土木工程毕业设计开题报告.docx

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土木工程毕业设计开题报告

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，使大家运用所学的课程知识，系统地训练和分析，以便掌握桥梁的基本理论，基本知识，基本的计算方法；

（4）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；

（5）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；

（6）掌握设计原则、设计方法、设计步骤；

（7）树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、用于创新的作风，为桥梁建设事业服务。

二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：

1.我国预应力混凝土连续梁桥现状

自60年代中期在德国莱茵河上采用悬臂浇筑法建成Bendorf桥以来，悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法得到不断改进、完善和推广应用，从而使得预应力混凝土连续梁桥成为许多国家广泛采用的桥型之一。

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。

预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。

加上这种桥型的设计施工均较成熟，施工质量和施工工期能得到控制，成桥后养护工作量小。

预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150m以内，上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。

2.我国预应力混凝土连续刚构桥现状

PC连续刚构桥比PC连续梁桥和PCT型刚构桥有更大的跨越能力。

近年来，各国修建PC连续刚构桥很多，随着世界经济发展，PC连续刚构桥将得到更快发展。

1998年挪威建成了世界第一stolma桥（主跨301米）和世界第二拉夫特桥（主跨298米），将PC连续刚构桥跨径发展到顶点。

我国于1988年建成的广东洛溪大桥（主跨180米），开创了我国修建大跨径PC连续刚构桥的先例。

1997年建成的虎门大桥副航道桥（主跨270米）为当时PC连续刚构世界第一。

近几年相继建成了泸州长江二桥（主跨252米）、重庆黄花园大桥（主跨250米）、黄石长江大桥（主跨245米）、重庆高家花园桥（主跨240米）、贵州六广河大桥（主跨240米）。

我国大跨径PC连续刚构桥型和PC梁桥型的建桥技术，已居世界领先水平。

3.我国钢管混凝土拱桥发展现状

在我国公路桥梁系列中，拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强。

并且常盛不衰，不断发展的桥梁形式。

据统计，中国已建单跨100m以上的拱桥115座之多。

用钢管、或者钢管桁架，架设成拱在钢管内填充砼而形成的拱桥叫钢管砼拱桥。

钢管混凝土作为钢—混凝土组台材料的一种，一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性，提高钢管的抗腐蚀性和耐久性，另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用。

提高了混凝土的抗压强度和延性．将钢材和混凝土有机组合起来；在施工方面．钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板，施工吊装重量轻，进度快，施工用钢量省。

由于在材料和施工方法上的优越性，将这种结构用于以受力为主的拱桥是十分合理的。

钢管混凝土的出现解决了拱桥材料和施工的两大难题。

所以钢管混凝土拱桥目前在我国的发展势头迅猛。

三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：

（一）技术参数

（1）荷载等级：

公路一级

（2）桥面坡度：

横坡1％

（二）方案比选

经参阅各种文献资料，从多方面考虑，准备拟定3个方案，分别是预应力连续梁桥，预应力连续刚构桥，预应力混凝土无背索独塔斜拉桥。

现分别分别综述如下：

1.跨径为:

153m，拟采用16.5+30*4+16.5m6跨预应力等截面连续梁。

全桥连续，行车顺适；整体型好，利于抗震，桥梁支座采用滑动盆式橡胶支座和固定盆式橡胶支座，其中固定支座可以将主梁与桥墩相连，防止主梁在地震时变形、移动、破坏；采用等截面主梁，梁高2米，主梁采用梁底搭设龙门支架，可避免对桥下匝道的通行运输，铺设模板，绑扎普通钢筋，预留预应力管道（采用锌铁皮波纹管成孔），浇筑C50混凝土（先底板、后腹板和桥面板），预应力钢筋采用后张法超张拉，两端张拉，并通过梁顶板下缘、腹板侧壁、底板上缘设置齿板锚固。

图3.2.1方案一桥梁主梁横断面图（单位：

mm）

图3.2.2方案一立面图（单位：

cm）

2.拟采用43+67+43三跨预应力变截面连续刚构桥。

在竖向荷载作用下，基本上属于无推力结构，而上部结构具有连续梁施工的一般特点，因此具有良好的经济性。

主梁保持连续，这样既保证了梁的无伸缩缝，行车平顺的优点，又保证了T构不须设大吨位支座的优点，同时避免了连续梁和T构两者的缺点，养护工作小。

此外，连续刚构施工固性好，减少或避免边跨梁搭架合龙的难度，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度，它利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求，同时在一定条件下具有用料省、施工简便、养护费用低等优点。

连续刚构体系另一个特点是抗震性能好，水平地震力可均摊到各个墩上来承担，而连续梁则需要设置制动墩或是采用价格较昂贵的专用抗震支座。

墩梁固结又便于采用悬臂施工方法，取消了连续梁在施工转换体系时所采用的墩上临时固结措施。

图3.2.3方案二横断面图（单位：

mm）

图3.2.4方案二立面图（单位：

cm）

3.拟设计一座跨径为26.5+10×10+26.5m钢管混凝土拱桥。

钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，使混凝土处于三向受压状态，从而能显著提高混凝土的抗压强度由于钢管的套箍作用，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。

同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。

图3.2.5方案三横断面图（单位：

cm）

图3.2.6方案三立面图（单位：

cm）

（三）推荐方案

经济性

适用性

美观性

施工难易程度

方案一

由于跨径增大使得设置的桩墩大大的减少，采用双幅桥的结构使箱梁宽度减少，有利于受力。

可以减短工期。

各梁受力相对独立，避免超静定梁的复杂问题。

行车较舒适。

构造简单，线形简洁

等跨径布置细部尺寸相同，可以重复利用模板，模板预制，施工较为方便

方案二

桥墩无支座，养护费用低，工期短。

适用于有较高桥墩的连续结构中跨越能力较大，梁内部受力均匀且自重小，采用不等跨变截面，增加支点负弯矩，降低跨中正弯矩，增强跨越能力。

结构简单，全桥线条简洁明快，于周围环境协调好。

减少或避免边跨梁端搭架合龙的难度。

但地基沉降对梁影响较大，故在施工中基础设计考虑较多，梁墩联结处施工难度大。

方案三

耐久性好，维修和养护费用少。

跨越能力较大下部结构的工程量大，对地基的要求较高；造价也高。

外形美观；实用、安全、稳定，是一种极具美学的桥梁形式。

构造较复杂，工程量大。

倾向于采用第二种方案（连续钢构方案），因为其整体性最好，施工工艺成熟，满足现场悬臂施工的要求，降低造价；桥型美观，线形顺畅，主梁建筑高度小，采用不等跨变截面优点：

增加支点负弯矩，降低跨中正弯矩，增强跨越能力；与等截面相比，减少预应力筋数量及材料用量；增强支点截面抗剪能力（加厚）；不等跨布置使得多跨跨中及支点内力尽量接近，使得截面形式可以一样，即便于设计，也简化施工。

第一方案（连续梁）可以采用桥面连续的方式使行车顺适，但是其主跨径要小于刚构桥，支点的弯矩也比刚构桥要大，且支座要经常维护和更新。

连续梁超过5跨虽然与5跨的内力情况相差不大，但连续梁连续过长会增大温度的附加影响，造成梁端伸缩量的增大，需要设置大位移伸缩量。

第三方案（拱桥）桥形最美观，自重轻，强度大，抗变形能力大，承载能力大，用料省，安装重量轻，施工方便，工期短等优点。

但是向钢管灌注混凝土这施工工艺，混凝土在钢管中是隐蔽的，肉眼是无法直接观察出来的。

混凝土的强度，是否密实，是否存在蜂窝，麻面，等等缺陷是直接看不出来的。

我相信能迎接挑战，圆满的完成任务，并通过全过程训练，全方位培养自己分析问题、解决问题的能力，为迎接即将到来的工作打下坚实的理论基础，不辜负学校、老师的精心培养和栽培！

四、设计（研究）进度计划：

毕业设计计划安排如下：

4.1第一阶段第1周——第3周

（1）熟悉毕业设计的任务和要求；

（2）调研；

（3）撰写开题报告；

（4）准备好上机条件。

4.2第二阶段第3周——第5周

（1）收集资料；

（2）方案比选；

（3）拟订推荐方案的结构尺寸；

（4）交比选方案报告；

（5）交方案图纸。

4.3第三阶段第5周——第9周

（1）推荐方案上部结构设计计算；

（2）电算。

4.4第四阶段第10周——第11周

配筋计算。

其中包括：

①主钢筋的配筋计算；②钝角处钢筋的配筋计算；③横向钢筋的配筋计算；④顶层钢筋的配筋计算。

4.5第五阶段第11周——第12周

（1）强度验算；

（2）刚度验算；（3）稳定性验算。

4.6第六阶段第12周——第13周

下部结构设计。

其中包括：

①桥墩的设计；②桥台的设计；③基础

设计。

4.7第七阶段第13周——第15周

绘制施工图。

4.8第八阶段第16周

专业文献翻译。

4.9第九阶段第17周

（1）整理资料；

（2）汇总成果；（3）准备答辩。

4.10第十阶段第17周

答辩

五、参考文献：

《公路桥梁设计规范》人民交通出版社

《简支梁计算示例集》人民交通出版社

《公路桥涵设计手册》〈梁桥〉人民交通出版社

《公路桥涵设计手册》〈墩台与基础〉人民交通出版社

《斜拉桥》林元培编著人民交通出版社

《土木工程专业毕业设计指南（桥梁工程专业）》陈忠延编著中国水力

水电出版社

《桥梁方案比选》周念先编著人民交通出版社

《桥梁工程》姚玲森编著人民交通出版社

《桥梁工程》（上下册）范立础编著人民交通出版社

《桥梁结构电程序设计》颜东煌等编著湖南大学出版社

《结构设计原理》叶见曙主编人民交通出版社

《预应力混凝土连续梁桥设计》徐岳等编著人民交通出版社

指导教师意见

签名：

月日

教研室（学术小组）意见

教研室主任（学术小组长）（签章）：

月日