南江大桥设计开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

我们现正处于21世纪的开端,积极进行高等教育改革,建立适应新世纪经济、社会和科学技术发展需要的新的教育质量观念,并通过各项改革措施,全面提高人才培养质量,是高等学校面临的一项重大课题,也是高等教育要完成的重要任务之一。高等工程教育历来十分重视实践性教学环节的加强与拓宽,毕业设计无疑是培养本科生知识、能力、素质提高的关键性环节,可以为未来工程师接受终身的继续教育奠定一个必要的基础。

《桥梁工程》是我们道路桥梁与渡河工程的一门专业课。通过对本课程的学习,深入掌握桥梁工程专业技能,具体包括:了解桥梁工程规划、设计、计算的基本知识;掌握常用的桥梁设计构造原理以及中小型桥梁的计算理论和方法;熟悉有关施工方面的知识等。毕业设计则是我们将所学知识具体运用的一个重要环节和必不可少的内容。

它已发展成融理论分析、设计、施工控制及管理于一体的系统性学科。由于科技的进步,一些相关的学科也渗透入桥梁工程领域中,发展了新的分支学科我们在对课本知识掌握的基础上要锻炼和提高自己实际设计的能力。毕业设计则是我们将所学知识具体运用的一个重要环节和必不可少的内容。

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2. 研究的基本内容与方案

方案一:预应力混凝土连续梁桥

跨径布置:65m 100m 65m预应力混凝土连续梁桥,河槽右侧其余部分采用6根21米长的箱梁简支过渡。梁底曲线选用圆曲线,桥梁上部采用挂篮悬臂浇筑施工,施工要对称浇筑。箱梁悬浇施工时在地板上的施工孔不封堵,作为箱梁的通气孔。箱梁混凝土采用C50,墩身和基础采用C40,其它结构全部采用C25混凝土。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。

本桥梁的孔跨布置如下图所示:

主跨中界面构造如下:梁高为250厘米,顶板厚度40为厘米,底板厚度为35米。

主跨桥墩出界面构造如下:梁高为600厘米,顶板厚度为80厘米,底板厚度为70厘米。

方案二:下承式钢管混凝土拱桥。

主跨为145米,矢跨比为1/5,拱轴线为二次抛物线。

钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。

箱梁混凝土采用C50,墩身和基础采用C40,其它结构全部采用C25混凝土。

桥梁的孔跨布置如下图:

下承式拱桥横截面构造如下图所示:

方案三:斜拉桥。

梁体尺寸较小,桥梁的跨越能力较大;受桥下净空和桥面标高的限制少;抗风稳定性比悬索桥好;不需悬索桥那样的集中锚碇构造;便于悬臂施工等。

箱梁混凝土采用C50,墩身和基础采用C40,其它结构全部采用C25混凝土。

桥梁的孔跨布置如下图:

桥梁横断面构造图如下所示:

为了对比三种桥梁方案的优劣,对不同桥梁的适用性,施工难易程度,美观性和经济性做出比较,做出如下方案比选表:

方案比选表

桥型

65m 100m 65m预应力混凝土连续桥

下承式钢管混凝土拱桥

斜拉桥

适用性

常用于大跨高墩的结构中,桥墩纵向刚度较小,上部结构具 有连续梁施工的一般特点,因此有较好的技术经济性。 其主梁保持连续,既保持了连续梁 无伸缩缝,行车舒适。

钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。

梁体尺寸较小,桥梁的跨越能力较大;受桥下净空和桥面标高的限制少;抗风稳定性比悬索桥好;不需悬索桥那样的集中锚碇构造;便于悬臂施工等

施工难易

采用悬臂浇筑施工,以移动式挂篮作为主要施工设备, 以桥墩为中心,对称的向两岸利用挂篮浇筑节段的混凝土。基础采用钻孔灌注桩。施工比较经济方便。

施工过程中,钢管可作为劲性承重骨架,其焊接工作简单,吊装重量轻,从而能简化施工工艺,缩短施工工期。

它是多次超静定结构,设计计算复杂;索与梁或塔的连接构造比较复杂;施工中高空作业较多,且施工控制等技术要求严格。

美观性

全桥线条简洁明快,构造简洁,有一种朴素之美

拱桥线性美观,曲线线性与周围环境协调,因此非

常适用于城市桥梁。

拉索和塔为主要承重结构,因此梁体显的比较纤细,美观。

经济性

无需支座,节省大型制作费 用,无需大型设备,降低了施工成本,使用的材料较为普 通。成本养护费用也少。

施工工艺复杂,适用于城市桥梁,材料性能要求

高,费用高,要求施工水平较高,建成后维修费用高;钢材用量大,抗腐蚀、耐火性能不好,后期维护费用高。

材料性能要求

高,费用高,要求施工水平较高,建成后维修费用高;钢材用量大。

斜拉索的更换费时费力。

施工地段地质良好,地势较为平坦,无需复杂结构配合地质地势要求。

由上表可得,经过对此三方案进行对比,并结合实际的经费,环境和施工设备方面判断方案三为最佳方案。在施工技术难度上而言,方案一应力混凝土连续刚构桥技术成熟,施工简单,技术难度较低。方案二虽然比较美观,但是材料性能要求高,费用高,要求施工水平较高,而且建成后都有比较长的维护周期。对于方案三斜拉桥来说,索与梁或塔的连接构造比较复杂;施工中高空作业较多,对与材料的要求也比较高。 综上所述,方案一为最优方案。

3. 研究计划与安排

具体时间进度安排如下:

项目

周数

总体设计及方案比较

4

结构尺寸的确定

1

结构计算

4

工程数量计算、计算书整理

2

结构设计图纸绘制

1

设计总结、准备答辩

0.5

4. 参考文献(12篇以上)

[1]公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004)[s].北京:人民交通出版社,2004

[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2004)[s].北京:人民交通出版社,2004

[3]公路圬工桥涵设计规范(jtg d61-2005)[s] .北京:人民交通出版社,2005

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