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00二八届毕业设计西江大桥设计学院公路学院专业桥梁工程姓名XXX学号XXX指导教师XXX完成时间年月日2008611二八年六月OO目录第一章西江大桥方案比选3§
1.1述3§
1.2选方案简介4§
1.3案评价6第二章总体设计7§
2.1技术标准7§
2.2设计规范及标准7§
2.
32.3桥梁总体结构形式7§
2.4设计荷载及荷载组合10§
2.5计算模型11§
2.6计算理论14第三章斜拉桥分析16§
3.
13.1成桥阶段索力确定16§
3.2施工阶段分析19§
3.
33.3成桥阶段分析23§
3.4结构验算分析32第四章施工方案简介35致谢37参考文献37第2页共37页第一章方案比选概述§
1.
11.
1.1方案比选原则
1.认真贯彻国家的各项政策、法规,以及国家和部颁标准、规范、规定和办法;
2.使用安全耐久,保养维护方便,行车舒适;
3.技术先进可靠,施工方便、快捷,便于工厂化,标准化施工,确保施工工期;
4.经济上合理适度,上、下部工程投资适当,节省投资;
5.充分考虑堤防要求,满足江堤防洪和跨线的净空的需要;
6.尽量减少拆迁、改线的工程数量、降低投资;
1.
1.2考虑因素
1.地形地貌桥位位于长江两侧,属斜坡浅丘及河流阶地地貌长江两侧为冲洪积河流阶地,阶面高程189〜220m,向西侧延伸为斜坡浅丘地形总体南北两侧高,地面坡度较大,坡角约30〜55,中间为较平缓的长江阶地
2.气象本区位于亚热带温湿季风气候区,常年平均气温
18.4℃,极端最高气温
41.3,极端最低气温-
2.3,最冷月(一月)平均气温
7.5,常年平均降雨量1185mm,多年平均相对湿度79%
3.风况桥位位于长江上游,年平均主导风向以北风为主,平均风速
1.lm/s,最大风速
28.4m/so按交通部《公路桥涵设计规范》(JTJ021-89)中全国风压分布图,桥址位于500Pa等压线上,按《公路桥梁抗风设计指南》,桥梁设计风速考虑如下桥址区100年一遇lOmin设计基本风速为V/
24.052m/s,施工期间采用10年一遇基本风速
19.79m/so
4.地层岩性拟建场地的地层主要为第四系全新统残坡积低液限粘土Q严机、冲洪积低液限粘土、砂土及卵石土Q’a叫长江北岸陡坡处第四系崩坡积的块石土,在两岸斜坡部位有少量基岩出露地表,基岩为侏罗系中统沙溪庙组J2s砂岩、泥岩及泥质粉砂岩、粉沙质泥岩
5.规划道路该路为双向六车道,桥梁为直线桥梁,规划路宽33m通航净空要求为20mX200m比选方案简介§
1.2根据桥位区水文,气象、地质,通航,防洪等建设条件,结合桥梁建设工期,施工条件,桥面宽度,景观要求等实际情况,适宜的桥型为斜拉桥、连续钢构或悬索桥在方案设计时,就双塔斜拉桥、连续钢构及悬索桥进行多方案比较
1.
2.1方案一双塔斜拉桥
1.桥跨布置该方案为双塔三跨双索面斜拉桥,主桥跨布置为40+160+370+160+40=770m,边主跨比为
0.43,塔高
92.5,高跨比1/4,采用半漂浮体系,桥面设双向横坡为2%
2.主梁主梁断面采用钢主梁与混凝土板共同受力的结合梁,拉索锚固处高3m,跨中高
3.422m,桥面宽35m,顺桥向每隔5m设置一道横隔梁
3.索塔索塔包括索塔顶部锚固段、上塔柱、中塔柱、下塔柱和三道横梁索塔顶部锚固段、上塔柱和两道上横梁采用Q370钢,中塔柱为钢-混组合结构,中横梁及下塔柱为预应力钢筋混凝土结构索塔高
92.5m
4.斜拉索该方案采用双索面扇形体系,全桥共设136组斜拉索拉索最大倾角71,最小倾角为25°,斜拉索采用“7mm镀锌高强度低松弛钢丝,匹配相应冷铸锻头锚具顺桥向标准索距为10m,对靠近边跨端头附近的尾索进行加密,索距为
7.5m,2X
3.5m
5.基础承台厚
6.5m,顺桥向32m,横桥向32m采用钻孔灌注桩群桩基础,桩径
2.5m
6.施工方法主桥采用悬臂拼装法施工,引桥为预制拼装法
1.
2.2方案二四跨连续刚构
1.桥跨布置主跨跨径150+270+270+150=740米,边主跨比150/270=
0.
562.主梁采用单箱单室箱形截面,桥面采用双幅桥面,单幅桥面宽17米,中央分隔带宽2米
3.基础基础采用大直径钻孔灌注桩群桩基础桩径
2.5m,桩中心距
5.75m承台为矩形承台,厚为5m,承台尺寸为
26.6X16m,采用C40混凝土桥墩采用双薄壁空心墩,外部尺寸4X9m,壁厚
0.5m
4.施工要点
1.桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工,施工时要对称浇注,应注意立摸高程的合理设置,准确控制悬浇高程,主梁边中跨合拢高差应控制在1cm以内
2.施工后的主梁备用预应力束孔处理如下顶板束孔灌浆封填,底板束孔留下备用,但不穿预应力束
3.箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵,作为箱梁的通气孔采用悬臂拚装法施工
1.
2.3方案三地锚式悬索桥
1.桥跨布置跨径布置为200+600+200=1000m;边跨与主跨跨度比为200/600=
0.33,垂跨比f/L=60/600=l/10o
2.主塔主塔采用门式型混凝土桥塔,桥面以上塔高
66.25m,桥面下设一道横梁塔柱为变截面矩形混凝土塔,外形轮廓尺寸为
4.8〜
6.4m(顺桥向)X5mo
3.加劲梁主梁断面采用扁平钢箱梁的形式,桥面净宽33m,钢横梁桥中线处高
2.80m,顺桥向每隔5nl设置一道
4.吊杆全桥共设长短吊杆81根,吊杆间距12m,由镀锌高强低松弛钢丝束构成
5.锚碇采用重力式锚碇
6.基础采用钻孔灌桩基础,承台厚
6.00m,矩形为24mX24m,有16根桩,桩径
2.5m.
7.施工采用满堂支架施工,先架设主梁,再搭设主缆,悬挂吊杆,成桥方案评价§
1.3根据桥梁设计的原则“适用、经济、安全、美观”及桥型方案应满足结构新颖、受力合理、技术可靠、施工方便的原则对以上三个方案进行评价方案一双塔斜拉桥是斜拉桥体系中采用最为广泛的形式,索面为双索面倾斜布置,具有很好的抗扭、抗风性能索塔顶部拉索锚固区采用钢塔段可以减小基础工程量,提高抗震性桥面体系主梁受轴力和弯矩,支撑体系以拉索受拉和索塔受压为主拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑,从而大大减小了梁内弯矩、使主梁内力分布更加均匀合理,桥梁跨越能力显著增大,斜拉桥是超静定结构,使用性能好主桥桥面连续,无伸缩缝,行车条件好方案二预应力混凝土连续刚构桥结构线条明快流畅,与周围景观搭配协调此桥采用平衡悬臂施工法,由于结构上墩梁固结,为多次超静定,次内力较大为减小次内力的敏感性,必须选择抗压刚度较大,抗推刚度较小的单壁或双壁的薄壁墩,使墩适应梁结构的变形通过加大梁根部梁高,可以使正弯矩减小,主梁大部分承受负弯矩,施工较简单修建时须采用高墩大跨,当墩的高度较矮时将受到限制,对基础要求较严格对连续钢构方案进行了详细的分析计算,分析表明由于边主墩较矮,在恒载、活载及温降工况组合下,虽然采取了边跨配重措施,边跨主墩仍产生巨大的偏心弯矩,边主墩不能满足受力要求若抬高桥面标高加大边主墩高度以改善受力,势必增加引桥长度,经济上无可比性方案三地锚式悬索桥跨越能力大,轻型美观,抗震性能好,但该桥位处受地质条件限制需要巨大的重力式锚碇,占用桥端空间多,而且对施工要求高,满堂支架架设主梁时,影响通航,另外,需建造较高的桥塔,施工难度较大,否则桥塔的景观性差近年来,我国在斜拉桥建设方面取得了突出的成绩,积累了丰富的设计和施工建设经验我国已建和在建的斜拉桥多以混凝土材料为主,钢材选用较少,桥塔材料除南京三桥外基本上也都为混凝土塔,从长远来看,由于混凝土材料拆除
4.钢材钢板梁横梁及防撞护栏立柱采用符合GB.T1591-94要求的低合金钢Q345-D,纵梁采用Q370,防撞护栏横梁采用符合GB/T1591-94要求的低合金钢Q390-Do高强度螺栓应符合GB3077-88的要求,螺母及垫圈应符合GB699-88的要求普通螺栓应符合GB700-88或GB3077-88的要求
5.焊接材料焊接材料应结合焊接工艺,通过焊接工艺评定试验进行选择,保证焊缝性能不低于母材,工艺简单,焊接变形小,所选焊条,焊剂,焊丝均应符合相应国家标准的要求CO2气体保护焊的气体纯度应大于
99.5%6斜拉索钢丝及锚具斜拉索采用直径为7mm的镀锌高强度低松弛钢丝,应符合GB5223-85的要求冷铸锚锚杯及螺母采用40Cr,坯件为锻件,符合YB/T
036.7要求
2.
3.
2.结构形式根据桥位区水文,气象、地质,通航,防洪等建设条件,结合桥梁建设工期,施工条件,桥面宽度,景观要求等实际情况,跨径布置为40(端锚跨)+160(设辅助墩51+109)+370+160+40=770mo方案总体结构形式为采用半飘浮体系主跨Ll=370m,边跨L2=160m,L2/L1=
0.43,且距边跨51m处设一辅助墩,以改善梁的受力性能主桥在索塔处设置
12.5MN的盆式橡胶支座,上游侧为单向支座,下游侧为双向支座,在横向设置6MN的单向支座作为侧向抗风支座,在辅助墩及过渡墩处设置了抗拉400吨、抗压1300吨拉压盆式橡胶支座
1.索塔桥面以上索塔高
92.5米,塔顶拉锁锚固区为钢塔段,采用Q370上塔段采用钢一混凝土的组合材料下塔段采用预应力混凝土,桥面以下承台以上索塔高58米索塔共设三个横梁钢塔段与普通的混凝土索塔相比,体积小,自重轻,抗震性能好;施工方面,采用工厂化加工,易于保证精度,机械化程度高,工期快由于钢截面刚度小,且以受压为主,设计上必须考虑结构局部屈曲和失稳虽然钢索塔本身造价较混凝土索塔高,但其与基础相结合的总造价反而较低,这是因为钢索塔自重轻使基础尺寸较小图钢塔段示意图2-1戈我又学毕业设计(论文)报告纸同时保证了施工质量和经济性共同受力的结合梁形式,主梁断面如图2-2所示下部结构基础均为桩基础主桥桥面铺装采用
0.8cm厚的沥青混凝土铺装桥梁支座采用盆式橡胶支座设计荷载及荷载组合§24设计荷载
2.
4.1恒载(永久荷载)结构自重,二期恒载活载(基本可变荷载)公路I级温度影响力(其他可变荷载)结构整体升温20°C;结构整体降温20°Co支座沉降设三个支座沉降组,每个支座可能沉降取-
0.01m,取沉降组合的最大效应主要荷载组合
2.
4.2根据结构各部分对强度、刚度、稳定性的验算需要,设计中考虑的主要荷载组合见表2-1o组合种类荷载组合内容组合1自重十二期荷载+汽车荷载+支座位移组合2自重十二期荷载+汽车荷载+支座位移+系统升温+风荷载组合3自重十二期荷载+汽车荷载+支座位移+系统降温+风荷载表荷载组合2-1毕业设计(论文)任务书课题名称____________XXX学院(部)__________公路学院专业_____________桥梁工程班级____________21020401学生姓名_____________XXX______________________学号___________2102040102月丝日至月共周
4612.H6指导教师(签字)教学院长(签字)年月日20080424计算模型§
2.
52.
5.
1.建立几何模型模型采用韩国大型土木工程软件Midas Civil
6.71版建立该模型共有309个节点,310个单元主梁和塔柱采用梁单元,拉索采用桁架单元,在做施工阶段分析时,把桁架单元全部替换为索单元进行分析,最后再将索单元转换为桁架单元进行成桥阶段分析材料特性表如表2-2o表材料特性表2-2热膨胀系数名称类型弹性模量(kN/m2)泊松比1/[T]比重kN/m3主梁Q
3902.0600e+
0080.
31.2000e-
0057.6980e+001横梁Q
3452.0600e+
0080.
31.2000e-
0057.6980e+001斜拉索C
503.4554e+
0070.
21.0000e-
0052.5000e+001桥面板c
603.5992e+
0070.
21.0000e-
0052.5000e+001镀锌高强钢拉索
2.0500e+
0020.
31.2000e-
0057.8500e-008丝
2.
5.
2.边界条件索塔的底端采用固端约束,辅助墩和边跨采用一般支撑条件辅助墩和边跨的边支撑约束竖向(即约束Dz),塔梁处采用弹性支撑进行竖向和横向限位
2.
5.
3.荷载定义恒荷载自重为施工阶段程序自动加上,且考虑到梁的加劲肋、横隔板及灯柱等的影响,及等效后钢与混凝土自重换算的原因,自重取本身的
0.501倍二期恒载二期恒载的集度q=61kN/m活载等依据设计要求及《公路桥涵设计通用规范》取值
2.
5.
4.定义施工阶段全桥共定义了21个施工阶段,采用正装分析的方法施工阶段分别定义如下CS0建造桥墩,施工桥塔,塔梁处为临时固结;CS1施加挂篮荷载,吊装桥面板,挂斜拉索17及18;CS2挂篮前移,吊装桥面板,挂斜拉索16及19;毕业设计论文报告纸梁式桥梁结构,如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定以后,结构的恒载内里随之基本确定,无法进行较大的调整;而对于斜拉桥,首先是确定其合理的成桥状态,即合理的线性和内力状态,其中最主要的是斜拉索的初张力斜拉桥静力分析的基本过程大致可以分为以下三步1确定成桥的理想状态,即确定成桥阶段的索力、主梁的内力、位移和桥塔的内力2按照施工过程、方法和计算的需要划分施工阶段3计算确定施工阶段的理想状态,经过多次反复才可以达到成桥阶段的理想状态
2.
6.
2.斜拉桥索力调整理论斜拉桥不仅具有优美的外形,而且具有良好的力学性能,其主要优点在于,恒载作用下斜拉索的索力是可以调整的斜拉桥可以认为是大跨径的体外预应力结构在力学性能方面,当在恒载作用时,斜拉索的作用并不仅仅是弹性支撑,更重要的是它能通过千斤顶主动地施加平衡外荷载的初张力,正是因为斜拉索的索力是可以调整的,斜拉索才可以改变主梁的受力条件活载作用下斜拉索对主梁提供了弹性支撑,使主梁相当于弹性支撑的连续梁由此可见,对于斜拉桥而言,斜拉索的初张力分析是非常重要的张拉斜拉索时,实际上已经将该斜拉索脱离出来单独工作,因为斜拉索的张力和结构的其它部分无关,而只与千斤顶有关,因此在张拉斜拉索时,其初张力效应必须采用隔离体分析设在某个阶段张拉第5号和6号索时,其初张力分别为P5和P6o首先将斜拉索从结构中隔离出来,其内力为初张力P5和P6,而斜拉索对结构的影响可以采用一对反向的集中力作用在桥塔和主梁上,如图2-4所示将主梁和桥塔上的集中力等效为节点荷载,迭加进入右端的荷载向量中,求解结构平衡方程得到结构的位移斜拉桥的调索方法较多,目前较为常用的主要7777/有刚性支撑连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、图调索说明图2-4无应力状态控制法、内力平衡法等1刚性支承连续梁法毕业设计论文报告纸刚性支承连续梁法是指成桥状态下,斜拉桥主梁的弯曲内力和刚性支撑连续梁的内力状态一致因此,可以非常容易地根据连续梁的支承反力确定斜拉索的初张力2零位移法零位移法的出发点是通过索力调整,使成桥状态下主梁和斜拉索交点的位移为零对于满堂支架一次落架的斜拉桥体系,其结果与刚性支承连续梁法的结果基本一致3倒拆和正装法倒拆法是斜拉桥安装计算广泛采用的一种方法,通过倒拆、正装交替计算,确定各施工阶段的安装参数,使结构逐步达到预定的线形和内力状态4无应力控制法无应力控制法分析的基本思路是不计斜拉索的非线性和混凝土收缩徐变的影响,采用完全线性理论对斜拉桥解体,只要保证单元长度和曲率不变,则无论按照何种程序恢复还原后的结构内力和线形将与原结构一致应用这一原理,建立斜拉桥施工阶段和成桥状态的联系本设计中采用以控制主梁线形为主兼顾主塔位移的零位移法,进行斜拉索索力的调整和优化第三章斜拉桥分析成桥阶段索力确定§
3.1斜拉桥索力调整采用以控制主梁线形为主兼顾主塔位移的零位移法,首先根据拟定的截面尺寸和所选材料建立计算模型,为了调索方便,此时模型中的所有索单元均用桁架单元代替,并给桁架单元给了IkN的单位初拉力,施加约束条件,给全桥施加自重和二期恒载运行分析后,利用Midas软件中后处理阶段中的未知荷载系数模块,设置主梁和主塔的控制参数,根据初步给出的未知荷载系数和主梁线形、主塔位移的控制结果,手动对未知荷载系数进行调整,调整时按照以线形即控制条件为目标的原则进行调整为了保证桥梁的线型与受力,在自重与二期恒载作用下主梁线型和主塔变位必须控制在一定范围内,从而确定出拉索的初拉力进行索力调整时选取主梁上的点作为约束条件,由于结构为对称结构,所以只要求约束结构的一半,所选的部分参数控制情况如表3-2表约束条件及参数控制情况表3-2所约束节所在位置控制参数限值理论控制值m主梁166Dz-
0.007主梁167Dz-
0.012主梁168Dz-
0.013主梁169Dz-
0.02主梁170Dz-
0.014主梁171Dz-
0.018主梁172Dz-
0.013主梁173Dz-
0.02主梁174Dz-
0.02主梁175Dz-
0.016主梁176Dz-
0.019主梁177Dz-
0.019主梁178Dz-
0.02主梁179Dz-
0.019主梁180Dz-
0.015主梁181Dz-
0.015主梁182Dz-
0.02主梁183Dz-
0.018主梁184Dz-
0.018主梁185Dz-
0.02主梁186Dz-
0.017主梁187Dz-
0.02MIDAS/CivilPOST-PROCESSORBEAM DIAGRAM弯矩-y
5.75529e+
0044.50483e+
0043.25437e+
0042.00391e+
0047.53455e+
0030.00000e+0001-
1.74746e+004--
2.99792e+004-
4.24838e+004r-
5.49884e+004-
6.74930e-t-004-
7.99976e+004L Q.J系数=
1.8001E+001CB:恒载MAX61MIN78文件细化单元版一成~单位kN*m日期06/06/2008表示一方向X:
0.000*Y:-
1.0001Z:
0.000图主梁弯矩3-2施工阶段分析§
3.2施工阶段的计算方法有正装法和倒拆法等,本设计中采用正装法进行分析
3.
2.1施工阶段受力与变形分析斜拉桥是高次超静定结构,施工期间随着拉索的张拉及主梁的架设,斜拉桥体系中的内力不断的发生变化为保证成桥后的线形,需要对结构进行实时监控,调整体系中出现的不利情况因此,分析施工阶段斜拉桥体系的内力对保证施工阶段的安全乃至成桥后的安全使用起着至关重要的作用进行施工阶段分析时,需修改单元参数,把求得的桁架单元的未知荷载系数作为初拉力赋予索单元,用只受拉的索单元替换桁架单元确定桥梁的施工方法,划分施工阶段每挂一根索,就把成桥阶段所确定的拉索未知荷载系数当成初拉力赋予对应的斜拉索采用无挂篮悬臂拼装的施工方法,全桥共划分为21个施工阶段,从主塔的施工(CSO)到合龙后二期恒载的施加(CS20)o经分析,在CSO阶段(即裸塔阶段),钢塔无拉索的约束,处于裸塔阶段其中索塔受最大压应力
22.66Mpa,最不利的受力部位发生在上塔柱与第二上横梁结合处,最大拉应力
3.13Mpa,最不利的受力部位发生在混凝土中横梁与中塔柱结合处在CS20阶段,全桥已合龙,并给成桥后的结构体系施加二期恒载内力最大单元使用应力均小于容许应力,此时结构的变形就是原来的控制线形,跨中60节点上拱
3.6cm,符合设计要求,结构安全找出施工阶段弯矩或轴力最大的单元进行应力验算对比材料的容许应力,可知各个施工的使用应力远远小于容许应力,结构安全选取主跨跨中节点
(60),边跨跨中节点
(35),塔顶节点
(244)等特殊点进行位移验算以上各控制性节点在各施工阶段的变位如图3-3o各施工阶段主梁和塔的最大变位满足要求施工阶段关曜点变变位图
0.
170.
120.
070.02-
0.03-
0.08-
0.13-
0.18-
0.23-
0.28-
0.33-
0.38-
0.43-
0.48-
0.53-
0.58-
0.63工吊匕工匕匕匕施工阶段/步骤(阶段:步骤)工匕比M匕比三匕工图特殊点在各施工阶段下的变形图
3.3各施工荷载合计下,各个施工阶段中的最大的变形如图3-4,发生的最大变形为
58.8cm.oMIDAS/CivilPOST-PROCESSORDISPLACEMENT分析结果
5.88802e-
0015.35275e-
0014.81747e-
0014.28220e-
0013.74692e-
0013.21165e-
0012.67637e-
0012.14110e-
0011.60582e-
0011.07055e-
0015.35275e-
0020.00000e4-000系数=
5.9188E4-001STAGE CS2OCS开始MAX:60MIN£1文件08单位m日期06/01/2008表示一方向11^s10srslrlllssrllsrlla1EXl3
一、设计内容(论文阐述的问题)、方案比选
1、推荐方案的桥型布置、一般构造、预应力体系、施工方案
2、施工阶段、使用阶段各种作用效应计算
3、承载能力极限状态组合、正常使用极限状态组合、弹性阶段截面4应力组合、持久状况、短暂状况、偶然状况验算
5、绘制上部结构的一般构造图、钢结构构造图及施工示意图
6、编写设计计算书7
二、设计原始资料(实验、研究方案)(-)设计条件、桥梁跨径布置自行确定
1、设计荷载公路一级
2、桥面宽度(双幅)净一(防撞拦)32X15m+
2.0m+2X
0.5m、桥面横坡42%o、通航要求
520.0mX200mo、桥梁为直线桥,竖曲线自行确定
6、材料钢材采用;混凝土号;预应力钢筋7Q345,Q37050钢绞线,极限强度非预应力钢筋直径三的用1860MPa;12mm级螺纹钢筋,直径<的用级光圆钢筋;锚具锚或H12mm IHVM OVM锚
三、设计完成后提交的文件和图表(论文完成后提交的文件)(-)计算说明书部分设计计算书一套由中、英文摘要、设计说明、计算内容三部分组成摘要要写清设计概况及主要内容,设计说明要写清设计背景、技术指标、采用的规范标准、使用的材料、设计要点、施工方法计算内容的基本原理、公式、参数取值或来源,以及内附主桥上部结构施工阶段索单元分析
3.
2.2由于斜拉桥是高次超静定结构,每一次张拉新的拉索对原来已有的拉索会产生影响,斜拉桥的结构体系不断的变化着,所以同一拉索的索力在不同施工阶段有不同的索力为了保证施工阶段的顺利进行,拉索在各施工阶段的索力不能为负值,也不能过大经计算分析,各拉索在施工阶段受拉,拉索在所有施工阶段中的最大索力如下表3-5表拉索在施工阶段中的最大受力表3-5施工阶段最大索最大索力所在施施工阶段最大索最大索力所在施拉索拉索力工阶段力工阶段kN kN拉索拉索17203CS20182262CS20拉索拉索26996CS20192814CS9拉索35813CS20拉索203458CS20拉索拉索45061CS14214059CS20拉索拉索54915CS13224287CS20拉索拉索64778CS12234317CS20拉索拉索74636CS11244513CS20拉索拉索84872CS10254725CS20拉索拉索94818CS9264828CS20拉索拉索104590CS20274968CS20拉索拉索114560CS20285078CS20拉索拉索124385CS20295269CS20拉索拉索134278CS20305388CS20拉索144031CS20拉索315626CS20拉索拉索153373CS20325963CS20拉索拉索162846CS9336416CS20拉索172299CS20拉索347158CS20图3-5以拉索3,7,13,19,24,29,34为例给出了拉索在各个施工期间索力的变化情况:二匕———————————匕寸二寸匕匕匕部分拉索在各工况下的应力图令武7*N0就34kN□口kNQ武29kNO就24kN兴武19kN曲武13kN施工阶段/步骤阶段:步骤)图部分拉索在不同施工阶段应力变化图3-5从以上分析可知,在各个施工阶段,钢构件应力远远小于容许应力,应力也符合要求,故结构安全由变形可看出,最大变形发生在主跨跨中节点,为
58.8cm,是跨径的1/629V1/400slosusdzsus_Isdmsu s1:SIMSUSI:9SUswsu JS8SU s_J:6sloFUsi:S-IKFU sl:mlsuS1:1SI:SFUSI:9FUsl:nsus_1WFU STOCU61成桥阶段分析§
3.
33.
3.1成桥阶段恒载状态分析成桥阶段,在自重和二期恒载的作用下,主梁的最大弯矩为
57552.9kN・m,发生在跨中;最小弯矩为-
79997.6kN-m,发生在塔梁结合处主塔的最大弯矩为
15920.9kN-m,发生在钢塔与钢一混凝土组合塔段的结合处和下横梁处;最小弯矩为-14586kN-m,发生在下塔段底部恒载作用下钢索塔及主梁弯矩图如图3-6oMIDAS/CivilPOSTPROCESSORDISPLACEMENT分析结G
3.
3.2成桥阶段移动荷载分析■
3.59679e-
0013.2698le-
0012.94283C-
0012.61585e-001移动荷载分析是指沿着车——
2.28886e-001l.%188c
0011.63490e-001辆荷载的移动路径,对车辆移
1.30792—
0019.80942c-
0026.53961e-
0023.26981ao02动的全部过程进行结构分析,
0.00000e+000求出各位置的最大、最小内力MVall:移动荷载值根据要求在模型中定义了MAX:131MIN:5___________________文件侬化单元版•成〜电位;m六个车道,采用《公路工程技U期二06/07/2008表示•方向X:
0.483术标准》JTG B01-2003,车道Z:
0.259图车道荷载作用下塔梁位移图荷载定义为公路一级3-7由位移包络图3-7可知,在移动荷载作用下,主梁上主跨跨中竖向位移最大,上拱
35.9cm主塔背向主跨塔顶水平位移接近
7.3cm钢主梁在汽车荷载作用下的最大竖向挠度小于L/40083cm,其变形满足要求
3.
3.3成桥阶段温度和支座沉降影响下的内力分析考虑的温度变化情况有系统升温20℃;整体降温20℃其受力图如图3-8,3-9MIDAS/CivilPOSTPROCESSORBEAMDIAGRAMWHl-y
1.29346e+005・
1.00602e^
0057.18588e+004——
4.31153e^
0041.43718e^004i
0.00000e+000・
4.311535004•
7.1B588C+004-
1.00602e4-005-
1.29346e»005-l.S8089e+00S秘=
1.5824E002ST:系统升温MAX:860MIN:841文件金化电八坂•丽-WJ:kN*m日期06/07/2008表示一方向图主梁上缘升温梁单元图3-820℃MyMIOAS/GvllPOSTPROCESSORBEAMDIAGRAMl.S8089e4-00S L2934—
0051.00602c^
0057.18S88e+
0044.31153e*0O4O.OOOOOe^OOO-
1.43718e4-004-
4.311536^004・
7.18588c+004•1,00602—005-
1.29346C005■
1.5B0B9c+005系数=
1.S824E+002ST泉统MAX:841MIN S60文件如化单元版•成~S位kN*mRMfl06/07/2008X
0.000Z
0.000图主梁上缘降温梁单元图3-920℃My在模型中,每个支座处设置了一个支座沉降组,全桥共三个支座沉降组,每个沉降组都考虑了可能发生1cm的沉降,程序自动计算出每一个或几个沉降发生时,对结构产生的最大的影响支座沉降下的受力图如图3-10综合分析各工况状态下的内力、位移及应力信息,得出以下结论在温度、车道荷载及支座沉降对结构体系的影响中,温度作用产生的响应较后两者的大MIDAS/CivllPOSTPROCESSORBEAMDIAGRAM弯走,
2.52452cM•
0032.
2950250032.
0655250031.
8360250031.60651e+
0031.37701e+
0031.1475le+
0039.18008—
0026.88506e+
0024.59004C4-
0022.29502—
0020.00000e+000SMmax:MAX:753MIN:95文件细化m元版・丘单位kN*mR期06/07/2008表示•方向X:
0.000Y-
1.000Z:
0.000图支座沉降图3-10Mv
3.
3.4成桥阶段荷载组合下的内力分析选取主梁的中点,四分点,八分点等节点进行主梁内力分析对索塔分析时,在下塔柱,中塔柱及索塔顶部锚固段选取节点进行分析由于结构对称,故只选取结构的一半进行分析各种荷载组合下代表性的单元内力如下表3-6至表3-14•组合一(自重+二期荷载+汽车荷载+支座位移)表组合一下的主梁内力表3-6主梁单元号荷载位置轴向()剪力弯矩kN-z kN-y kN•m边跨组合一1
[28]-
40500.1-
716.
8713773.228处1/8组合一J
[29]-
40500.
15184.
025051.99边跨组合一1
[30]-
60189.6-
77.
6316342.8330处1/4组合一J
[31]-
60189.
65851.63-
433.33边跨组合一3/81
[32]-
75893.7-
2.
9717829.5332处组合一J
[33]-
75893.
75460.59-
2735.75边跨组合一1
[34]-
91854.3-
871.
2510546.7934处1/2组合一J
[35]-
91854.
35021.
951782.95边跨组合一1
[36]-105750-
1024.
8510527.0536处1/2组合一JI37]-
1057504895.
38451.37边跨组合」IL38J-116756-
1254.
35460.6238处3/4组合一J
[39]-
1167564706.15-
2603.52边跨组合一7/81
[40]-124618-
2012.
531368.9840处组合一J
[41]-
1246183972.
851084.93中跨组合」1145]-116260-
2954.88-
4202.9945处1/8组合一J
[46]-
1162602958.
745013.16中跨组合一1
[50]-
85035.3-
3121.23-
1488.6450处1/4组合一J
[51]-
85035.
32700.
0210401.76中跨组合.1
[54]-
48554.7-
3467.
341674.2154处3/8组合一J
[55]-
48554.
72306.
3718068.06中跨组合一1
[59]
4934.88-
2280.28-
2780.5759处1/2组合一J
[60]
4934.
881162.
767341.41表组合一下的主塔内力表3-7单元荷载位置轴向剪力弯矩弯矩kN-zkN-ykN•m-zkN•m索塔组合一1
[13]-122142-
215.
5424539.
7977643.811下部组合一J[l]-145330-
215.
5462228.21-122386下横组合一1
[15]
46495.
5811494.44-
8197.
392939.5113梁处组合一J
[13]
46495.
5812761.89-
61855.
24373.26下横组合一1
[17]
46495.
587167.
81144336.7-
1621.9215梁处组合一J
[15]
46495.
5811494.44-
8197.
392939.51索塔组合一IR3]-
109117646.
4417570.
5111729.8321中部组合一J
[13]-
110008646.
4417460.3-
2400.67索塔组合一1
[234]-
103515737.
49763.28-
16012.3103中部组合一J
[23]-
109303737.
417570.
5111729.83索塔组合一1
[240]-
101181017.
093717.27-22346110上部组合一J
[262]-
10167.
31017.
093833.9-
16132.8组合一索塔1
[267]-
43666.
51434.
4912565.
777503.3140上部组合一J
[268]-
43715.
81434.
4914249.
6910480.12表组合一下的拉索单元内力表3-8内力-1何载拉索拉索单元内力单元内力内力kN-J kN-I kN-J kN组合一217拉索
16923.
86881.042200拉索
184245.
5174220.549组合一218拉索
26795.
46753.69201拉索
194026.
0333999.252组合一219拉索
36578.
76537.939202拉索
204068.
6044040.529组合一220拉索
46499.
06459.328203拉索
214190.
0454160.674组合一221拉索
56426.
86388.148204拉索
224451.
0254420.618组合一拉索拉索
22266342.
66304.
99205234665.
4534634.01组合一223拉索
76129.
76093.148206拉索
245119.
2455086.766组合一224拉索
85934.
05898.433207拉索
255464.
4375430.923组合二拉索拉索
21826771.
336729.
53201194076.
2214049.44组合二拉索拉索
21936588.
096547.
32202204068.
6024040.526组合二拉索拉索
22046544.
866505.
13203214180.
7954151.424组合二拉索拉索
22156482.
006443.
30204224441.
6824411.276组合二拉索拉索
22266381.
926344.
26205234659.
3384627.895组合二拉索拉索
22376147.
396110.
76206245114.
9365082.457组合二拉索拉索
22485950.
395914.
81207255459.
2215425.707组合二拉索拉索
22595838.
905804.
35208265629.
0995594.549组合二拉索拉索
2265371.
955338.
44209275886.
3665850.78组合二拉索拉索
227115176.
455143.
97210286099.
8936063.27组合二拉索拉索
2284781.
544750.
10211296364.
6276326.969组合二拉索拉索
2294482.
374451.
96212306449.
5796410.885组合二拉索拉索
2304248.
314218.
94213316595.
3836555.652组合二拉索拉索
2313985.
233957.
16214326695.
7426654.975组合二拉索拉索
2324053.
444026.
66215336739.
0916697.289组合二拉索拉索
2334445.
824420.
85216346946.
2596903.421MIDAS/CivilPOST-PROCESSORDEFORMEDSHAPE结果X-DIR=
8.653E-002NODE=243Y-D1R=
9.074E-003NODE=303Z-DIR=
2.264E-001NODE=60COMB.=
2.264E-001NODE=
601.539E+002CBmax:恒+活+支+〜MAX:60MIN:35m708单位m表示-方向X:-
0.483日期06/08/2008图组合二结构位移图3-12组合二下变形如图3-12o由变形图可知,主梁上中跨跨中节点60位移最大,在组合二下上拱
22.6cm,主塔向主跨侧倾斜约
8.6cm•组合三(恒载+支座沉降+车道荷载+系统降温+风荷载)表组合三下的主梁内力表3-12主梁单元号荷载位置轴向剪力弯矩kN-z kN-y kN*m边跨处281/8组合三1
[28]-
31666.4-
1100.
37167.84组合三J
[29]-
31666.
44800.
592280.93组合三1
[30]-
51190.8-
370.
5616670.86边跨处301/4组合三J
[31]-
51190.
85558.72824组合三1
[32]-
59177.5-
188.
4613804.12边跨处323/8组合三J
[33]-
59177.
55275.09-
4906.21组合三1
[34]-
74995.9-
957.
069578.65边跨处341/2组合三J
[35]-
74995.
94936.
141672.92组合三1
[36]-
88812.9-
1046.
2110748.47边跨处361/2组合三J
[37]-
88812.
94874.
02886.39组合三1138]-
99839.6-
1298.
556157.01边跨处383/4组合三J
[39]-
99839.
64661.91-
1464.69组合三1
[40]-107654-
1971.
922944.03边跨处407/8组合三J
[41]-
1076544013.
452253.94组合三1
[45]-
95299.8-
2912.39-
3962.25中跨处451/8组合三J
[46]-
95299.
83001.
234828.97组合三1
[50]-
64025.5-
3125.22-
2273.38中跨处501/4组合三J
[51]-
64025.
52696.
029656.97组合三1
[54]-
27433.4-
3538.
351689.58中跨处543/8组合二J
[55]-
27433.
42235.
3518793.57组合三1
[59]
25895.85-
2280.
281848.49中跨处591/2组合三J
[60]
25895.
851162.
7611970.48表组合三下的主塔内力表3-13单元荷载位置轴向剪力弯矩kN-z kN-y kN•m索塔下组合三1
[13]-
122168.1-
2428.
3243660.271部组合三J[l]-
145356.4-
2428.
32212507.79下横梁组合三1
[15]
60972.
7211873.69-
28554.5113处组合三J
[13]
60972.
7213141.14-
84100.99下横梁组合三1
[17]
60972.
727547.
05130426.7515处组合三J
[15]
60972.
7211873.69-
28554.51索塔中组合三1
[23]-
111222.
82126.
295511.9621部组合三J
[13]-
112113.
32126.29-
3673.1索塔中组合三1|234]-
102812.
7938.
275711.35103部组合三J
[23]-
108601.
3938.
275511.96索塔上组合三1101
[240]-
10123.
76894.
073759.2施工程序示意图,主要作用效应图、组合包络图、验算结果以及施工阶段包络图、施工预抛高等(-)图纸部分、桥梁方案比选图(包括纵、横断面)
1、推荐方案总体布置图(包括立面、平面、横断面)
2、主梁一般构造图
3、主塔一般构造图
4、桥梁施工程序示意图5
四、毕业设计(论文)进程安排序号设计(论文)各阶段名称日期(教学周)19方案比选2桥型布置、主梁尺寸拟定103结构建模114结构内力计算12~135验算、调整14~156结构稳定与动力分析167绘制图纸178设计说明书、英文翻译189准备答辩19
五、主要参考资料
1、叶见曙.结构设计原理[M].北京人民交通出版社,
1997.
2、范立础.桥梁工程[M].北京人民交通出版社,
2000.
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2004.部组合三J
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10173.
09894.
074127.27索塔上组合三1
[267]-
43624.
61146813926.72140部组合三J
[268]-
43673.
94146815542.16表组合三下的拉索单元内力表3-14内力-I荷载单元拉索单元拉索内力内力内力kN-J kN-I kN-J kN组合三拉索拉索
21716978.
656935.
816200184077.
374052.402组合三218拉索
26820.
076778.27201拉索
193975.
8543949.073组合三219拉索
36569.
616528.843202拉索
204068.
6214040.546组合三拉索拉索
22046453.
426413.
689203214199.
3094169.938组合三221拉索
56371.
786333.093204拉索
224460.
3874429.98组合三拉索拉索
22266303.
476265.
821205234671.
5884640.145组合三223拉索
76112.
356075.733206拉索
245123.
5765091.098组合三224拉索
85918.
185882.598207拉索
255469.
6765436.161组合三225拉索
95755.
065720.51208拉索
265646.
5465611.995组合三226拉索
105281.
655248.145209拉索
275914.
2785878.692组合三227拉索
115107.
845075.37210拉索
286138.
8216102.198组合三228拉索
124748.
084716.639211拉索
296411.
0286373.37组合三229拉索
134485.
454455.051212拉索
306494.
6666455.972组合三230拉索
144275.
874246.504213拉索
316624.
2276584.497组合三231拉索
153991.
993963.923214拉索
326687.
0236646.256组合三拉索拉索
232163949.
073922.
297215336665.
9036624.101组合三233拉索
174049.
394024.428216拉索
346778.
416735.572组合三下变形如图3-13MIDAS/CivilPOST-PROCESSORDEFORMEDSHAPE分析结果X-DIR=
1.240E-001NODE-244Y-DIR=
1.313E-002NODE=272Z-DIR«*
1.067E-001NODE=58COMB.=
1.417E-001NODE-244码二
2.460E+002CBmax:恒+活+支+〜MAX244MIN三1文件08单位m BHS_06/08/2008表示一方向X:-
0.483/丫-
0.837Z:
0.259图组合三结构位移图3-13毕业设计(论文)报告纸由变位图知,主跨60节点位移最大,最大下挠
33.2cm,主塔向主跨侧倾斜约
12.4cmo结构验算分析§34以组合一作用为例,对结构各部分进行应力验算和变形验算并对全桥进行稳定和抗风验算力验算
3.
4.
1.组合一作用下主梁最大应力为12」MPa,发生在梁与塔结合处由于主梁所用材料为Q370钢,屈服强度为370Mpa,容许应力取210MPa,由以上计算可知组合一下使用应力远远小于容许应力在组合一作用下,主塔最大应力为172Mpa,发生在上塔柱底端,钢索塔采用Q370钢,容许应力取210Mpa,满足容许应力要求拉索在组合一作用下,端索受力最大,受力满足设计要求各个拉索的受力如图3-140MIDAS/CivilPOST-PROCESSORTRUSSSTRESS
5.15575eX
24.95512e+
0024.75449e+OO
24.55386eOO
24.35323c+OO
24.1526Oe+OO
23.95196e^OO23・75133c+OO
23.55O7Oe+OO
23.35OO7e4-OO
23.14944eOO
22.94881C4-002CBmax:怛+活+支〜MAX:251MIN2310830:N/mm人2旦期06/08/2008X
0.000*LZ
0.000图组合一拉索内力图3-14变形验算342组合一作用下,主跨最大变形为上拱15cm,边跨最大变形为上拱
4.8cm,符合变形要求此处仅以组合一为例进行验算说明在其它荷载组合作用下,通过验算分析,应力和变形均符合设计要求结构稳定验算
3.
4.
3.全桥一阶屈曲模态的稳定系数为
64.88,大于《JTJ027-96公路斜拉桥设计规范》规定的斜拉桥稳定系数值4,故全桥稳定验算满足要求结构抗风验算
3.
4.
4.主跨L=370m,梁宽B=35m,桥高Z=3m,主梁质量m=
2.73X10kg/m,面积A=
6.64m2,回转半径r=
10.93m成桥状态动力特性表如下表成桥阶段的动力特性表3-15模态号频率周期振型描述cycle/sec sec主跨正对称竖弯
10.
8914691.121745主跨反对称竖弯
21.
1080080.902521主塔反向侧弯
31.
4887820.671690主跨正对称侧弯
41.
4926800.669936主跨反对称竖弯主塔同向侧弯
51.
7177200.582167边跨反对称竖弯
61.
8138590.551311边跨正对称竖弯
72.
1423490.466777主梁反对称竖弯主塔同向侧弯
82.
3750490.421044主梁正对称竖弯
92.
5330620.394779主跨正对称扭转
102.
7255870.3668931)基本风速根据提供的资料,取桥址处的基本风速为九=
24.052m/s2)桥梁设计基准风速桥址处的地面粗糙度类型为II类(a=
0.16),桥面高度Z=170m,按照公路抗风设计指南的表
3.
3.3,4=
1.58设计基准风速为%=•%=L58X
24.052=
38.002H/S27300结构物与空气的密度比从==7ipb^=
28.423)颤振临界风速风速脉动修正系数勺.=
1.295正对称扭转基频力=
2.73平板的颤振临界风速%,=
2.5小・%・£・3=35=
210.36/71/5桥梁的颤振临界风速%=7=
0.7x1x
210.36=
147.25m/54)颤振检验风速[匕]=
1.2•勺=
1.2x
1.295x
38.002=
59.055m/s因为%〉[%],所以基本满足抗风稳定要求第四章施工方案简述全桥施工总体思路如下
1、首先施工基础和索塔;
2、安装0#段钢主梁加载横梁集中荷载,钢梁与索塔间临时固结,初张17#,18#斜拉索;(张拉力适当加大,以使支点处钢梁下翼缘储备一定拉应力)
3、安装17#,18#斜拉索间的混凝土预置桥面板,二次张拉17#,18#斜拉索以承担部分混凝土预置桥面板重量(混凝土预置桥面板的安装比钢梁节段的安装推迟半个节段,以避免施工荷载给混凝土预置桥面板在斜拉索吊点位置带来拉应力)
4、现浇混凝土桥面板湿接缝,使之能与钢梁共同受力,三次张拉17#,18#斜拉索使钢梁和混凝土板间应力分布合理
5、移动吊机安装1#钢主梁,初张16#,19#斜拉索
6、重复以上主梁安装过程,至合拢
7、取消塔梁临时固结,改为竖向支撑
8、上二期恒载,施工完成施工时,通过对拉索的张拉调整索力和桥面标高为了减少索塔和主梁承受的不平衡弯矩、扭矩及方便施工,应尽量采用索塔两侧平衡,对称,同步张拉或相差一个数量吨位的张拉施工法在施工时,应考虑长索的非线性影响,大伸长量及相应各种因素的影响对拉索进行分期分批张拉,使结构在各施工阶段的内力较合理,梁和塔的受力处于大致平衡状态,即梁塔只承受轴力和数值不大的弯矩斜拉桥是高次超静定结构,施工方案对结构体的设计甚至成桥后的受力有很大的影响因此在施工阶段应进行控制与调整,除了保证各部位几何尺寸正确外,还应进行索塔局部量测系统的控制,避免误差的累计为了便于施工控制与调整,须进行变形测试,应力测试和温度测试施工控制通常指对拉索张拉力的调整控制和对主梁标高的控制,以满足成桥阶段的内力与外形要求,但二者同时控制很难实现在主梁悬臂架设阶段,以主梁标高控制为主;在二期恒载施工时,为保证结构的整体内力和变形处于理想状态,拉索张拉时以索力控制为主下部结构采用钻孔灌注桩基础,具体布置形式详见总体布置图施工承台及梁下混凝土段的桥塔时,要注意大体积混凝土浇注中产生的水化热的影响在作钢塔和混凝土连接时要做好监控工作,严格处理好钢塔与混凝土塔的衔接,保证施工质量钢索塔架设完毕后,安装挂篮,进行钢箱梁的吊装,并张拉拉索此时要做好控制和测量工作,每架设一次钢梁和张拉一次拉索都要对主塔和悬臂端等重要控制位置作一次测量,与计算控制值作比较,发现问题及时研究解决方案,及时处理最后合龙主跨,做桥面铺装,安装护栏、灯柱致谢首先我非常感谢老师对我毕业设计的指导王老师渊博的知识和耐心认真地讲解使我XXX在设计过程中学到很多东西,并为我以后的学习生活树立了榜样时光如梭,转眼间大学四年的生活就要结束了短短一个月的毕业设计时间,也将构成我大学期间最为灿烂的一章从最初对斜拉桥的一般性了解到现在设计的完成,其间经历了许许多多的挫折,自己翻阅了大量斜拉桥方面的相关论文资料,每遇到问题王老师耐心细致的讲解,使我拓展了知识面,并不断的前进这次毕业设计是对我以往学习总结,也为我以后如何工作学习指明了方向由于时间较为短促,设计中还有许多地方需要完善,许多的细节还要认真考虑,但是从这一过程中我收获很多,发现了自己以往学习中很多问题和知识上的缺漏,这有待于在进一步的学习过程中解决思索的过程是痛苦的,但收获却是丰富和幸福的再一次感谢王老师,让我在毕业设计中有接触斜拉桥的机会,并整个过程到文稿的编排都给予了细心的指点,使我得以顺利完成设计感谢在设计过程给于我帮助的师兄师姐和老师最后,对于公路学院的领导和老师在百忙之中审阅我们的设计表示衷心的感谢!XXX主要参考文献第37页共37页JTJD60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].北京人民交通出版社.JTJ001-1997,公路工程技术标准[S].北京人民交通出版社.试行1966-12-01,公路斜拉桥设计规范[S].北京人民交通出版社.林元培.斜拉桥[M].北京人民交通出版社,200496-公路桥梁抗风设计指南北京人民交通出版社.戴永宁.《南京长江第三大桥钢索塔技术》,北京人民交通出版社,2005一一吴冲.现代钢桥[M].北京人民交通出版社,1990雷俊卿,郑明珠,徐恭义.悬索桥设计[M].北京人民交通出版社,2002尼尔斯J・吉姆辛(丹麦),金增洪译.缆索支撑桥梁[M].北京人民交通出版社,2002范立础.桥梁工程(上)[M].北京人民交通出版社,2001顾安邦.桥梁工程(下)北京人民交通出版社,200012345678911TJ]1J1J1JTJ11flrLrLrLrLrL1J--1J1J长安大学毕业设计(论文)开题报告表西江大桥设计课题名称课题来源自选项目课题类型工程设计指导教师XXX学生姓名学号专业桥梁工程XXX2102040102毕业设计(论文)是高等工科院校本科培养计划中最后一个重要教学环节,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结目的是使学生在学完培养计划所规定的基础课、技术基础课及各类必修和选修专业课程之后,通过毕业设计这一环节,较为集中和专一的培养学生综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析和解决实际问题的能力和以往的理论教学不同,毕业设计是要学生在老师的指导下,独立地,系统地完成一个工程设计,以期能掌握一个工程设计的全过程,在巩固已学课程的基础上,学会考虑问题、分析问题和解决问题,并可以继续学习到一些新的专业知识,有所创新国内外研究现状随着交通事业的进一步发展,桥梁设计的要求越来越高跨线桥在设计、建设过程中对桥下净空,桥梁的建筑高度有很多的限制这样采用混凝土梁桥、刚构就不能满足这一要求,而斜拉桥确可以满足以上要求斜拉桥将主梁,拉索和主塔以不同形式组合形成不同的结构体系以适应不同的地形地质条件该桥型有结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型美观、抗震能力强等优点而成为最富有竞争力的主要桥型之一现在国内的斜拉桥正向世界一流水平推进,在推进过程中有两个问题需要认真研究一是施工过程中,未合龙前结构抗风问题;二是斜拉桥梁和塔的稳定问题前者主要通过施工措施加以解决,后者主要通过理论研究得到解决国内有许多专家学者正在进行深入的研究设计的主要内容
1、根据设计任务书要求,综合考虑地质地形条件、经济条件、景观条件以及交通条件,结合工期要求进一步对斜拉桥、拱桥和连续钢构等进行了进一步比较,最后确定以斜拉桥为推荐方安
2.对推荐方案进行结构设计桥梁总体布置,合理选择建筑材料,拟订结构与构件的几何尺寸,通过midas civil桥梁计算软件建模
3.对模型进行索力调整,进行成桥及施工阶段的内力计算,并进行内力组合
4.通过手算计算并评价桥梁的抗风与抗震性能
5.绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图
6.编写设计计算书本次设计拟借助计算机、MIDAS CIVIL软件、桥梁CAD软件、图板、丁字尺等工具本设计的难点及解决办法难点一结构细部几何尺寸拟订解决办法参照已建成的相同桥型,相近跨径、桥宽、荷载标准的桥梁的截面尺寸根据方案的具体情况进行设计设计时要考虑受力、构造、施工等方面的因素难点二结构内力计算解决办法计算恒载内力时,精确模拟各个施工阶段(安装单元、拆除单元、张拉预应力、移动挂篮等)的受力,反映在结构约束、荷载列向量和总刚度矩阵等随施工阶段而发生变化悬臂施工涉及到非常多的施工工况,且预加力和徐变产生的次内力的计算较复杂,故设计时可借助桥梁电算程序完成设计计划用八周的时间来完成,具体安排如下第9周,根据地形、交通环境等条件建立比选方案,进行桥型方案比选,确定以斜拉桥为推荐方案;第10周,查阅有关组合梁的书籍、期刊等资料,根据《公路桥规》、《钢桥规》、《桥梁工程》和组合梁相关资料等进行总体布置、尺寸拟订;第11—13周根据所学的《结构设计原理》、《桥梁工程》知识,利用MIDAS CIVIL软件等进行内力计算;第14-15周根据《结构设计原理》、《结构力学》和《材料力学》等的原理进行手算验算与调整;第16周,进行结构稳定与动力分析;第17—18周,最后完成计算书书写及图纸绘制第19周,准备答辩设计完提交的文件和图纸、计算说明书部分
11.中英文摘要摘要要写清设计概况及主要内容
2.设计说明要写清设计背景、技术指标、采用的规范标准、使用的材料、设计要点、施工方法
3.计算内容基本原理、公式、参数取值或来源,以及主桥上部结构施工程序示意图,主要作用效应图、组合包络图、验算结果以及施工阶段包络图、施工预抛高等、图纸部分:
21.桥梁方案比选图(包括纵、横断面)
2.推荐方案总体布置图(包括立面、平面、横断面)
3.一般构造图
4.预应力钢筋布置图
5.桥梁施工程序示意图指导教师意见及建议:指导教师签名年月日注、课题来源分为国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项1目;课题类型分为工程设计、专题研究、文献综述、综合实验、此表由学生填写,交指导教师签署意见后方可开题2WS。
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