桥梁综合项目工程毕业设计方案开题报告.doc

一、本课题设计（研究）目标：
（1）经过毕业设计系统地巩固基础理论知识和专业知识，能综合利用所学课程自主创新，培养学生分析问题和处理问题能力；
（2）掌握设计标准、设计方法、步骤，提升计算、绘图、查阅文件、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础技能，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) 经过桥梁毕业设计，不停提升计算、绘图，查阅文件（包含外文文件），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础技能，了解生产设计关键内容和要求，掌握设计标准、设计方法、设计步骤；
(4) 经过桥梁毕业设计，系统地掌握WORD，CAD，桥梁电算等程序基础技能，而且能够熟练利用；
二、设计（研究）现实状况和发展趋势（文件综述）及比选方案：
（一）.设计现实状况和发展趋势
桥梁工程在工程规模上约占道路总造价10%——20%，它同时也是确保全线通车咽喉，尤其在战时，即便是高技术战争，桥梁工程仍含有很关键地位。
伴随科学技术进步和经济社会文化水平提升，大家对桥梁建筑提出了更高要求。经过几十年努力，中国桥梁工程不管在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界优异行列。
桥梁按受力体系可分为一下多个：
1. 梁式桥
梁式桥是一个在竖向荷载作用下无水平反力结构，因为外力（恒载和活载）作用方向和承重结构轴线靠近垂直，所以和一样跨径其它结构相比，梁桥内产生弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强材料来建造。对于中、小跨径桥梁，现在在公路上应用最广是标准跨径钢筋混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种，这种梁桥结构简单，施工方便，简支梁对地基承载力要求也不高。
2. 拱式桥
拱式桥关键承重结构是拱圈和拱肋（拱圈横截面设计成份离形式时称为拱肋）。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，依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）内由荷载所引发弯矩。所以，和同跨径梁相比，拱弯矩、剪力和变形全部要小得多，鉴于拱桥承重结构以受压为主，通常采取抗压能力强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，在条件许可情况
下，修建拱桥往往是经济合理，通常在跨径500m以内均可作为比选方案。但应该注意，为了确保拱桥安全，下部结构和和体积（尤其是桥台）必需能经受住很大水平推力作用。另外，和梁式桥不一样，因为拱圈（或拱肋）在合拢前本身不能维持平衡，所以拱桥在施工过程中难度和危险性要远大于梁式桥
依据多年实践，钢筋混凝土拱桥自重较大，跨越能力比不上钢拱桥，不过，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，仍被广泛采取，尤其是崇山峻岭中国西南地域。
3. 刚构桥
刚构桥关键承重结构是梁（或板）和立柱（或竖墙）整体结合在一起刚架结构，梁和柱连结处含有很大刚性，以负担负弯矩作用。在竖向荷载作用下，柱脚处含有水平反力，梁部关键受弯，但弯矩值较同跨径简支梁小，梁内还有轴压力，所以其受力状态介于梁桥和拱桥之间，刚架桥跨中建筑高度可做到很小。但一般钢筋混凝土修建刚架桥在梁柱刚结处较易产生裂缝，需在该处多配钢筋。刚架桥通常均需承受正负弯矩交替作用，横截面宜采取箱形截面，连续刚构桥主梁受力和连续梁相近，横截面形式和尺寸也和连续梁基础相同。
4. 悬索桥
悬索桥（也称吊桥）是用悬挂在塔架上强大缆索作为关键承重结构，在桥面系竖向荷载作用下，经过吊杆使缆索承受很大拉力，缆索锚于悬索桥两端锚碇结构中，为了承受巨大缆索拉力，锚碇结构需做很大（重力式锚碇），或依靠天然完整岩体来承受水平拉力（隧道式锚碇），缆索传至锚碇拉力可分解为垂直和水平两个分力，所以悬索桥也是含有水平反力（拉力）结构。
5 斜拉桥
斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。它基础受力特点是：受拉斜索将主梁多点吊起，并将主梁恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，在经过塔柱基础传至地基，塔柱基础上以受压为主。跨度较大主梁就像一条多点弹性支承（吊起）连续梁一样工作，从而使主梁内弯矩大大减小。因为同时受到斜拉索水平分力作用，主梁截面基础受力特征是偏心受压构件，斜拉桥属于高次超静定结构，主梁所受弯矩大小和斜拉索初张力亲密相关，存在着一定最优索力分布，使主梁在多种受力状态下弯矩（或应力）最小。
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）
比选标准：① A、所设计桥梁结构在强度和稳定方面要有足够安全贮备。B、防撞栏杆应含有足够高度和强度。②适用耐久，应确保桥梁在设计基准期内正常使用。③桥梁设计应遵照因地制宜，就地取材和方便施工标准。④桥外形从任何角度看全部应该是优美，结构部署必需精练，并在空间有友好百分比。⑤桥梁设计必需考虑环境保护和可连续发展要求。
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，而且能有效利用现代高强材料，降低构件截面，和钢筋混凝土相比，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：采取预制拼装法施工，即先预制T型梁，然后用大型机械吊装一个施工方法。
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，线条明快简练，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：采取悬臂浇筑施工，用单悬臂—连续施工程序，这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达成一定强度后，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： 预应力结构经过高强钢筋对混凝土预压，不仅充足发挥了高强材料特征，而且提升了混凝土抗裂性，促进结构轻型化，所以预应力混凝土结构含有比钢筋混凝土结构大得多跨越能力。
采取空心板截面，减轻了自重，而且能充足利用材料，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，同时桥梁运行养护成本在后期较高。
施工方法：采取预置装配（先张法）施工方法，先张法预制构件制作工艺是在浇筑混凝土之前优异行预应力筋张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后根据支立模板—钢筋骨架成型—浇筑及振捣混凝土—养护及拆除模板基础施工工艺，待混凝土达成要求强度，逐步将预应力筋松弛，利用力筋回缩和和混凝土之间黏结作用，使构件取得预应力。

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，避免超静定梁复杂问题，行车较舒适。
箱形截面抗扭刚度大，能够确保其强度和稳定性，有效负担正负弯矩，桥梁结构刚度大，变形小，行车平稳舒适。
空心板截面，减轻了自重，而且能充足利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短。
美观性
结构简单，线条简练
全桥线条简练明快，和周
围环境协调好，所以，桥
型美观
全桥线条简练，但桥孔跨
度多，所以显得有些繁缛
影响桥型美观

施工难易
等跨径部署，细部尺寸相同，能够反复利用模板预制，施工较为方便。
相对简支梁桥施工要更复杂。
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省模板，加紧建桥进度，简易经济，但不能充足利用截面作用，基础设计量大。
连续梁刚度大，变形小，伸缩缝少，能充足利用高强材料特征，促进结构轻型化，跨越能力强。
充足发挥了高强材料
特征，而且提升了混凝
抗裂性，促进结构轻
型化。后期养护成本较
高

结论：经过经济性、适用性、美观性、施工难易等方面综合比较，我推荐第一个方案。
三、设计（研究）关键和难点，拟采取路径（研究手段）：
1.关键：
1) 方案比选，确定最优方案；
2) 确定关键结构尺寸；
3) 选择计算简图，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) 正确选择计算简图，利用电算进行结构内力计算。
2) 配筋设计计算及复核。
3.研究路径：
1) 广泛查阅文件资料；
2) 充足利用网络资源查阅相关内容；
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，帮助处理疑难问题。
四、设计进度和步骤
第17—19周 开题汇报文件综述、外文翻译
第 3—4 周 水文计算、方案设计
第 5—12周 结构内力计算，内力组合、配筋计算
第13—15周 绘制图纸、点算校核，整理设计说明书
第 16 周 老师评阅、毕业答辩
五、参考文件
（一）、规范标准
1、公路工程技术标准JTG B01-
2、公路桥涵设计通用规范JTG D60-
3、公路圬工桥涵设计规范JTG D61-
4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-
5、公路桥涵地基和基础设计规范JTG D63-
6、公路桥涵施工技术规范JTJ041-
7、公路工程基础建设项目设计文件编制措施
8、公路工程基础建设项目设计文件图表示例
（二）、公路桥涵设计手册
1、公路桥涵设计手册-基础资料
2、公路桥涵设计手册-梁桥（上、下册）
3、公路桥涵设计手册-拱桥（上、下册）
4、公路桥涵设计手册-墩台和基础
5、公路桥涵设计手册-桥梁隶属结构和支座