相近的我國已建成預應力混凝土連續(xù)梁橋</p><p>　　2、課題任務、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑</p><p>　　本次設計任務是南充市跨嘉陵江二號橋（方案7）進行結(jié)構(gòu)設計和施工設計。</p><p

17、>　　此次設計我欲采用的方案選型有三個：方案一是預應力混凝土連續(xù)梁橋；方案二是預應力混凝土T型剛構(gòu)橋；方案三是中承式拱梁組合橋。這三個方案均適合于跨徑在200~300m（參見我國已修建橋）。我的實行方案是方案一：預應力混凝土連續(xù)梁橋。預應力混凝土連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋相比，連續(xù)梁橋下部結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造簡單，并能節(jié)省材料，加之它有變形緩沖、伸縮縫少、剛度大、行車平穩(wěn)、養(yǎng)護簡便等優(yōu)點，所以在近代橋梁建筑中已得到越來越多的應用。另外T型剛構(gòu)

18、適合于跨徑較大的山區(qū)或峽谷中修建，對于該設計的地形及橋位不是很經(jīng)濟。另外，中承式拱梁組合橋也有一定優(yōu)勢。不僅外形美觀，有利于與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，而且其推力由加勁縱梁承受，避開了推力問題。加勁梁的建筑高度小，便于橋梁兩端與路線的連接。同時，結(jié)構(gòu)的正負彎矩分配比較合理，可大大降低造價。具體分析結(jié)果見方案比選，從施工、受力、造價和安全等各方面比較。</p><p>　　在方案比選中最后選定連續(xù)梁橋作為推薦方案，進一步細化結(jié)

19、構(gòu)的幾何尺寸和材料類型。在接下來的設計中，模擬實際的懸臂施工步驟，計算出活載和恒載內(nèi)力，再根據(jù)實際情況對活載和恒載進行正常使用和極限承載力內(nèi)力組合，估算配筋面積。然后根據(jù)估算出的配筋面積布置鋼束，重新模擬施工過程并考慮預應力的作用，重新計算恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力，以進行截面強度，應力驗算和變形驗算。若驗算通過,說明方案可行,若有個別截面驗算不通過,則要進行調(diào)整鋼束甚至修改截面尺寸,直至全部驗算內(nèi)容通過為止。</p><p

20、>　　結(jié)構(gòu)設計完成后，進行施工設計，繪制施工流程圖和單位工程施工進度計劃。</p><p>　　學生簽名：李偉 </p><p>　　2012 年 3 月 14 日</p><p><b>　　4、指導教師意見</b></p><p>　　指導教師簽名：張亮亮 </p><p&