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1、一、本课题设计（研究）的目的：（1）通过毕业设计系统地巩固基本理论知识和专业知识，能综合运用所学课程自主创新，培养学生分析问题和解决问题的能力； （2）掌握设计原则、设计方法、步骤，提高计算、绘图、查阅文献、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本技能，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的设计规范、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) 通过桥梁毕业设计，不断提高计算、绘图，查阅文献（包括外文文献），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本技能，了解生产设计的主要内容和要求，掌握设计原则、设计
2、方法、设计步骤；(4) 通过桥梁毕业设计，系统地掌握WORD，CAD，桥梁电算等程序的基本技能，并且可以熟练的运用；二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）及比选方案： （一）.设计现状和发展趋势 桥梁工程在工程规模上约占道路总造价的10%20%，它同时也是保证全线通车的咽喉，特别在战时，即便是高技术战争，桥梁工程仍具有非常重要的地位。随着科学技术的进步和经济社会文化水平的提高，人们对桥梁建筑提出了更高的要求。经过几十年的努力，我国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。桥梁按受力体系可分为一下几种：1. 梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外
3、力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造。对于中、小跨径桥梁，目前在公路上应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种，这种梁桥的结构简单，施工方便，简支梁对地基承载力的要求也不高。2. 拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈和拱肋（拱圈横截面设计成分离形式时称为拱肋）。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，根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）内由荷载所引起的弯矩。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变
4、形都要小得多，鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常采用抗压能力强的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，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的，一般在跨径500m以内均可作为比选方案。但应当注意，为了确保拱桥的安全，下部结构和和体积（特别是桥台）必须能经受住很大的水平推力作用。此外，与梁式桥不同，由于拱圈（或拱肋）在合拢前自身不能维持平衡，因而拱桥在施工过程中的难度和危险性要远大于梁式桥根据近年的实践，钢筋混凝土拱桥自重较大，跨越能力比不上钢拱桥，但是，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，仍被广泛采用，特别是崇山峻岭的我国西
5、南地区。3. 刚构桥刚构桥的主要承重结构是梁（或板）与立柱（或竖墙）整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连结处具有很大的刚性，以承担负弯矩的作用。在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁部主要受弯，但弯矩值较同跨径的简支梁小，梁内还有轴压力，因而其受力状态介于梁桥和拱桥之间，刚架桥跨中的建筑高度可做到很小。但普通钢筋混凝土修建的刚架桥在梁柱刚结处较易产生裂缝，需在该处多配钢筋。刚架桥一般均需承受正负弯矩的交替作用，横截面宜采用箱形截面，连续刚构桥主梁受力与连续梁相近，横截面形式与尺寸也与连续梁基本相同。4. 悬索桥悬索桥（也称吊桥）是用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构，在桥面系竖向荷载作用
6、下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，缆索锚于悬索桥两端的锚碇结构中，为了承受巨大的缆索拉力，锚碇结构需做的很大（重力式锚碇），或者依靠天然完整的岩体来承受水平拉力（隧道式锚碇），缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力，因而悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。5 斜拉桥斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。它的基本受力特点是：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，在通过塔柱基础传至地基，塔柱基本上以受压为主。跨度较大的主梁就像一条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁内的弯矩大大减小。由于同时受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受压构件，斜
7、拉桥属于高次超静定结构，主梁所受弯矩大小与斜拉索的初张力密切相关，存在着一定最优的索力分布，使主梁在各种受力状态下的弯矩（或应力）最小。 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）比选原则： A、所设计的桥梁结构在强度和稳定方面要有足够的安全储备。B、防撞栏杆应具有足够的高度和强度。适用耐久，应保证桥梁在设计基准期内正常使用。桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。桥的外形从任何角度看都应该是优美的，结构布置必须精练，并在空间有和谐的比例。桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求。方案一：（24
8、0）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，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面，与钢筋混凝土相比，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：采用预制拼装法施工，即先预制T型梁，然后用大型机械吊装的一种施工方法。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，线条明快简洁，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：采用悬臂浇筑施工，用单悬臂连续
9、的施工程序，这种方法是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，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： 预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压，不仅充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝土的抗裂性，促使结构轻型化，因而预应力混凝土结构具有比钢筋混凝土结构大得多的跨越能力。 采用空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，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，同时桥梁的运营养护成本在后期较高。施工方法：采用预置装配（先张法）的施工方法，先张法预制构件的制作工艺是在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的
10、张拉，并将其临时固定在张拉台座上，然后按照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的基本施工工艺，待混凝土达到规定强度，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的黏结作用，使构件获得预应力。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，避免超静定梁的复杂问题，行车较舒适。箱形截面抗扭刚度大，可以保证其强度和稳定性，有效的承担正负弯矩，桥梁的结构刚度大，变形小，行车平稳舒适。空心板截面，减轻了自重，而且能充分利用材料，构件外形简单，制作方便，方便施工，施工工期短。美观性构造简单，线条简洁全桥线条简洁明快，与周围环境协调好，因此，桥型美观全桥线条简洁，但桥孔跨
11、度多，因此显得有些繁缛影响桥型美观施工难易等跨径布置，细部尺寸相同，可以重复利用模板预制，施工较为方便。相对简支梁桥的施工要更复杂。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约模板，加快建桥进度，简易经济，但不能充分利用截面作用，基础设计量大。连续梁刚度大，变形小，伸缩缝少，能充分利用高强材料的特性，促使结构轻型化，跨越能力强。充分发挥了高强材料的特性，而且提高了混凝的抗裂性，促使结构轻型化。后期养护成本较高结论：通过经济性、适用性、美观性、施工难易等方面的综合比较，我推荐第一个方案。三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）： 1.重点：1) 方案比选，确定
12、最优方案；2) 拟定主要结构尺寸；3) 选取计算简图，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) 正确选取计算简图，利用电算进行结构内力计算。2) 配筋设计计算及复核。3.研究途径：1) 广泛查阅文献资料；2) 充分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，帮助解决疑难问题。四、设计进度与步骤12年第1719周 开题报告文献综述、外文翻译13年第 34 周 水文计算、方案设计13年第 512周 结构内力计算，内力组合、配筋计算13年第1315周 绘制图纸
13、、点算校核，整理设计说明书13年第 16 周 教师评阅、毕业答辩五、参考文献（一）、规范标准1、公路工程技术标准JTG B01-20032、公路桥涵设计通用规范JTG D60-20043、公路圬工桥涵设计规范JTG D61-20054、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-20045、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-20076、公路桥涵施工技术规范JTJ041-20007、公路工程基本建设项目设计文件编制办法8、公路工程基本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-基本资料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-墩台与基础5、公路桥涵设计手册-桥梁附属构造与支座
