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毕业设计(论文)开题报告题目：搞岗高架桥方案比选与施工图设计课题类别：设计√论文□学生姓名：黄筱淇学号：200925020110班级：桥梁0903班专业（全称）：土木工程（桥梁工程方向）指导教师：涂光亚2013年3月1一、本课题设计（研究）的目的：一目的1、通过桥梁毕业设计使学生运用所学的课程系统的训练，以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法；2、通过毕业设计加强和巩固学生大学所学课程内容知识，让他们将大学里所学的知识尽可能的应用于毕业设计中。3、通过毕业设计的实践，理论联系实践，独立完成设计，不断提高分析问题和解决问题的能力；4、通过毕业设计，不断提高查阅文献、计算、绘图、使用桥梁规范和设计手册，编写技术文件，运用电脑等基本技能，树立正确的设计思想，逐步掌握设计原则、设计方法和设计步骤；准守纪律，遵守校规、校纪，严谨负责，实事求是，刻苦钻研，相互协作，勇于创新。5、总而言之，应当：•熟悉桥梁设计的整个过程,加强对规范手册的了解和应用；•掌握桥梁的基本概念，增强综合运用各种所学知识的能力；•提高桥梁结构分析能力和运用电算能力，使用商业软件或者其他计算程序；•提高使用计算机辅助设计（CAD）的水平；•培养独立解决实际问题的能力；•培养严肃认真，一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。二技术标准1．按设计任务书、指导书及桥位河床地质断面图进行设计；2．设计跨径：自行拟定；3．设计荷载：公路Ⅰ级；4.桥梁总长：481.6m5．桥面净宽：2m(人行道)+6×3.75m(六车道)+2m(人行道)6．桥上纵坡为单向1%7．其他的具体要求请见毕业设计指导书。2二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：（根据方案比选中所用到的桥型进行讲述）（一）连续梁桥2.1.1连续梁简介连续梁桥是中等跨径桥梁中的一种常用桥型。两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，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，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。2.1.2连续梁桥发展趋势预应力混凝土连续梁桥是连续梁桥的主要结构形式，以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等优点而成为最富有竞争力的主要桥型之一。随着预应力技术的发展和不断完善，尤其是悬臂、顶推等先进施工方法的出现，更使预应力混凝土连续梁桥如虎添翼而活跃在整个桥梁工程领域，无论是城市桥梁、高架道路、山区高架栈桥，还是跨越江河湖滨的大桥，预应力混凝土连续梁桥都以它独特的魅力而取代其他桥型成为最优方案。另外，从国内外已建成的钢桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土连续梁桥的修建总数来看，预应力混凝土连续梁桥已远远超过半数，充分表现出预应力混凝土连续梁桥的强大生命力。预应力混凝土连续梁桥的主要断面形式是箱形截面。采用预应力混凝土连续箱梁可是跨越能力大大增加，目前在40—150m范围内，预应力混凝土连续箱梁占主导地位。目前我国跨径最大的预应力混凝土连续梁桥为南京长江第二大桥北汊桥，其主跨径为90m+3*165m+90m。（二）刚构连续组合梁桥2.2.1连续刚构桥的简介刚构连续组合梁桥的特点是梁保持连续，墩梁固结。在大跨径连续结构中，减少了大型桥梁支座和养护上的麻烦，减少了桥墩及基础工程的材料用量，使用在较高桥墩的连续结构中。其主要特点有：1、在受力方面，上部结构仍为连续梁特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩徐变、温度变化引起的弹性变形对上部结构内力的影响。桥墩因需要一定柔度，所受弯矩3有所减小，而在墩梁接合处仍有刚构受力特点。2.、墩梁固结有利于悬臂施工，同时也避免更换支座，在结构上常选变截面。3.、伸缩缝设置在连续结构的两端，要求两端的位移量不应相差太大。4、为保证结构的水平稳定性，桥台处通常需设置控制水平位移的挡块2.2.2刚构连续组合梁桥的发展趋势刚构—连续组合梁桥是连续梁桥与连续刚构桥的结合，通常是在一联连续梁桥的中部数孔采用墩梁固结的刚构，边部数孔为设置支座的连续结构。它从结构上又分为在主跨跨中设铰、其余各跨梁连续和全联不设铰的组合梁桥两种形式，后者称为刚构连续组合梁桥。连续刚构桥保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T形刚构不设支座的优点，同时避免了连续梁和T构的缺点，因而在我国发展很快，1988年建成广东番禺洛溪大桥是我国第一座大跨径连续刚构桥，跨径组合为65m+125m+180m+110m，采用双肢薄壁墩；1996年又建成湖北黄石长江大桥，主跨为245m主桥连续长达1060m，特别是1997年建成的广东虎门辅航道桥，跨径组合为150m+270m+150m，建成时跨径居同类第一；重庆石板坡长江大桥复线桥主跨为330米的刚构桥，其中中跨有一部分是钢结构，成为世界上最大跨径的刚构桥。（三）钢管混凝土拱桥2.3.1钢管混凝土拱桥的简介拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。拱桥雨梁桥的区别，不仅在于外形的不同，更重要的是在于受力性质的不同。有力学性质可知，拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力。正是由于水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面生的应力分布与受弯梁的应力相比，较为均匀。因此，可以充分利用主拱圈截面材料强度，使跨越能力增大。钢管混凝土简称为CFST（concreteFilledSteelTube），它属于钢—混凝土组合结构中的一种，主要用于以受压为主的结构。它一方面借助内填混凝土增强钢管臂的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和变形能力。此外，钢管混凝土拱桥尚具有以下几个方面的优点：1．总体性能方面由于钢管混凝土承载能力很大，正常使用极限状态是以应力控制设计，外表不存在混凝土裂缝问题，因为可以使主拱圈截面及其宽度相对减小，这样便可以减小桥面上由承重4结构所占的宽度，提高了中、下承式拱桥的桥面宽度的使用效率。2.施工方面：钢管本身相当于混凝土的外模，它具有强度高质量轻，易于吊装或转体的特点可以先将空管拱肋合拢，再压注管内混凝土，从而大大降低了大跨径混凝土拱桥的施工难度，省去了支模拆模等工序，并可适应先进的泵送混凝土工艺。2.3.2钢管混凝土拱桥的发展趋势在我国，20世纪60年代南昌有色冶金设计研究院在山西省中条山铜矿尾矿输送线的27m跨桁架桥中，应用了钢管混凝土材料，其桁架压杆为外径140mm的钢管混凝土，这是我国在桥梁上部结构中首次采用的钢管混凝土材料。1990年我国第一座钢管混凝土拱桥——四川旺苍大桥建成，它是我国桥梁工作着在拱桥技术方面的努力结晶。由于钢管混凝土结构在桥梁上的应用，同时解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题，因此，钢管混凝土拱桥在我国得到迅速发展。1995年以前我国较少修建跨径大于100m的钢管混凝土拱桥。此后，随着计算理论的完善和施工技术的进步，钢管混凝土拱桥的跨径和数量随时间的推移不断地增大。1995年建成的广东南海三山西大桥，跨径为200m；2000年建成的广东丫髻沙大桥，跨径360m；2005年建成的四川巫山长江大桥，跨径460m。应用钢管混凝土修建的拱桥，根据钢管混凝土的两种材料在受力和施工中的作用，可分为两大类型。一种为钢管内填混凝土，即钢管表皮外露，与核心混凝土共同作为结构的主要受力组成部分，同时也作为施时的劲性骨架，称之为钢管混凝土拱桥。第二种为钢管内填外包混凝土，钢管表皮不外露，钢管作为施工的劲性骨架，先内填混凝土成为钢管混凝土，再挂模板外包混凝土形成断面。钢管材料参与建成后的受力，但不是以使用阶段为控制，而是以施工荷载为控制的，称之为钢管混凝土劲性骨架拱桥。钢管混凝土拱桥在短短的十余年内在中国得到如此迅速的发展，无论是在世界桥梁史上还是在中国桥梁史上都是一个十分特殊的现象。伴随钢管混凝土的大量应用，施工方法、新桥型也相继出现。但是在技术准备并不充分的情况下，如此大规模的应用一种新桥型，是否会带来不良后果，是否会像双曲拱桥一样在如干年后出现大量的维修问题，已引起工程界的关注与争论。中下承式钢管混凝土拱桥高强吊杆与系杆容易由于锈蚀和疲劳引起破断，悬吊桥面刚度，与整体性较差，管内混凝土与钢管的脱粘等问题，已引起工程界与管理部门的警觉。5三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：3.1设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：1.设计的主要内容：按任务书写。2．设计的重点与难点重点：成桥状态下的结构分析；截面的钢筋配置；施工过程结构内力和位移的计算。难点：结构尺寸的合理拟定；施工过程结构受力状态的正确模拟。3、拟采用的途径技术路线：合理选择桥型，正确拟定结构尺寸；根据桥型特点和施工条件，设计合理的施工方案；用桥梁设计软件准确计算整个施工过程及成桥状态的受力；在施工的每一个阶段，充分考虑混凝土的收缩徐变、临时荷载等因素对成桥的影响；计算活载和荷载组合，合理配置钢筋；通过适当的手算来检验电算结果的正确性。4、桥型方案比选在方案比选中主要有以下三项任务：一是拟定桥梁图式，二是编制方案，三是技术经济比较和最优方案的选定。一般选2~3个方案，设计深度相同，进行技术经济比较。3.2方案比选的原则1、安全方面（结构尺寸和构造上）：在强度方面：足够的安全储备；6在刚度方面：控制变形稳定性方面：保持原形状和位置的能力。2、使用上的要求：适用耐久保证在100年的设计基准期内正常使用桥面宽度满足当前以及今后规划年限内的交通流量；利于泄洪，通航（跨河桥）或车辆和行人的通行（旱桥）；桥梁的两端方便于车辆的进入和疏散；考虑综合利用，方便各种管线的搭载。3、经济上的要求：合理的经济选择造价和养护费用综合最省的桥型；遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则；桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益；对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快回收投资的目的。4、施工上的要求：技术先进在因地制宜的前提下，尽可能采用成熟且先进的新结构、新设备、新材料和新工艺。5、美学和景观上的要求：美观着经济的发展、人们生活水平的提高，桥梁美学越来越受到重视。6、环境保护和可持续发展多方面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。3.2设计方案的比选（一）工程概况1．设计荷载：公路Ⅰ级；2.桥梁总长：481.2m3．桥面净宽：2m(人行道)+6×3.75m(六车道)+2m(人行道)4．桥上纵坡为单向2.5%5.此桥位地质为弱风化灰岩地质，左侧与隧道连接，右侧与道路线路连接。7（二）桥型布置方案方案一：采用70m+3*110m+70m的五跨预应力变截面连续梁桥1、该结构的构造该桥设计成两幅桥，每幅桥截面形式一样，桥面宽为0.25m人行道栏杆+2m人行道+3*3.75m行车道+0.5m的防撞栏杆=14m，采用单箱单室截面。箱梁底宽8m，顶板宽14m，支点截面高6.5m，跨中截面高2.75m，采用1.8次抛物线进行拟合，支点截面底板厚为70cm，腹板厚为55cm，跨中截面底板厚为25cm，腹板厚为35cm；顶板厚度沿桥长不变。桥面采用沥青混凝土铺装，厚度为10cm。桥墩采用空心薄臂墩，其斜坡率为50：1，壁厚75cm，墩顶宽为4*8.6m，承台厚3.5m，采用纵横向3*3根桩，桩径1.5m尺寸设计细节：由于桥面净宽：2m(人行道)+6×3.75m(六车道)+2m(人行道)，将此桥分成两幅设计，则一幅桥面净宽为：2m（人行道）+3*3.75m=13.25m，考虑到中央分隔带和人行道栏杆的宽度，取桥面宽为14m。单箱单室截面悬臂端的长度与箱梁底宽之比在1:(2.5-3)之间横向受力状态比较好，故取悬臂长度为3m，箱梁底宽为8m。变截面连续梁桥的其底曲线采用二次抛物线、折线和介于折线与二次抛物线之间的1.5-1.8次抛物线变化形式。此桥采用1.8次抛物线。变截面