桥梁毕业设计开题报告
综述(本学科、专业国内外现状及发展趋势):
桥梁是生命线系统的组成部分,在国民经济和人民生活中占有重要的地位。近二十年来,随着我国经济的飞速发展,交通建设事业取得了极大的进步。尤其是十六大以后,交通工作取得瞩目成就,五年来共建成高速公路2.8万公里,超过过去15年的总和。据交通部统计, 2008年我国新增公路里程10万公里,其中新增高速公路6433公里,达到6.03万公里,居世界第二。
大跨径连续刚构以施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适等独特优势在近年来在桥梁建设中得到了迅速发展。其结构特点是墩梁固结、梁体连续,结构整体性能好,既有连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点,又有T型刚构不设支座、不需转换体系的优点,便于施工,维护方便,且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度,能够满足特大跨径桥梁的受力要求。我国修建预应力混凝土连续刚构桥虽比欧洲起步晚,但近年来发展迅速,在预应力混凝土连续刚构桥的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面有很大进步,预应力混凝土刚构桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。据不完全统计,至2008年我国己建和在建跨径在200m以上连续刚构桥已有55座,跨径在100m~200m之间的连续梁桥和连续刚构桥上百座。2004年开工建设的重庆石板坡长江大桥复线桥,采用主跨达330m的7跨连续箱梁桥,超过了主跨301m的挪威Stolma海峡桥,成为目前世界上最大跨度的`连续刚构桥。
目前,国内大跨径预应力混凝土连续刚构桥普遍存在两大病害:①主跨跨中下挠过大;②箱梁梁体产生过多裂缝。跨中下挠过大目前已成为大跨预应力混凝土梁桥的一个常见病害,随着跨度增大,主梁的下挠问题日益突出,表现出以下特点:①挠度长期增长,增长率随时间可能呈加速、降低或保持均速变化的趋势;②结构的长期挠度远大于设计计算预期值。跨中下挠会加剧箱梁底板开裂,而箱梁梁体裂缝增多使结构刚度降低,进一步的加剧跨中下挠,这两者互相影响形成恶性循环。并且跨中下挠过大会使跨中主梁下凹,破坏桥面的铺装层,影响桥梁的使用寿命和行车舒适性,甚至危及高速行车时的安全,跨中下挠已成为当前制约大跨径连续刚构发展的一个亟待解决的问题,开展相应的挠度控制研究意义重大。
本研究课题的主要目的及内容:
本文从桥梁工程建设的实际需要出发,以大跨径PC连续刚构桥跨中下挠为主要研究对象,通过对跨中下挠主要影响因素的分析,剖析桥梁成桥内力状态与长期挠度之间的关系,将荷载平衡法应用于挠度控制,对大跨径连续刚构跨中下挠进行了系统的研究。
本文的主要研究内容如下:
1、影响跨中下挠主要因素的分析。为了准确地分析下挠的原因,对板沙尾大桥采用灵敏度分析的方法,对各种影响因素进行定量分析计算。比较预应力大小、箱梁刚度、混凝土收缩徐变计算模式、单元初次加载龄期对大跨径连续刚构跨中挠度的影响,寻找影响大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中挠度的主要因素。
2、研究成桥初始内力与长期挠度之间的关系。对五座连续刚构桥的预应力配置数量、最大悬臂及成桥时内力、成桥位移、长期位移进行对比分析,寻找成桥初始内力与长期挠度之间的关系。
3、研究荷载平衡法在控制跨中挠度中的应用。基于荷载平衡的概念,按照最大悬臂状态预应力弯矩抵消箱梁自重弯矩、部分二期恒载弯矩的原则重新配置顶板束,并按照成桥后沿箱梁截面的压应力梯度分布较小及正常使用阶段应力的要求配置合龙束,对两座连续刚构桥重新配置预应力束,将重新配束后的内力、长期位移与原设计进行详细的对比与分析。验证荷载平衡法控制跨中下挠的可行性。
4、研究采用高强轻质混凝土改善预应力弯矩与自重弯矩比值。在某连续刚构桥跨中或全桥分别采用高强轻质混凝土进行计算分析,对采用轻质混凝土后的桥梁内力与原设计内力进行详细的对比与分析,验证高强轻质混凝土对提高预应力弯矩与自重弯矩比值的作用。
5、研究荷载平衡法与轻质混凝土相结合在控制跨中下挠中的应用。对某刚构采用荷载平衡概念配置预应力筋并在跨中梁段采用高强轻质混凝土进行设计分析,并与该桥原设计及仅按照荷载平衡概念配筋时的结果进行对比,验证荷载平衡法与轻质混凝土相结合控制下挠的可行性与优越性。
桥梁毕业设计开题报告及设计内容
按照上级部署或工作计划,每完成一项任务,一般都要向上级写报告,反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想等,以取得上级领导部门的指导。下面我们一起来看看桥梁毕业设计开题报告及设计内容吧。
一、文献综述
桥梁是“跨越障碍的通道”,从桥梁的出现到现在经历了漫长的历史发展和演变桥梁也逐渐的形成了各种结构和不同受力体系的形式,现今主要的桥梁形式主要有:梁桥、拱桥、钢架桥、悬索桥以及组合体系桥六大体系。但现今使用的各种主要桥式几乎都能在古代找到起源,从原始的木桥到强度更高跨越能力更强的圬工桥梁特别是圬工拱桥的出现对桥梁的发展起到了极大的推动作用。如中国建于隋朝的赵州桥至今已经经历了1400多年的历史依然完好无损的屹立在我们的眼前,随着时代的发展新的建筑材料也不断的被发现和应用于桥梁结构上,新的施工方法和施工工艺也层出不穷,现今常采用的施工方法主要有:现浇施工、滑膜施工、先简支后连续、顶推法、移动导梁逐孔拼装法和梁体预制浮吊安装法等施工技术。
如今桥梁往往是一个城市或者一个区域的标志性建筑,如美国的金门大桥、中国的杭州湾跨海大桥、日本的明石海峡大桥、布达佩斯达努伯河上的伊丽莎白大桥、加拿大魁北克桥等。为了追求与周围环境完美的融合以及环境保护和可持续发展的要求,从设计方面不仅注重于桥梁的使用的功能,而且也更加的注重所要建造桥梁的艺术和文化效果,桥梁的造型装饰和建筑特色也十分的突显,使人们能够在自然中寻求美的享受。 近代桥梁建造,促进了桥梁科学理论的兴起和发展。1857年由圣沃南在前人对拱的理论、静力学和材料力学研究的基础上,提出了较完整的梁理论和扭转理论。这个时期连续梁和悬臂梁的理论也建立起来。桥梁桁架分也得到解决。19世纪70年代后经德国人K.库尔曼、英国人W.J.M.兰金和J.C.麦克斯韦等人的努力,结构力学获得很大的发展,能够对桥梁各构件在荷载作用下发生的应力进行分析。这些理论的发展,推动了桁架、连续梁和悬臂梁的发展。
20世纪30年代,预应力混凝土和高强度钢材相继出现,材料塑性理论和极限理论的研究,桥梁振动的研究和空气动力学的研究,以及土力学的研究等获得了重大进展。从而,为节约桥梁建筑材料,减轻桥重,预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。现代桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和钢桥。 桥梁的检测技术也日益的成熟,对在役桥梁的劣化与受损情况进行全面检测。进行安全性评估确定结构物实际承载能力,判断损伤是否对桥梁承载力和耐久性构成威胁。通过早期桥梁病害的发现,能够大大节约桥梁的维修费用,可以避免频繁大维修关闭交通所引起的重大损失,最大程度减小桥梁事故造成的损失。
计算机技术的发展进带动了各行各业的.革命,进入了崭新的电子时代,桥梁也开辟了重要的电算转变途径。首先过去认为繁重不堪,甚至不可能的计算工作,有了轻松简便的处理手段,通过(CAE)使力学课题得到解决。目前我国桥梁结构分析专用软件如迈达斯midas、桥梁通、桥梁博士和CAD技术和有限元的发展,不仅为桥梁设计提供了更大的精确度和设计速度,而且为大跨径复杂结构桥梁的计算和设计提供了方便。 21世纪我国桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的桥梁发展新目标。预应力混凝土,钢管混凝土等的发展也将大大促进我国桥梁事业的发展。新型材料擎起大跨、轻质桥梁,通过今后不懈的努力研究和实际工程经验总结中国的桥梁一定会有达到更高层次的水平。
二、设计主要内容
1、桥梁初步设计阶段: 依据给定的水文、地质条件。布置桥孔,分孔选型,拟订上、下部及附属结构尺寸,定出3~5个桥梁设计方案。每组设计方案包括桥梁的平面布置图、纵断面图、横断面图。
经指导教师审查通过后,选择一个最优的方案进行初步设计,完成初步设计图一套,包括桥梁的平面布置图(注明桥梁的平曲线半径、超高和加宽、缓和曲线等)、纵断面图(注明桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥面高程与桥下净空、桥头的引道纵坡以及基础的埋置深度等)、横断面图(注明桥梁的净宽、人行道宽度一起其他附属设施的尺寸)。
完成图纸包括: 1.设计总说明; 2.各个方案的桥型布置图;
2、桥梁施工图设计阶段: 结构设计任务包括设计计算和绘制结构施工图两大部分内容。 (1)设计计算: ①、荷载统计; ②、内力组合; ③、主梁配筋计算; ④、行车道板计算; ⑤、柱下基础计算 (2)绘图部分: ①、主梁构造图; ②、主梁配筋图; ③、墩、台构造配筋图; ④、桥面铺装构造图; ⑤、支座构造图; ⑥、墩、台盖梁配筋图。 3、外文资料翻译
三、设计(研究)方案 本设计根据所给水文地质资料,依据《桥梁设计规范》,先后设计出三种不同的桥型方案,以安全、经济、适用、美观为宗旨选择最优方案,再对下部结构和上部结构进行内力分析并计算,最后画出施工配筋图,完成本次设计。
四、工作进度安排
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