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1、毕业设计（论文）开题报告题目 常德沅水特大桥5号桥左幅主桥 施工图设计课题类别：设计论文口学生姓名:学号：200718030114班级：桥梁0701专业（全称）：桥梁工程指导教师：杨美良2011 年 3 月一、本课题设计（研究）的目的：1、通过桥梁毕业设计的系统训练，掌握桥梁的基本理论、基础知识和基本的计算方法; 通过桥梁毕业设计的训练，增强理论联系实际的观念，不断提高分析问题和解决问题的能 力；2、树立正确的设计思想，掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法和步骤。3、在设计过程中熟练掌握AutoCAD，桥梁博士、midas等工程软件，并懂得利用这些 软件解决工程中遇到的实际问题。4、提高计算、
2、绘图、查阅文献、使用规范手册的基本技能，树立严谨负责、实事 求是、刻苦钻研、勇于创新的作风5、本毕业设计采用题目系常德沅水特大桥5号桥左幅主桥施工图设计起始桩号为 K103+350 至 K104+400。6、本课题在设计计算中应严格遵循技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的 基本原则进行，同时应充分考虑美观、环境保护和可持续发展的要求。二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：1连续刚构体系梁桥1.1设计现状连续刚构体系梁桥是梁桥的一种。梁桥作为最简单实用的桥型，在桥梁史上出现得最 早，在中国古代曾被拱桥的光环所湮没，但却是现代桥梁的始作俑者。中国的预应力混凝 土简支梁桥和连续梁桥在二十世
3、纪八十年代以后得到广泛采用，成为长桥和大跨径桥梁的 主要桥型。浙江省瑞安飞云江桥最大跨径62米，桥长1722米，是中国当时最大跨径的预 应力混凝土简支梁公路桥。二十世纪八十年代以来，预应力混凝土连续梁桥成为中国公路 桥梁的重要桥型。1984年建成的湖北省沙洋汉江桥是首座跨径超过100米的连续梁桥，跨 径100米以上的连续梁桥还有广东省广州大桥、江门外海桥、惠州东江桥、湖南省常德沅 江桥、贵州省思南乌江桥、天津市永定新河华北桥、湖北省宜城汉江桥、宜昌乐天溪桥、 江苏省南京长江第二大桥北汊桥等，其中南京长江第二大桥北汊桥的最大跨径达到165米， 外海桥的连续长度达到880米。梁桥可以分为简支梁桥、
4、悬臂梁桥和连续梁桥三种。简支梁桥属于静定结构，受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨度应用最广的桥 型。简支梁桥的结构尺寸易于设计成系列化，标准化，有利于组织大规模预制生产，并利 用起重设备或架桥机架设。可以节约模板，降低劳动强度，缩短工期。国内外中小跨径桥 梁绝大部分采用装配式简支钢梁、混凝土梁或结合梁。但是，简支梁桥在恒载作用下，跨 中弯矩很大，所以简支梁桥跨径不宜做得太大。并且简支梁桥每跨都要设伸缩缝，行车不 平顺，整个桥面的整体性差。在跨径和恒载集度均相同的情况下，简支梁的跨中弯矩值最 大，悬臂梁桥则由于支点负弯矩的存在，是跨中正弯矩显著减少。所以，发展起来了另一 种静定体系的梁式桥一
5、悬臂梁桥。悬臂体系梁桥的布置方式主要有两大类：1.不带挂梁的单孔双悬臂梁桥。这类悬臂梁 桥在桥头两端不设置桥台，而仅设置搭板与路堤相衔接，由于行车时，搭板容易损坏，故 多用作在跨干线的人行桥梁上。2带挂梁的多孔悬臂梁桥。仅在跨中设置挂梁的单悬臂梁 桥，一般做成三跨，其边孔称锚孔；如需设计成多孔悬臂梁桥是，就可以采用双悬臂梁桥, 即从简支梁的两端向外对称各伸出一个悬臂，挂梁每间隔一孔设置，双悬臂梁桥。另外一 种就是T形刚构桥，指的是主梁为跨中设铰或挂梁的多跨刚构桥。它以T型梁为主要承重 结构的梁式桥。在桥上荷载作用产生正弯矩时，梁作成这样上大下小的T形并在下缘配筋 便充分利用了混凝土的抗压强度大
6、和钢筋的高抗拉强度进而比矩形梁桥节省了材料。但同 样，悬臂体系梁桥设有伸缩缝，这对行车平顺造成很大的影响，且挂梁设置的牛脚，由于 是削弱截面，所以对桥度的要求很高，配筋很复杂，养护起来困难。随着交通运输特别是高等级公路的迅速发展，对行车平顺舒适提出来很高的要求。而 多伸缩缝的悬臂梁桥和T形刚构桥均难以满足这个要求，超静定结构连续梁桥以其结构刚 度大、变形小、伸缩缝少和行车平顺舒适等突出优点而得到了迅速的发展。连续梁桥在恒 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，
7、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。预应力混凝土连续刚构桥是连续梁与T形刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁 桥。其结构特点是梁体连续、梁墩固结，既保持了连续来那个无伸缩缝、行车平顺的优点, 有保持了 T形刚构不设支座、不需要体系转换的优点，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向 抗扭刚度，能满足特大跨径桥梁的受力要求。特别是从钢桥的施工方法中引进了悬臂施工, 连续刚构桥的优势更加明显。连续刚构省去了连续梁桥昂贵的大吨位支座，减低了造价， 且不用进行体系转换。1964年原联邦德国建成了主跨为208m的本道夫桥，不仅再一次成功 地显示出悬臂施工方法的优越性，而且在结构上又有新的
8、创新，薄型的主墩与上部结构连 续梁固结，形成了连续-刚构体系。由于高墩时连续刚构体系梁桥，在支座沉降，温度等作 用时会产生巨大的次内力，薄型的主墩使得桥梁在纵桥向方向的抗推刚度降低，各种次内 力的作用明显减少。克服了连续刚构体系梁桥的一个巨大缺点。本桥就是高墩大跨连续刚构桥。我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续刚构桥序号桥名主桥跨径（m）年份1石板坡长江大桥87.75+4x138+330+133.7520062虎门大桥辅航道桥150+ 270+ 15019973苏通大桥辅航道桥140+268+14020084重庆黄花园大桥137+ 3X250+ 13719995黄石长江大桥162.5+3x24
9、5+162.519956江津长江大桥140+ 240+ 1419977重庆咼家花园嘉陵江大桥140+ 240+ 14019978洛溪大桥65+ 125+ 180+ 11019889沅陵沅水大桥85+ 140+ 85+ 4219911.2发展趋势1. 跨径可进一步增大：目前，中国修建的连续刚构桥的热潮人在继续，跨径280m的奉 节长江大桥的设计进行中。在伶仃洋通道横门东航道桥工程中，已提出了跨径318m的连续 刚构方案。可以预计，在不久的将来，跨径300m以上的连续刚构桥必将在中国出现。2. 上部结构不断轻型化：结构的轻型化，可以减少上下部结构的自重和材料用量，可 以减轻对挂蓝的要求。由于采用大
10、吨位锚具、高强混凝土和轻质混凝土，上部结构不断轻 型化，这也是连续刚构桥的发展趋势。3简化预应力束类型。4取消边跨合拢的落地支架：采用合适的边、主跨比，在导梁上合拢边跨，或与引桥 的悬臂连接来实现合拢。在高墩的场合下，取消落地支架有一定的经济效益。 上部结构连续长度的发展5我国的设计者注意到了“少用或不用伸缩缝是最好的伸缩缝”的观点。连续刚构从 洛溪桥65+125+180+110=480的连续长度发展到了重庆黄花园大桥137+3x50+137=1024的连 续长度，是上部结构长度增加到了 2.16倍。在设计中如果再考虑些措施，在条件适宜的情 况下对连续刚构桥而言，其长度可以发展到1200-15
11、00m。2. 矮塔斜拉桥2.1设计现状部分斜拉桥具有斜拉桥和连续梁桥的双重结构特性，是介于具有非常柔性斜拉桥和梁 刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。从结构体系的受力特点来看，国内学者建议称其为“部分斜拉桥”因“部分”一词既可反映与斜拉桥具有相似之处，又存在一定程度上的区 别部分斜拉桥之所以被广泛应用、快速发展源于其合理的结构体系，结构受力清晰、明确, 具有经济、美观、施工方便、适用跨径灵活多变等优点。结构特点分析部分斜拉桥桥塔高度只有斜拉桥桥塔高度的一半左右。边中跨比值与连续梁大致相当。1为了充分利用矮塔的高度，斜拉索全部集中在塔顶通过，将矮塔顶部设置成悬索桥 的索鞍，这样可以取得斜拉索垂直分
12、力的最大效果，最佳地发挥斜拉索对梁体的竖向支承 作用。2因桥塔较矮，其刚度相对较大，塔顶水平位移没有斜拉桥大，因此部分斜拉桥没有 斜拉桥的重要特征构件端锚索，边跨可以有较大的无索区段。3与斜拉桥相比，由于主粱具有一定的刚度，无论是主孔或边孔，梁体上的无索区段 部比较长，除了主孔跨中和边孔端部的无斜索区段之外，部分斜拉桥还具有较明显的塔旁 无斜索区段，斜拉索对称布置在边跨跨中及中跨1/3左右。优越性美学景观特征。部分斜拉桥主梁高度是连续梁桥的1/2左右，具有纤细、柔美的美学 效果，克服了连续梁高度过大带来的压迫感和上下部结构不协调的弊端。桥塔和斜拉的设 置使其具有斜拉桥宏伟、壮观的感觉。跨径布置
13、灵活部分斜拉桥可设计成单塔双跨、双塔3跨和多塔多跨等不同的结构形式 单孔跨径在100300m范围内为宜，部分斜拉桥克服了多塔斜拉桥所带来的刚度不足和各跨 相互影响的弊端，发挥了多跨连续梁桥的优点，无论在单孔跨径和总桥长设计方面均有较 大的选择空间。施工简便。部分斜拉桥的施工方法与连续梁桥基本相同，可采用悬浇法施工。施工中 不必进行斜拉索二次索力调整部分斜拉桥桥塔较矮，桥塔施工也没有斜拉桥桥塔施工复 杂。经济性好。通过国内外已建部分斜拉桥造价分析，该桥型每延米造价与连续粱基本持 平，大大低于斜拉桥造价，具有可观的经济效益。受力原理分析因部分斜拉桥主梁具有一定的刚度，同时斜拉索对主梁产生弹性支承，
14、竖向外荷载由 主梁和斜拉索共同承担，以梁的受弯、受压和索的受拉来承受竖向荷载作用。索对具有一 定刚度的主梁起加劲作用，可以理解为真正意义上的弹性支承连续梁桥。矮塔斜拉桥的分类矮塔斜拉桥根据体外索是否用钢筋混凝土包裹可分为斜板型和斜拉体外索型。世界最 早的矮塔斜拉桥是瑞士的Gan ter桥，是斜板型矮塔斜拉桥，日本最早的矮塔斜拉桥小田原 桥是斜拉体外索型。斜板型（Gan ter桥，瑞士）斜拉体外索型（小田原桥，日本）22发展趋势矮塔斜拉桥的发展有4个方面值得注意：1跨径不断增大。早期建成的矮塔斜拉桥的跨径都不大。预应力混凝土结构的矮塔斜 拉桥，日本最大跨径的是冲原桥和蟹泽大桥，为180 m，菲律
15、宾第二曼达-麦克坦大桥为185 m，国内的兰州小西湖黄河大桥为136 m ;而预应力混凝土与钢的混合结构，最大跨径是日本 的木曾川桥，为275 m。国内目前正在将这一跨径向前推进，在建的山东惠青黄河公路大桥， 是预应力混凝土结构，主跨为220m，而在建的江珠高速荷麻溪特大桥主跨为230 m。对比连 续刚构桥,预应力混凝土结构的矮塔斜拉桥在350 m仍然具有竞争力。2. 主梁结构多元化。主梁结构由早期的预应力混凝土结构发展为混凝土和钢的混合结 构、波形钢腹板的结合梁以及钢桁梁等。日本的木曾川桥和揖斐川桥,是最早采用混凝土和 钢的混合结构矮塔斜拉桥。两座桥的跨径布置分别为(160 + 3 X275 +160)m、(154 + 4 X 271. 5 + 127) m。以木曾川桥为例,275 m的跨，靠近桥塔87. 5 m为预应力混凝土箱梁， 跨中110 m为钢箱梁，接头位置在上翼缘受压的正弯矩区段内。波形钢腹板箱形梁也在日本 早有应用，而应用于矮塔斜拉桥则是在栗东桥和日见桥。主梁的顶板和底板都采用混凝土， 腹板采用制成波浪形的钢板，混凝土板内不配或配有少量的预应力钢筋，而以体外预应力钢 筋为主。波形钢腹板箱梁的特点是可以显著减少结构的自重。3. 主梁结构的轻薄化。主梁的高度是根据受力来确定的，矮塔斜拉桥的主梁内力可以 用斜拉索进行调整，而不
