展架桥施工图设计相关课题46403.docx

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1、毕业设计(论文)开开题报告题目： 展架架桥（011号）施工工图设计 课 题 类类 别： 设计 论文学 生 姓姓 名： 丛丛宝强学 号号： 220051180300110班 级级： 桥土055-01专业（全称称）： 土木工程程（桥梁工工程方向）指 导 教教 师： 钟惠萍2009年年3月一、本课题题设计（研研究）的目目的：（1）通过过毕业设计计系统地巩巩固基本理理论知识和和专业知识识，能综合合运用所学学课程自主主创新，培培养学生分分析问题和和解决问题题的能力； （22）掌握设设计原则、设设计方法、步步骤，提高高计算、绘绘图、查阅阅文献、使使用桥梁规规范手册和和编写技术术文件及计计算机辅助助设计计算

2、算等基本技技能，从而而深入了解解公路预应应力混凝土土桥梁在桥桥式方案比比选、结构构计算及施施工架设等等方面的设设计规范、计计算方法及及设计思想想等内容和和要求，为为毕业后从从事桥梁技技术工作打打好基础；(3) 通通过桥梁毕毕业设计，使使大家运用用所学的课课程知识，系系统地训练练和分析，以以便掌握桥桥梁的基本本理论，基基本知识，基基本的计算算方法；(4) 通通过桥梁毕毕业设计，不不断提高计计算、绘图图，查阅文文献（包括括外文文献献），使用用规范手册册和编写技技术文件及及计算机辅辅助设计计计算等基本本技能，了了解生产设设计的主要要内容和要要求，掌握握设计原则则、设计方方法、设计计步骤；(5) 通通

3、过桥梁毕毕业设计，系系统地掌握握WORDD，CADD，桥梁电电算等程序序的基本技技能，并且且可以熟练练的运用；(6) 树树立正确的的设计思想想以及严谨谨负责、实实事求是、刻刻苦钻研、用用于创新的的作风，为为桥梁建设设事业服务务。二、设计（研研究）现状状和发展趋趋势（文献献综述）及及比选方案案： （一）.设计现状状和发展趋趋势 我国改革革开放以来来，路、桥桥建设得到到了飞速的的发展，对对改善人民民的生活环环境，改善善投资环境境，促进经经济的腾飞飞，起到了了关键性的的作用。 桥桥梁工程在在工程规模模上约占道道路总造价价的10%20%，它同时时也是保证证全线通车车的咽喉，特特别在战时时，即便是是高技

4、术战战争，桥梁梁工程仍具具有非常重重要的地位位。随着科学技技术的进步步和经济社社会文化水水平的提高高，人们对对桥梁建筑筑提出了更更高的要求求。经过几几十年的努努力，我国国的桥梁工工程无论在在建设规模模上，还是是在科技水水平上，均均已跻身世世界先进行行列。桥梁按受力力体系可分分为一下几几种：1. 梁式式桥梁式桥是一一种在竖向向荷载作用用下无水平平反力的结结构，由于于外力（恒恒载和活载载）的作用用方向与承承重结构的的轴线接近近垂直，因因而与同样样跨径的其其他结构相相比，梁桥桥内产生的的弯矩最大大，通常需需用抗弯、抗抗拉能力强强的材料来来建造。对对于中、小小跨径桥梁梁，目前在公路上应应用最广的的是标

5、准跨跨径的钢筋筋混凝土简简支梁桥，施施工方法有有预制装配配和现浇两两种，这种种梁桥的结结构简单，施施工方便，简简支梁对地地基承载力力的要求也也不高。（1）简支支T型梁 T形梁采采用钢筋混混凝土结构构的已经很很少了，从从16m到55Om跨径径（带马蹄蹄形而未加加宽的T型型截面适用用跨径在330m以内内，底部加加宽的T型型截面适用用跨径在330-500m以内的的预应力混混凝土桥梁梁），都是是采用预制制拼装后张张法预应力力混凝土TT形梁。预预应力体系系采用钢绞绞线群锚，在在工地预制制，吊装架架设。其发发展趋势为为：采用高高强、低松松弛钢绞线线群锚：混混凝土标号号40660号；TT形梁的翼翼缘板加宽宽

6、，25mm是合适的的；吊装重重量增加；为了减少少接缝，改改善行车，采采用工型梁梁，现浇梁梁端横梁湿湿接头和桥桥面，在桥桥面现浇混混凝土中布布置负弯矩矩钢束，形形成比桥面面连续更进进一步的“准准连续”结结构。（2）连续续箱形梁桥桥等截面箱形形连续梁桥桥的适用跨跨径以400-60mm为宜，当当主跨跨径径接近或大大于70mm时，宜采采用变截面面连续梁桥桥。另外截截面能适应应各种使用用条件，特特别适合于于预应力混混凝土连续续梁桥、变变宽度桥。箱梁截面有有单箱单室室、单箱双双室（或多多室），早早期为矩形形箱，逐渐渐发展成斜斜腰板的梯梯形箱。由于连续箱箱梁在构造造、施工和和使用上的的优点，近近年来建成成预

7、应力混混凝土连续续箱梁桥较较多。其发发展趋势为为：减轻结结构自重，采采用高标号号混凝土440600号；随着着建筑材料料和预应力力技术发展展，其跨径径增大，葡葡萄牙已建建成2500m的连续续箱梁桥，超超过这一跨跨径，也不不是太经济济的。大跨跨径连续箱箱粱要采用用大吨位支支座，如南南京二桥北北汊桥1665m变截截面连续箱箱梁，盆式式橡胶支座座吨位达665O0kkN。这种种样大吨位位支座性能能如何？将将来如何更更换等一系系列问题有有待研究。2. 拱拱式桥拱式桥的主主要承重结结构是拱圈圈和拱肋（拱拱圈横截面面设计成分分离形式时时称为拱肋肋）。拱结结构在竖向向荷载作用用下，桥墩墩和桥台将将承受水平平推力

8、。同同时，根据据作用力和和反作用力力原理，墩墩台向拱圈圈（或拱肋肋）提供一一对水平反反力将大大大抵消在拱拱圈（或拱拱肋）内由由荷载所引引起的弯矩矩。因此，与与同跨径的的梁相比，拱拱的弯矩、剪剪力和变形形都要小得得多，鉴于于拱桥的承承重结构以以受压为主主，通常采采用抗压能能力强的圬圬工材料和和钢筋混凝凝土来建造造。拱桥不仅跨跨越能力很很大，而且且外形酷似似彩虹卧波波，十分美美观，在条条件许可的的情况下，修修建拱桥往往往是经济济合理的，一一般在跨径径500mm以内均可可作为比选选方案。但但应当注意意，为了确确保拱桥的的安全，下下部结构和和和体积（特特别是桥台台）必须能能经受住很很大的水平平推力作用

9、用。此外，与与梁式桥不不同，由于于拱圈（或或拱肋）在在合拢前自自身不能维维持平衡，因因而拱桥在在施工过程程中的难度度和危险性性要远大于于梁式桥。根据近年的的实践，钢筋混凝凝土拱桥自自重较大，跨跨越能力比比不上钢拱拱桥，但是是，因为钢钢筋混凝土土拱桥造价价低，养护护工作量小小，抗风性性能好等优优点，仍被被广泛采用用，特别是是崇山峻岭岭的我国西西南地区。3. 刚刚构桥刚构桥的主主要承重结结构是梁（或或板）与立立柱（或竖竖墙）整体体结合在一一起的刚架架结构，梁梁和柱的连连结处具有有很大的刚刚性，以承承担负弯矩矩的作用。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

10、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。（1）T型型刚构这种结构体体系有致命命弱点。从从60年代代起到800年代初，我我国公路桥桥梁修建了了几座T形形刚构桥，如如著名的重重庆长江大大桥和沪州州长江大桥桥，80年年以后这种种桥型基本本不再修建建了，这里里不赘述。（2）连续续刚构桥连续刚构桥桥也是预应应力混凝土土连续梁桥桥之一，一一般采用变变截面箱梁梁。连续刚刚

11、构可以多多跨相连，也也可以将边边跨松开，采采用支座，形形成刚构一一连续梁体体系。一联联内无缝，改改善了行车车条件；梁梁、墩固结结，不设支支座；合理理选择梁与与墩的刚度度，可以减减小梁跨中中弯矩，从从而可以减减小梁的建建筑高度。所所以，连续续刚构保持持了T形刚刚构和连续续梁的优点点。连续刚刚构桥适合合于大跨径径、高墩。高高墩采用柔柔性薄壁，如如同摆柱，对对主梁嵌固固作用减小小，梁的受受力接近于于连续梁。柔柔性墩需要要考虑主梁梁纵向变形形和转动的的影响以及及墩身偏压压柱的稳定定性；墩壁壁较厚，则则作为刚性性墩连续梁梁，如同框框架，桥墩墩要承受较较大弯矩。由于连续刚刚构受力和和使用上的的特点，在在设

12、计大跨跨径预应力力混凝土桥桥时，优先先考虑这种种桥形。当当然，桥墩墩较矮时，这这种桥型受受到限制。近年来，我我国公路上上修建了几几座著名的的预应力混混凝土连续续刚构桥，如如广东洛溪溪大桥，主主孔1800m；湖北北黄石长江江大桥，主主孔32245m；广东虎门门大桥副航航道桥，主主孔2700m，为目目前世界同同类桥中最最大跨径。我我国的预应应力混凝土土连续刚构构桥，几乎乎都采用悬悬臂浇筑法法施工。一一般采用550600号高标号号混凝土和和大吨位预预应力钢束束。4. 悬悬索桥悬索桥（也也称吊桥）是是用悬挂在在塔架上的的强大缆索索作为主要要承重结构构，在桥面面系竖向荷荷载作用下下，通过吊吊杆使缆索索承

13、受很大大的拉力，缆缆索锚于悬悬索桥两端端的锚碇结结构中，为了了承受巨大大的缆索拉拉力，锚碇碇结构需做做的很大（重重力式锚碇碇），或者者依靠天然然完整的岩岩体来承受受水平拉力力（隧道式式锚碇），缆缆索传至锚锚碇的拉力力可分解为为垂直和水水平两个分分力，因而而悬索桥也也是具有水水平反力（拉拉力）的结结构。现代代悬索桥广广泛采用高高强度的钢钢丝成股编编制形成钢钢缆，以充充分发挥其其优良的抗抗拉性能。悬悬索桥的承承载系统包包括缆索、塔塔柱和锚碇碇三部分，因因此结构自自重较轻，能能够跨越任任何其他桥桥型无法达达到的特大大跨度，悬悬索桥的另另一特点是是，受力简简单明了，成成卷的钢缆缆易于运输输，在将缆缆索

14、架设完完成后，便便形成了一一个强大的的结构支承承系统，施施工过程中中的风险相相对较小。在所有桥梁梁体系中，悬悬索桥的刚刚度最小，属属柔性结构构，在车辆辆荷载作用用下，悬索索桥将产生较较大的变形形，例如跨跨度10000m的悬悬索桥，在在车辆荷载载作用下，LL/4区域域的最大挠挠度可达33m左右。另另外，悬索索桥风致振振动及稳定定性在设计计和施工中中也需予特特别的重视视。悬索桥是特特大跨径桥桥梁的主要要形式之一一，可以说说是跨千米米以上桥梁梁的唯一桥桥型（从目目前已建成成桥梁来看看说是唯一一桥型）。但但从发展趋趋势上看，斜斜拉桥具有有明显优势势。但根据据地形、地地质条件，若若能采用隧隧道式锚碇碇，

15、悬索桥桥在千米以以内，也可可以同斜拉拉桥竞争。根根据理论分分析，就目目前的建材材水平，悬悬索桥的最最大跨径可可达到35500m左左右。当然然还有规划划中更大跨跨径的悬索索桥。悬索索桥跨径增增大，如上上所述当跨跨径达35500m时，动动力问题将将是一个突突出的矛盾盾，所以，对对特大跨桥桥梁，已提提出用悬索索桥和斜拉拉桥相结合合的“吊拉”桥型。悬索桥结合合地形、地地质、水文文可采用单单跨悬吊、双双跨不对称称悬吊和三三跨悬吊。据据查，世界上上悬索桥多多为单跨悬悬吊，其次次是不对称称双跨和三三跨简支悬悬吊。三跨跨悬吊连续续体系最少少。丹麦大大带桥，三三跨悬吊连连续，其跨跨径为5335m16244m53

16、5mm；中国的的厦门海沧沧大桥，三三跨悬吊连连续，其跨跨径为 2230m648mm23OOm，可称称世界同类类桥梁的第第二位。主缆的施工工方法：空空中纺线法法（AS）；索股法（PPWS）。我我国几座悬悬索桥均采采用PWSS法。索股股采用55mm镀锌锌钢丝，由由91或1127根5组成一一根索股，根根据受力钢钢缆由不同同数量索股股组成。我国今后还还会在长江江、海湾修修建更大跨跨径的悬索索桥；一般般加劲梁仍仍用钢箱；塔、锚用用混凝土，但但应对大体体积混凝土土水化热的的冷却降温温措施加以以研究；悬悬索桥风动动稳定还需需进一步研研究；钢箱箱梁的桥面面铺装，我我国已建成成的几座悬悬索桥，都都存在问题题，今

17、后应应进一步研研究钢箱梁梁桥面铺装装材料、钢钢箱除锈、清清洁、铺装装的粘结以以及施工工工艺等。5 斜拉拉桥斜拉桥由塔塔柱、主梁梁和斜拉索索组成。它它的基本受受力特点是是：受拉的的斜索将主主梁多点吊吊起，并将将主梁的恒恒载和车辆辆等其他荷荷载传至塔塔柱，在通通过塔柱基基础传至地地基，塔柱柱基本上以以受压为主主。跨度较较大的主梁梁就像一条条多点弹性性支承（吊吊起）的连连续梁一样样工作，从从而使主梁梁内的弯矩矩大大减小小。由于同同时受到斜斜拉索水平平分力的作作用，主梁梁截面的基基本受力特特征是偏心心受压构件件，斜拉桥桥属于高次次超静定结结构，主梁梁所受弯矩矩大小与斜斜拉索的初初张力密切切相关，存存在

18、着一定定最优的索索力分布，使使主梁在各各种受力状状态下的弯弯矩（或应应力）最小小。斜拉桥是我我国大跨径径桥梁最流流行的桥型型之一。目目前为止建建成或正在在施工的斜斜拉桥共有有3O余座座，仅次于于德国、日日本，而居居世界第三三位。而大大跨径混凝凝土斜拉桥桥的数量已已居世界第第一。我国国一直以发发展混凝土土斜拉桥为为主，近几几年我国开开始修建钢钢与混凝土土的混合式式斜拉桥，如如武汉长江江第三大桥桥，主跨6618m。我我国斜拉桥桥的主梁形形式：混凝凝土以箱式式、板式、边边箱中板式式；钢梁以以正交异性性极钢箱为为主，也有有边箱中板板式。未来的桥梁梁将向更长长、更大、更更柔方向发发展，也将将更加注重重桥

19、梁美学学及环境保保护。新中国桥桥梁建设水水平取得了了突飞猛进进的发展，公公路铁路两两用桥向着着大跨度、重重荷载、高高时速方向向发展。（二） .方案比选选技术标准：汽车荷载载：公路-I级 桥面宽宽度：全桥桥宽度266.00mm（防撞栏栏杆0.55m）比选原则：在因地制制宜的前提提下，尽可可能采用成成熟的新结结构、新设设备、新材材料和新工工艺，必须须认真学习习国内外的的先进技术术，充分利利用最新科科学技术成成就，把学学习和创新新结合起来来，淘汰和和摒弃原来来落后和不不合理的东东西。 A、所设设计的桥梁梁结构在强强度和稳定定方面要有有足够的安安全储备。B、防撞栏杆应具有足够的高度和强度。适用耐久，应

20、保证桥梁在设计基准期内正常使用。桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。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，并在空间有和谐的的比例。桥梁设计计必须考虑虑环境保护护和可持续续发展的要要求。方案一：（8840）mm预应力混混凝土简支支T型梁桥桥本桥的横截截面采用TT型截面（如如图1）。防防收缩钢筋筋采用下密密上疏的要要求布置所所有钢筋的的焊缝均为为双面焊，因因为该桥的的跨度较大大，预应力力钢筋采用用特殊的形形式（如图图2）布置置，这样不不仅有利于于抗剪，而而且在拼装装完成后，在在桥面上进进行张拉，可可防止梁上上缘开裂。优点：制造造简单，整整体性好，接接头也方便便，而且能

21、能有效的利利用现代高高强材料，减减少构件截截面，与钢钢筋混凝土土相比，能能节省钢材材，在使用用荷载下不不出现裂缝缝等。缺点：预应应力张拉后后上拱偏大大，影响桥桥面线形，使使桥面铺装装加厚等。施工方法：采用预制拼拼装法施工工，即先预预制T型梁梁，然后用用大型机械械吊装的一一种施工方方法。 立立面图 图2 图1 图1 图2方案二：（86+148+86）m预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单单箱单室（如如图3）的截面形形式及立面面图（如图图4），因因为跨度很很大（对连连续梁桥），在外载和自重作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合

22、梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。优点：结构构刚度大，变变形小，行行车平顺舒舒适，伸缩缩缝少，抗抗震能力强强，线条明明快简洁，施施工工艺相相对简单，造造价低，后后期养护成成本不高等等。缺点：桥墩墩处箱梁根根部建筑高高度较大，桥桥梁美观欠欠佳。超静静定结构，对对地基要求求高等。施工方法：采用悬臂臂浇筑施工工，用单悬悬臂连续的施施工程序，这这种方法是是在桥墩两两侧对称逐逐段就地浇浇筑混凝土土，待混凝凝土达到一一定强度后后，张拉预预应力筋，移移动机具、模模板继续施施工。 图4 图3方案三：（11620）mm预应力混混凝土空心心板桥本桥横断面面采用17块中板（如如图5、图6）和2块边

23、边板（如图图7、图8）优点： 预预应力结构构通过高强强钢筋对混混凝土预压压，不仅充充分发挥了了高强材料料的特性，而而且提高了了混凝土的的抗裂性，促促使结构轻轻型化，因因而预应力力混凝土结结构具有比比钢筋混凝凝土结构大大得多的跨跨越能力。 采用空心板板截面，减减轻了自重重，而且能能充分利用用材料，构构件外形简简单，制作作方便，方方便施工，施施工工期短短，而且桥桥型流畅美美观。缺点：行车车不顺，同同时桥梁的的运营养护护成本在后后期较高。施工方法：采用预置置装配（先先张法）的的施工方法法，先张法法预制构件件的制作工工艺是在浇浇筑混凝土土之前先进进行预应力力筋的张拉拉，并将其其临时固定定在张拉台台座上

24、，然然后按照支支立模板钢筋骨骨架成型浇筑及及振捣混凝凝土养护及及拆除模板板的基本施施工工艺，待待混凝土达达到规定强强度，逐渐渐将预应力力筋松弛，利利用力筋回回缩和与混混凝土之间间的黏结作作用，使构构件获得预预应力。图5. 中中板跨中截截面图图6、中板支点点截面图7. 边边板跨中截截面图8. 边板支支点截面方案比选表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

25、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，基础设计量大。连续梁刚度大，变形小，伸缩缝少，能充分利用高强材料的特性，促使结构轻型化，跨越能力强。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。后期养护成本较高结论：通过过经济性、适适用性、美美观性、施施工难易等等方面的综综

26、合比较，我我推荐第一一个方案。三、设计（研研究）的重重点与难点点，拟采用用的途径（研研究手段）： 11.重点：1) 方案比选，确确定最优方方案；2) 拟定主要结结构尺寸；3) 选取计算简简图，进行行结构内力力计算；4) 配筋设计计计算；5) 强度、刚度度、稳定性性计算；6) 施工图绘制制。2.难点：1) 正确确选取计算算简图，利利用电算进进行结构内内力计算。2) 配筋筋设计计算算及复核。3.研究途途径：1) 广泛泛查阅文献献资料；2) 充分分利用网络络资源查阅阅相关内容容；3) 利用用桥梁电算算程序处理理很分析数数据；4) 学习习诸如桥梁梁博士等专专业软件进进行设计计计算；5) 请教教老师，帮

27、帮助解决疑疑难问题。四、设计（研研究）进度度计划：毕业设计工作任务进度安排1.熟悉、准备资料,方案比较,拟定推荐方案的结构尺寸,交方案比选(开题)报告和图纸，英文文献翻译第14周2.推荐方案上部结构设计计算第38周3.配筋计算及验算，进行中期检查第910周4.桥面板、横隔板等设计及计算第11周5下部结构设计计算、配筋、验算第1314周6.整理资料，汇总成果、绘制施工图第15周7.修改文件及图纸，成稿，准备答辩第16周8. 答辩第17周9.提交成果第17周五、参考文文献：1 JTJ011-19997.公路路工程技术术标准SS.北京:人人民交通出出版社,119972 JTG DD60-22004.

28、公路桥涵涵设计通用用规范SS.北京京:人民交交通出版社社,20004.3 JTG DD61-22005.公路圬工工桥涵设计计规范SS.北京京:人民交交通出版社社，200054 JTG DD62-22004.公路钢筋筋混凝土及及预应力桥桥梁设计规规范S.北京:人民交通通出版社,20044.5 JTG DD60-11985.公路桥涵涵地基与基基础设计规规范S. 北京:人民交通通出版社,19855.6 张健仁、朱朱剑桥编M.钢钢筋混凝土土与砖石结结构。7 邵旭东.桥桥梁工程（上上、下册）M.北京:人民交通出版社,2004.8 颜东煌，李李学文.桥桥梁电算M.长长沙:湖南南大学出版版社,19999.9

29、 李传习，夏夏桂云.大大跨度桥梁梁结构计算算理论MM.北京京:人民交交通出版社社,20002.10 周念先.桥桥梁方案比比选M.上海:同济大学学出版社,19977.11 王文涛.刚刚构-连续续组合梁桥桥M.北京:人人民交通出出版社,11995.12 范立础.预预应力混凝凝土连续梁梁桥M.北京: 人民交交通出版社社,19999.13 林元培.斜斜拉桥MM.北京京:人民交交通出版社社,19994.14 公路桥梁设设计从书. M.北京:人民交通通出版社,19944.15 陈忠延.土土木工程专专业毕业设设计指南M.北北京:中国国水力水电电出版社,20022.16 严国敏.现现代悬索桥桥M.北京:人人民交通出出版社,22002.17 马保林.高高墩大跨连连续刚构桥桥M.北京:人人民交通出出版社,22002.18 叶见曙.结结构设计原原理(第二二版)MM.北京京:人民交交通出版社社,20005.19 138 /JOURRNALOOFBRIIDGEEENGINNEERIING?AASCE/MARCCH/APPRIL22008指导教师意意见签名： 月月 日教研室（学学术小组）意意见教研室主任任（学术小小组长）（签签章）：月 日