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1、毕 业 设 计（论 文） 开 题 报 告 题 目 走马滩大桥设计 院（系、部) 建筑与土木工程学院 专业及班级 土木工程 0910 姓 名 杨 雯 指 导 教 师 张 玥 日 期 2012年10月09日 西安科技大学高新学院毕业设计(论文)开题报告题 目走马滩大桥设计选题类型工程设计型 一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况, 说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：(一) 国内外研究现状、生产需求状况： 桥梁是公路、城市道路或铁路的重要组成部分，是国家工业和技术水平的综合水平体现。所以说桥梁是一个国家的象征之一。就我国而言，随着经济的发展，公路桥梁也是飞速发展。经过几十年的努力，我国
2、的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的立交桥、高架桥，横跨长江、黄河等大江大河的特大跨度桥梁，如雨后春笋频频建成。目前随着国家公路五纵七横国道主干线的规划和实施，几十公里长的跨海湾、海峡特大桥梁的宏伟工程已经摆在我们面前，并已逐渐开始建设。随着社会经济的发展，作为国家现代化水平标志之一的高速公路建设，近年来发展极为迅速。高速公路因其为全封闭型，可满足车辆的高速行驶，故在为社会带来巨大效益的同时也给高速公路两侧居民的交往带来了一定的不便。为了满足高速公路两侧居民的正常生活，高速公路上跨天桥应运而生。基于高速公路行车交通控制全封闭的特点，各种上
3、跨、下穿立交桥在高速公路建设中被大量采用，此类桥载重不大(一般为公路级、公路级)，桥面不宽，但其数量较多，特别是丘陵区，各类上跨机耕道、乡道及人行天桥数量较多。在现在桥梁设计中，专家学者已经提出的结构类型中，无论复杂程度如何，均可按照不同的结构精度要求，利用平面或空间有限元分析软件对其进行结沟分析设计。而随着我国桥梁设计与施工水平的发展，修建复杂桥梁从施工角度而言已不成为障碍。但是，这并不意味着各种不对称或复合式的复杂桥型可以成为高速公路上跨天桥的合理选择桥型。综合考虑目前造价控制以及高速公路路基桥涵施工企业桥梁施工普遍水平高速公路的上跨天桥的合理桥型应采用造价合理、施工可行、养护方便、安全可
4、靠的成熟桥型。当然，如果需要利用上跨天桥作为一条高速公路的标志性建筑，可以选择其他复杂桥型。在目前的高速公路上跨天桥建设中，其材质大多采用混凝土结构(包括钢筋混凝土和预应力混凝土)，其基本结构体系分为梁桥、拱桥、刚架桥、吊桥4种。其他还有包括T型刚构、连续刚结系杆拱、多跨拱梁结构、斜拉桥等结构形式在内的组合体系结构。由于上跨天桥的跨径限制，吊桥和斜拉侨等显然属于不经济的桥型。但结合特殊地形，如兼有跨河功能且总跨径较大时，也可考虑其他复杂桥型。从设计应用来看，高速公路上跨天桥仅是连接高速公路两侧的桥梁，但从美学角度考虑，它还是高速公路上的一道风景线。它的美观与否，直接影响了高速公路的整体效应。因
5、此，天桥的美观设计逐步受到了高速公路建设者的重视。天桥不会因其单独孤立地存在而被人欣赏，它必然是与周边环境物像一起映人人们的眼帘，成为景观设计的一个重要组成部分而存在，因此桥梁的型式要服从于周边环境。上跨天桥作为一种人文景观，在桥型与地形紧密结合的同时，应注重与周围环境协调，造型优美的天桥与周围环境的完美结合，给人们带来的不仅是物质上的满足，更是精神上的愉悦与享受由于天桥一般采用混凝土结构其表面色彩的运用恰当与否将直接影响全线的景观协调，故可通过效果图的绘制来增强实体判断。天桥的外观色彩同结构造型样是决定桥梁美否的重要因素。有形的物体必然具有色彩，只有形状优美而色彩不当，同样不会使人感到满意并
6、激发美感。上跨天桥多采用混凝土材料，其本身颜色为浅灰色，如仅以本色呈现给司乘人员，将给人以单调、压抑的感觉，使原本优美的造型大打折扣，背离了建设者的初衷。因此，我们应在天桥结构完成之后进行统一的规划与设计，由专门的装饰单位进行色彩施工。在目前的高速公路上跨天桥建设中,其材质一般采用混凝土结构(包括钢筋混凝土和预应力混土) , 其基本结构体系分为梁桥、拱桥、刚架桥、吊桥等4 种, 其他还有包括T 型刚构、连续刚构、系杆拱、多跨拱梁结构、斜拉桥等结构形式在内的组合体系结构。由于上跨天桥的跨径限制, 吊桥和斜拉桥等显然属于不经济的桥型。但结合特殊地形, 如兼有跨河功能且总跨径较大, 在考虑建设标志性
7、建筑的基础上, 可采用独塔斜拉桥。以下对各种桥型进行简单的分析。(1)梁桥： 梁桥适宜用作任何地形的上跨天桥桥型, 按跨径(一般为两跨或三跨)、截面(箱梁、T 梁、空心板、等截面、变截面等)、墩台型式(薄壁墩台、圆形墩、倒Y 型墩、U 型台、组合式台等) 的不同组合可形成不同型式。 (2) 拱桥：拱桥适宜用作挖方地段的上跨天桥桥型, 按桥跨结构(上承式、中承式、下承式)、拱肋型式、拱轴系数、矢跨比的不同, 拱桥的变化较之于梁桥更加丰富多彩, 如板肋拱、刚架拱、坡拱、中承拱、礼帽拱、提篮拱等。而拱桥桥型本身具有的曲线美, 能够与周围环境优美地结合。在具体的设计中, 采用何种型式, 可根据实际情况
8、选用。拱桥在跨径方面, 一跨过路已经足够。桥台宜埋置在路堑边坡内, 其外侧与边坡浑然一体。拱肋一般采用等截面悬链线无铰拱肋,拱轴系数、矢跨比可根据常规确定.(3) 刚架桥:刚架桥由于桥跨结构和墩台刚性相连, 将在主梁端部产生负弯矩, 并传递给墩台, 因而跨中截面高度较梁桥更小, 外观纤细、桥下静空大, 造价经济。适宜于高速公路上跨天桥的刚架桥一般采用斜腿刚构型式 , 主梁截面选择与梁桥相同。(4)斜拉桥:构造特点：由塔柱、主梁和斜拉索组成，属组合体系.塔支撑索；索将梁多点吊起。塔以受压为主;梁似多点弹性支承连续梁受力，压弯组合。(5)悬索桥:构造特点：由悬挂在两边塔柱上的强大缆索作为主要承重结
9、构.吊杆将桥面系竖向荷载传与主缆，使主缆受很大拉力；受拉主缆固定于巨大的锚碇中； 塔以受压为主；梁似多点弹性支承连续梁受力，受弯.悬索桥又分为地锚史悬索桥、自锚式悬索桥。拱桥是人类最早也是最广泛使用的桥型之一。不管是东方还是西方的文明古国，都有建造拱桥的悠久历史，其中以中国和古罗马的成就最为辉繁。例如，建于隋唐时期的赵州石拱桥，已有1300多年，北京的卢沟桥建于700多年前的元代，至今依然完好；保留至今的古代名桥绝大多数是拱桥，这说明拱桥是一种最为坚固耐用的桥型。拱桥是主要承重结构是拱圈或拱肋（拱圈横截面设计成分离式时称为拱肋），拱结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力。墩台向拱圈或拱
10、肋提供一对水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈（或拱肋）内由荷载所引起的弯矩。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多，鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常用抗压能力强的圬工材料和钢筋混泥土等来建造。所以我国山区道路上的中、小跨径桥通常都是石拱桥。椐统计，我国公路桥梁60%为拱桥。拱桥不仅跨越能力很大，而且外形酷似彩虹卧波，十分美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。在200600m跨径范围内拱桥都有相当大的竞争优势。目前，混凝土拱桥跨径的世界记录已达460M（重庆巫山长江大桥）；钢拱桥跨径的世界记录已达550M（上海卢浦大桥）；石拱桥跨径的世界记录也以达146M（山
11、西晋城丹河桥）。系杆拱桥由于是无推力结构，对墩台要求，较低，整个桥型结构简便、轻巧，桥面视野开阔，广泛用于公路桥梁。在城市桥梁和平原地区通航河流上，中承拱往往颇受青睐因为它可降低桥高，矢跨比大，可减少推力；桥面建筑高度小，可缩短桥长；造型美观，为城镇增添景色；造价也较低。综上所述，高速公路天桥的设计象其它结构的桥梁设计一样，没有固定的模式和样品。每一座天桥的设计都要根据建设地点的地形、地势条件、高速公路在交叉点的填土高度、设计宽度、当地的人文环境等多种因素进行综合考虑，提供多种设计方案，进行全方面的比较，选取最佳设计方案。 随着桥梁美学设计逐渐被人重视，作为桥梁的设计者和建造者，应本着“以最优
12、质的设计，建设最优质的桥梁”的精神，结合实际地形与周围环境等，选择多种不同的优美桥型，并进行错落有致的排列，精心组织施工，把上跨天桥建设成高速公路上美丽而又独特的风景线。（一） 选题目的、意义：1、设计目的及设计的主要内容 本设计通过自行拟定桥梁形式及断面尺寸，设计下部结构墩台与基础，使我们全面地掌握桥梁的设计理论，并学会将其应用于实践。桥梁的设计是系统性十分强的工作，有了本次设计我们可以对四年来所学的专业知识有一个综合系统的回顾和学习，并为今后的实际工作打下良好的基础。 根据设计任务书给定的地质资料、设计荷载及桥面净空，拟定本设计为装配式预应力混凝土箱型简支梁桥，其中上部结构采用装配式预应力
13、混凝土箱梁，共设四片主梁，三道横隔梁。下部结构采用双柱式桥墩，基础采用单排双柱式钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括：预应力混凝土箱梁内力计算；预应力混凝土箱梁配筋计算；行车道板的内力计算与配筋。下部结构计算内容包括：盖梁的内力2、设计拟解决的工程实际问题在考虑它的使用、经济、美观的同时，我们还要着重解决其在工程实际中的问题。在建桥实践中，当跨径大于20m，特别是30m以上的跨径，往往采用预应力混凝土结构。为了减轻箱梁自重，梁的翼板相对减薄，在保证强度要求下拟采用18cm。本桥跨径虽较小，但为减少施工中的麻烦，特采用装配式结构，以使桥梁构件的尺寸和形式趋于标准化，便于预制和施工，并节省大量支架
14、模板和劳动力，缩短工期。及配筋计算；墩柱的内力及配筋计算；钻孔灌注桩基础的内力及配筋计算。具体内容及要求如下：(一)结构的总体布置、结构形式及尺寸拟定 桥梁结构的总体布置及各部分尺寸拟定，要求学生仔细阅读地质报告,根据设计指标及参考标准图集，拟定各部分尺寸，进行粗略的桥型方案设计和比选，最后定出合理的桥梁结构形式，绘制出施工要求的桥型布置图，上部结构一般构造图，下部结构一般构造图。其施工图内容如下：序号图纸名称比例尺1桥型布置图1:4502上部结构一般构造图1:1003下部结构一般构造图 1:100(二)结构设计部分本设计为预应力混凝土箱型简支梁桥，其中上部结构采用预应力混凝土箱梁，共设4片主
15、梁。下部结构采用双柱式桥墩，基础采用单排双柱式钻孔灌注桩基础。上部结构计算内容包括：预应力混凝土箱梁内力计算：（1）恒载内力计算（2）活载内力计算；预应力混凝土箱梁配筋计算：（1）钢束估算（2）钢束布置（3）钢束弯起（4）主梁截面几何计算（5）截面强度计算（6） 钢束预应力损失计算（7）预加应力阶段正截面应力验算（8） 使用阶段应力验算（9） 使用阶段的剪应力与主应力验算 （10）主梁变形（挠度）计算。行车道板的内力计算与配筋。下部结构计算内容包括：盖梁的内力计算：（1）自重及内力计算（2）活载计算：对称布置采用杠杆法，非对称布置时采用偏心受（3）盖梁内力计算；配筋计算；墩柱的内力计算：（1）
16、荷载计算（2）双柱反力横向分布计算（3）截面配筋及应力计算；钻孔灌注桩基础的内力及配筋计算：（1）荷载计算（2）作用于桩顶的外力（3）桩长计算（4）桩顶位移及桩身强度验算。3、毕业设计方案综述 上部构造采用20米预应力混凝土简支箱梁，预制梁高1.20米。梁间铰接，横桥向设置端隔板。梁顶设厚度为8cm的调平层，并与湿接缝一同浇注，使箱梁横桥向连为整体。桥面铺装为10厘米沥青混凝土。桥面横坡由桥面铺装形成。运营状态下，主梁按预制主梁和现浇整体化防水混凝土共同受力计算，现浇整体化防水混凝土中设置的钢筋为主梁横向受力钢筋。 主梁按部分预应力构件设计，荷载横向分配系数采用修正偏心压力法计算，取最大值进行
17、控制设计。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。施工方案按工地预制考虑，如有条件也可集中预制。 预应力钢筋的松弛损失按采用超张拉工艺计算。为降低预应力钢筋的重心，预应力钢束设置了平弯。为降低主梁高度，减少预应力引起的上拱度，后张法预应力混凝土箱梁在设计荷载下按全预应力混凝土A类构件设计，主梁配筋采用预应力筋和非预应力筋混合配筋。 相关参数： 相对湿度75 梯度温度 正负温差按6cm沥青铺装、10cm混凝土调平层考虑 预应力管道成形为钢波纹管 管道摩擦系数 0.20管道偏差系数 0.0015钢筋回缩和锚具变形为4mm（二）主要参考文献：（一）国家标准及行业标准 1公路桥涵设计通用规范（JTG D 60
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