预应力连续梁桥开题报告.doc

毕业设计开题报告
1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析
本课题的目的及意义：
毕业设计的目的在于培养毕业生的综合能力，它是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节，和其它教学环节不同，毕业设计要求学生关注学术动态，充分的了解国内外桥梁设计的发展现状及趋势，并灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，结合相关设计规范，在指导老师的指导下，独立的完成一个专业课题的设计工作，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。具有实践性、综合性强的显著特点。
毕业设计学生独立系统的完成一项工程设计，因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。通过毕业设计这一时间较长的教学环节，学生独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高，还可以培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体问题的能力。以达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。
国内外研究现状分析：
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。
由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫（Bendorf）桥，采用了悬臂浇筑法。随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、完善和推广应用，在跨度为40—200米范围内的桥梁中，连续梁桥逐步占据了主要地位。目前，无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势，成为优胜方案。
我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。
近20年来，我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径90m的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥。
我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥
序号
桥名
主桥跨径（m）
桥址
1
南京长江二桥北汊桥
90+165*3+90
江苏
2
六库怒江大桥
85+154+85
云南
3
黄浦江奉浦大桥
85+125*3+85
上海
4
常德阮水大桥
84+120*3+84
湖南
5
东明黄河公路大桥
75+120*7+75
山东
6
风陵渡黄河大桥
87*5+87+114*7+87
山西
7
沙洋汉江大桥
63+111*6+63
湖北
8
珠江三桥
80+110+80
广东
9
宜城汉江公路大桥
55+100*4+55
湖北
10
松花江大桥
59+90*7+59
黑龙江
虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在一定差距。想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题：
1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高
2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。
3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。
另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指标也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指标。但是，桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指标不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现：连续刚构体系的技术经济指标较高。因此，从这个角度来看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一。
总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，做出可行的最佳方案。
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2.本课题的任务、重点内容、实现途径
课题任务：
课题要求根据原始设计资料按规定进度完成重庆市大悦大桥的设计工作。主要有以下三方面的工作。
第一，完成桥梁的方案比选及总体设计。针对给定的原始资料，对桥位提出三个可行性方案，然后进行技术、经济分析比较，选出推荐方案，并论证推荐方案的优缺点。
第二，进行结构设计计算和验算。针对最终选定的设计方案，完成以下内容：1、上部结构尺寸拟定；2、桥面板计算；3、全桥节段划分；4、恒载和活载内力计算；5、其他因素引起的内力计算；6、内力组合；7、配筋计算；8、预应力束的布置及相关计算；9、全梁截面特性计算；10、强度及应力验算；11、挠度及预拱度计算；12、桥墩设计计算；13、基础设计计算；
第三，施工组织设计。首先要确定施工方案，然后完成简单的施工组织设计。
设计完成后要求提交计算书和图纸。图纸统一采用A3或A3加长纸张，其中尺规绘图占40%，计算机绘图占60%，图纸必须符合国家技术标准规范，图表整洁，布局合理。计算书应文字通顺，用A4纸单面打印或书写。（50页以上的双面打印或书写）。图纸应与计算书正式文稿一同装入毕业设计袋。
重点内容：
在我国，安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素，安全尤为重要。所以在本设计课题中，重点要做以下两方面的内容：
1、 桥梁方案比选及总体设计。
2、 结构设计计算和验算。
解决途径：
进行桥梁方案比选和总体设计时，绘制各桥型方案的立面图、剖面图及平面图其中立面图与平面图的比例尺应相同，可采用1:1000~1:500；对于剖面图，为清晰起见可采用1:200~1:150。计算书中列出桥型方案比选表。
结构分析计算采用电算和手算相结合的方式。电算时，提供输入数据（全桥结构计算图示、单元类型及其划分、边界条件说明、关键数据输入说明等）采用相关软件计算。并绘制主梁一般构造及钢筋布置图，预应力钢束布置图，桥墩、基础构造及钢筋布置图。各结构施工图比例尺按图幅设计布置在1:100~1:10之间，大比例尺用于局部大样图。
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3.预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施
可能的困难：
本次设计是我们第一次对某座桥梁进行全面的设计，设计过程包括了桥梁外观、桥梁结构和桥梁施工三个方面。此次设计的最大困难就是经验不足。
1.由于没有设计经验，截面尺寸的拟定很难合适的把握。
2.设计中的电算部分，由于对软件的熟悉成度不够，可能出现计算错误。
3.对规范不够熟悉，设计中有可能出现不符合常规的设计操作。
措施和方法：
按时并保质保量的完成毕业设计，关键是要按照进度和老师的指导开展工作。因为设计经验匮乏，所遇设计过程中必须要保持与老师的联系，经常与老师进行沟通，并积极搜集与专业相关的资料，例如规范、学术论文、设计案例等。做到对设计任务的全面系统把握。
1.广泛阅读，积极参照国内外的成功桥梁设计案例，在进行综合分析的基础上，提出当前设计课题的解决方案。
2.积极与指导老师沟通，认真听取老师意见。
3.对于设计中所需的桥梁计算软件，要勤于动手，做到能够灵活操作。

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4.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法
所需条件：
1.微型计算机及相关计算和绘图软件
2.《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
3.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
4.《公路工程技术标准》（JT B01-2003）
5.《公路桥涵设计手册—墩台与基础》
6.《公路桥涵设计手册—桥梁》（上下册）
解决办法：
1.学校机房配置有足够的计算机并装有相关设计软件，机房对学生开放。
2.所需工具书自行购买或到图书馆借阅。
5.进度计划（或工作方案分析）
第5周：审阅开题报告等及前期资料收集
第6—7周：方案比选及总体设计
第8—15周：结构设计计算和验算
第16周：施工设计
第17周：计算书、图纸整理及设计总结和答辩准备
第18周：毕业答辩

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指导教师意见：（对本课题的深度、广度及工作量的意见、对设计结果的预测，并明确是否可以开题）

指导教师（签字）

年 月 日
教研室审查意见：

教研室负责人（签字）

年 月 日
另一方面对于变截面箱梁桥的研究也将更加的细化。我们不仅仅只是大体上了解了变截 面箱梁桥设计的一般流程（桥型方案比选、全桥总体布置、施工方案设计、结构受力分析与计算、截面强度、应力验算、结构挠度及稳定性验算）更重要的是我们可以了解它的每个设计细节以及现阶段它的优势（主要是跨径较大、简洁美观、整体性好、结构刚度大等）以及存在的问题（例如由剪力滞效应产生的正应力剪应力使得腹板的受力较为复杂尤其是当跨宽比较大或者截面腹板惯性矩与翼缘惯性矩之比较小时尤其严重,一定要考虑）当我们遇到这些问题时需要我们不断的探索努力从通过自己找到解决的途径、方法，并且通过与老师和同学交流更加深刻的了它们的特点，以此更进一步的了解变截面连续箱梁的设计流程以及每个细节。

参考文献:

1、徐岳.预应力混凝土连续梁桥设计.北京：人民交通出版社. 2000；
2、土木工程专业毕业设计指南.北京：中国水利水电出版社. 2001；