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1、西安建筑科技大学毕业设计（论文）任务书题 目：风云河公路大桥设计院（系）：土木工程学院 专 业：土木工程姓 名：张凯学 号：100210111指导教师：王天利填表日期：2014年1月16日风云河公路大桥设计一、工程概况1工程名称：风云河公路大桥设计。2建设地点：该桥梁位于一级公路 至 段风云河上。桥梁起点桩号为K1+224, 终点桩号为K1605，桥梁全长381米。（桥梁长度可根据实际情况进行调整，但调整幅度不易太大）。3技术标准：公路等级: 一级公路；（桥面宽度自行设计） 设计地震烈度: 8 度；设计洪水频率: 1/100。4桥址纵断面及地质纵断面：见附图。二、设计资料（一）工程地质、水文及
2、气候情况1. 对桥位处地质状况进行了勘探，探孔布置及桥位处地质纵断面如附图所示。常水位：581.40米；设计洪水位：595.60米；冲刷深度：8.00米；无通航要求。2. 桥位地区场地类别为类。 3桥位地区历年平均气温16.4C，一月平均气温为-3.2C，7月平均温度为28.5 C，极端最高温度42.2 C，极端最低温度-16.8C，历年月平均最高温度35.6C，历年月平均最低温度-7.3C。假设合龙温度为20C。4.该桥地处西北地区，由于沟底较深，沟底坡度角度较大，泄洪通畅，但是洪水流速很高，冲刷能力强，可能对桥梁基础造成危害。5.高程系：1985年国家高程基准。6. 桥面横坡：2%。（二）
3、材料供应1. 混凝土：预应力混凝土主梁及墩采用C50混凝土,其余构件均采C30混凝土。2预应力钢筋：采用钢绞线，其必须符合国家标准预应力混凝土用钢绞线（GB/T 5224-1995）。按国家标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）选用钢绞线规格，抗拉强度标准值fpk=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95x105 Mpa，松弛率为3.5%。3. 锚具：采用OVM1319型锚具；预应力管道：采用波纹管成型。4. 普通钢筋：受力筋为HRB335或HRB400带肋钢筋，其必须符合国家标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499.2-2007）的规定。 构造筋为HPB2
4、35光圆钢筋，其必须符合国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 1499.1-2008）的规定。5钢板、型钢：主要受力构件采用Q345钢，次要构件及板件采用Q235钢，其必须符合国家标准桥梁用结构钢（GB/T 714-2008）、碳素结构钢（GB/T 700-2006）和低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）。6支座：可采用球冠橡胶支座，板式橡胶支座，聚四氟乙烯橡胶支座等等。7伸缩缝：可采用D60型、D80型、D100型、D120型等，毛勒伸缩缝。8基础类型可根据桥位处地质情况自定。当采用桩基础，按摩擦桩进行设计时，施工应严格清底，桩底沉淀层厚度不得大于25cm，灌注桩施工结束后，
5、应对其进行无损检测。 9当地粘土砖、各种料石、砂石资源丰富、价格低廉；各种钢材、水泥也都可以保证供应。10桥面铺装：自行设计（三）施工条件一般施工机具齐全。施工队伍可以满足各种桥梁的技术要求。（注：采用悬臂法施工挂篮参考值：悬浇挂篮自重不得大于1000kN,合拢段施工吊架自重不得大于200kN）。 三、设计任务及要求 毕业设计要求完成以下工作：1. 根据公路等级，分析交通流量和未来发展，确定桥面宽度，桥面铺装。2. 根据所给的桥位地质地形、水文资料和施工条件，按适用、经济、安全、美观原则，至少拟定三个可比性桥型方案。具体包括：桥梁分孔方案；上部结构体系及构件尺寸；下部墩台形式及其尺寸；基础形式
6、及其尺寸；拟采用的施工方案等。绘制每个桥型方案对应的平、立、剖面图。每个方案必须完成3#图1张，共3张。在此基础上可（选）绘制三方案比选图1张，供方案比选时用。3. 从工程数量、材料用量、工程造价、投资来源、施工难易程度、施工力量和结构美观等方面，综合分析比较，推荐出一个最优桥梁方案，作为设计建造方案。4. 对推荐方案进行施工图设计：（1）细化结构及构件的几何尺寸；考虑构件连接方式、配筋方式，孔洞位置等。（2）选择合理可行的建筑材料；确定施工方法。（3）分析施工顺序，分析结构、构件最不利荷载工况或最不利工作阶段；模拟施工过程或至少选定一个最不利施工阶段作为施工控制状态；选成桥营运阶段作为成桥控
7、制状态。（4）根据控制状态建立构件与结构的静力计算简图或动力计算简图（考虑构件安装顺序、连接特点、轴线汇交、刚域设置、质量分布、支座情况等）。 （5）采用手算与电算相结合的方法进行计算（手算无法完成时才许电算）。电算时，建立有限元模型（进行结点编号，单元划分；确定约束条件、材料特性、截面尺寸，质量位置及具体数值等）。（6）计算每个单元的截面特性（面积、惯性矩等）。（7）根据设计荷载等级和控制状态，确定各种作用的具体量值。 （8）计算各种荷载的作用效应：结构重力（构件自重及桥面铺装、附属设备等附加重力）作用下桥梁结构的内力、位移及反力。 基础变位作用下桥梁结构的内力、位移及反力。混凝土收缩及徐变
8、作用效应的考虑或计算（可选）。汽车荷载作用下结构的内力、位移及反力。基本内容有：冲击系数计算；荷载横向分布影响线计算，荷载横向分布系数计算；主梁（或桁片、拱片等）汽车荷载确定；控制截面、控制节点选定；控制截面、控制节点量值影响线计算；最不利荷载布置；最不利荷载效应计算。 人群荷载作用下结构的内力、位移及反力。温度荷载作用下结构的内力、位移及反力。地震作用下桥梁结构的内力、位移及反力。（一般可只考虑桥墩抗震）。基本内容有：考虑桥面系对墩顶的质量贡献；考虑橡胶支座的减振性质；分别建立单墩（多质点）顺桥向抗震计算模型和横桥向抗震计算模型；计算桥墩截面特性（面积、两个方向的惯性矩等）； 分别计算桥墩顺
9、桥向动力特性和桥墩横桥向动力特性； 计算地震作用下桥梁结构的内力、位移及反力（可用振型分解组合反应谱法等方法计算地震作用和地震效应）。（9）按照规范进行荷载效应组合：承载能力极限状态设计的荷载效应组合：基本组合（用于构件截面验算）、偶然组合（用于桥墩抗震）。正常使用极限状态设计的荷载效应组合：作用短期效应组合（用于施工阶段）；作用长期效应组合（用于营运阶段）；分析不同阶段的各个控制截面的最不利（最大和最小）荷载效应，列表。 绘制不同阶段的最不利荷载效应（组合设计值）包络图，作为设计依据。（10）主梁为砼梁时，进行主梁截面配筋设计。 钢筋砼主梁：根据最不利弯矩配置纵向普通钢筋；根据最不利剪力配置
10、弯起钢筋和箍筋。预应力砼主梁：根据最不利弯矩配置预应力钢束和纵向普通钢筋；根据最不利剪力配置弯起钢筋和箍筋。计算预应力损失，已备构件验算使用。（11）主梁为钢梁或钢桁架时，根据最不利内力，进行主梁或桁架构件的截面设计。（12）桥面板配筋计算。 一般可取简化的桥面板模型（简支板或悬臂板），计算桥面板配筋。若为箱形截面，可对截面进行横向计算，配置相应的横向钢筋（即桥面板配筋）。 横向计算时，可视截面为“平面框架”简图；沿桥纵向取1m段计算该“平面框架”各杆单元的截面特性；在截面各腹板下分别设置不动铰支座或可动铰支座（或弹性支座）；选定控制截面，布置结构自重和与控制截面内力相应的最不利汽车荷载；计算
11、出最不利内力；进行横向（行车道板）配筋计算。混凝土梁桥、钢桥、拱桥都需要进行桥面板配筋计算。 （13）钢桥须对节点进行详细设计（构件之间，通常采用节点板-高强螺栓连接方式）。（14）拱桥的主拱圈受压为主，通常按压弯构件设计。（15）对设计好的上部结构主要构件进行强度、刚度与稳定性验算。若不符合要求，则需修改设计或提出修改措施。（16）墩、台设计验算。 分析墩、台承受的荷载情况（结构自重、汽车荷载和地震作用等）；进行荷载效应组合；确定最不利墩、台内力和位移；验算墩、台的强度、刚度与稳定性；进行墩柱延性构造细节设计。（17）基础设计验算。 分析基础承受的荷载情况（结构自重、汽车荷载等）；进行荷载效
12、应组合；确定最不利荷载效应；确定地基容许承载力；进行墩、台基础的承载力验算（对于桩基，可视其实体基础，验算桩尖标高处的地基承载力）；进行墩、台基础的抗倾覆、抗滑动稳定性验算；对于桩基，应验算桩的长度、单桩轴向承载力和单桩的材料强度。若不符合要求，则需修改设计或提出修改措施。（18）根据桥梁所处位置、环境和施工力量配备情况，确定合理可行的施工方案及主要施工程序。（19）画施工图（绘制3#图至少8张）。要求完成的施工图：预应力砼或砼桥：桥墩、桥台、承台、基础构造图或配筋图（3#图2张）；上部结构构造、主梁（支点截面、跨中截面，1/4截面）一般构造图（3#图1张）；预应力钢束和普通钢筋布置图（3#图
13、3张）；局部构造、结点详图或附属结构图（3#图1张）。施工程序图（3#图1张）。钢桥：桥墩、桥台、承台、基础构造图或配筋图（3#图2张）；上部结构构造图、桥面系图、细（局）部构造图、节点构造图、锚固构造图（3#图至少5张）；施工程序图（3#图1张）。可根据推荐方案特点，在上述施工图种类中选择典型施工图精心绘制，用以说明设计成果，为施工提供依据。四、设计成果要求 （一）实习报告（第七周末交）（二）设计说明书应完整地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程；论述充分，条理清晰，叙述准确，简明扼要；书写整齐；计算过程尽可能表格化。设计中存在的问题讨论与总结。设计说明书应包括下列内容：封面，扉页，毕业设
14、计任务书，中英文摘要和关键词，目录，正文，参考文献，附录，致谢。设计说明书的字数应在10000字以上。（三）图纸设计时一律采用符合国家有关制图标准的3#图纸。正确体现设计意图；图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸绘制包括计算机绘制和手工绘制两部分，桥梁方案比选阶段完成设计方案图3套（3-4张）、施工阶段完成结构施工图1套（710张），施工程序图1套（12张），故共提交图纸至少5套（11张），其中至少1张是手画图。五、国家标准及设计参考资料1 交通部. 公路工程技术标准（JTG B01-2003） 北京：人民交通出版社，2002 2 交通部. 公路桥涵设计通用规范（JTG
15、D60-2004）北京：人民交通出版社，20043 交通部. 公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）北京：人民交通出版社，20054 交通部. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）北京：人民交通出版社，20045 交通部. 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）北京：人民交通出版社，20076 交通部. 公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）北京：人民交通出版社，20087 交通部. 公路桥涵施工技术规范 （JTJ41-2000）北京：人民交通出版社，2000 8 国家标准. 道路工程制图标准 （GB 50162-92）北京：人民交通出版社，19929 交通部. 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ 025-86） 人民交通出版社，198610 邵旭东. 桥梁工程（第二版），人民交通出版社，200711 毛瑞祥、程
