1、11 学院本科毕业设计(论文)题目： 大桥设计系 （部）： 专 业： 土木工程 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2015 年 04 月毕业设计（论文）任务书系 别 专 业 土木工程 班 姓 名 学 号 1.毕业设计（论文）题目： 大桥毕业设计 2.题目背景和意义： 背景和意义该桥位于山西汾阳境内，属于青岛至银川国道主干线山西省汾阳至离石段高速公路第五合同段。该桥的建设可使当地的煤矿资源的更好的开发和利用，对当地的经济发展起较大的推动作用。学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，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
2、思想等内容。为学生在毕业后从事桥梁技术工作打好基础。 3.设计(论文) 的主要内容（理工科含技术指标）： 主要技术指标：桥面宽：净 7m20.5m 防撞墙 ，设计时速：100公里/小时 ，桥面铺装: 10cm沥青砼； 桥面横坡：1.5，桥面纵坡：2 设计荷载：公路I级 地震烈度： 6度 ； 设计水位：自 拟 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：（1）基本要求：根据所给的桥位地质、地形和水文资料，按适用、经济、安全、美观的原则，至少选择 3 个可比性桥型方案，推荐一种桥型方案。就推荐的设计方案完成下列内容： 全桥的纵、横、平面布置，并合理拟订上、下部结构的细部尺寸；对一跨或一个
3、受力单元进行受力分析，计算各种作用荷载及非荷载因素所产生的内力进行荷载组合、配筋计算及验算；根据桥梁所处位置、环境和施工力量的配备情况，选择合理可行的施工方案与方法，以及主要的施工程序（2）进度安排：熟悉设计任务、查阅资料：第七学期第 12 周- 第 14 周； 方案比选：第七学期第 15 周- 第 17 周；内力及配筋计算：第七学期第 18 周-第 19 周 第八学期第 1 周-第 2 周；绘制设计图纸：第八学期第3 周-第 4 周；撰写论文：第八学期第 5 周- 第 6 周；毕业答辩：第八学期第 7 周- 第 8 周。 （3）设计地点 西安工业大学 5.毕业设计（论文）的工作量要求 1.5
4、 万字以上 实验（时数） *或实习（天数）： 2 周 图纸（幅面和张数） *： 不少 6 张 A3 图纸 其他要求： 英文翻译不少于 3000 字 指导教师签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日系主任审批： 年 月 日I大桥设计摘 要本设计是大桥设计，全桥长 160 米,桥宽 28.0 米。根据设计任务书的要求和该桥所处的地质地貌特点，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为预制预应力混凝土连续梁桥；方案二上乘式箱型拱桥；方案三为预应力混凝土刚构桥。经详细技术比选，确定采用预制预应力混凝土连续梁桥作为推荐方案。在设计过程中，采用桥梁博士软件建模并对结构进行了仿真分析。求解主梁各项内力
5、并进行荷载组合配筋计算。验算结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的强度和刚度，以期最优设计。关键词：预应力混凝土；连续梁桥；内力计算；桥梁博士IIThe Design for BridgeAbstractThe design isBridge, which is 140 meters,andwidth is 28.0meters.According to the requirement of the mission design and characteristics of geological features where the bridge is selected, this pa
6、per take on compare and choose in three different type of birdge: the fist one is Precast prestressed concrete continuous girder bridge; the second one is Box arch bridge deck; the third one is Prestressed concrete rigid-frame bridg. After detailed technical selection, determine the prestressed conc
7、rete continuous girder bridge as the recommended scheme.In the design process, adopting the bridge Dr Software modeling and simulation analysis was carried out. Through the analysis of bridge structure in the process of using constant load and live load effect, considering different load safety coef
8、ficient of load combinations, the limit state of two kinds of internal force combination results as estimate the calculate internal force of steel beam. Checking the structture in this capacity limit state and normal state limit the use of the cross-section strength and stiffness,With a view to the
9、most optimal design. Keywords: Prestressed concrete；the continuous beam bridge；the calculate of the internal forces；Doctor bridgeIII主要符号表边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度；cuf边长 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准值；kcf.、 混凝土轴心抗压强度标准值，设计值；d、 混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；tkft、 普通钢筋抗拉强度标准值、设计值；ssd、 预应力钢筋抗拉强度标准值、设计值；pkf箍筋抗拉设计强度；sv、 普通钢筋、预应力钢筋弹
10、性模量；sEp预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比；a、 形或 形截面受拉区、受压区的翼缘宽度；fbf TI、 形或 形截面受拉区、受压区的翼缘厚度；fhf桥梁结构的重要性系数；o弯矩组合标准值；kM剪力组合设计值；dV车道均布荷载标准值；kq车道集中荷载标准值；p由预加力产生的混凝土法向预压应力；c由预加力产生的混凝土法向拉应力；pt、 构件混凝土中的主拉应力、主压应力；tcIV目 录1 绪 论 .11.1 课题背景 .11.2 研究意义 .11.3 国内外相关研究 .11.4 研究的主要内容 .12 方案设计 .22.1 设计标准及依据 .22.1.1 桥位概述 .22.1.2 技术标准
11、 .22.1.3 设计依据 .22.2 设计思路和原则 .32.2.1 设计思路 .32.2.2 设计原则 .33 方案比选 .43.1 第一方案:预应力混凝土连续箱型梁桥 .43.2 第二方案：上承式箱型拱桥 .53.3 第方案:预应力混凝土连续刚构桥 .73.4 桥型方案比选表 .83.5 技术建议 .114 结构细部尺寸拟定 .124.1 截面形式 .124.1.1 桥梁横截面特征值计算 .134.2 桥面板的计算 .154.3 恒载内力计算 .154.4 活载作用内力计算 .244.5 内力增大系数计算 .365 计算标准和内力组合 .375.1 计算标准 .375.1.1 计算内容
12、.375.1.2 计算要点 .375.2 内力组合 .38V5.2.1 基本组合 .385.2.2 短期组合 .395.2.3 长期组合 .396 预应力钢束配筋设计 .406.1 预应力钢束的确定 .406.2 预应力束的布置 .476.3 预应力损失的计算 .497 内力计算 .537.1 持久状况承载能力极限状态验算 .537.1.1 正截面抗弯承载力验算 .538 持久状态承载能力极限状态计算 .608.1 正截面抗弯承载力计 .608.2 斜截面抗弯承载力计算 .629 持久状况正常使用极限状态计算 .639.1 电算应力结果 .639.1.1 使用阶段荷载组合应力（长期效应） .6
13、39.2 截面抗裂验算 .659.2.1 验算条件 .659.3 正常使用阶段竖向最大位移（挠度）计算 .6510 持久状况应力计算 .6610.1 混凝土截面法向压应力验算 .6610.1.1 受压区混凝土的最大压应力 .6610.1.2 受拉区预应力钢筋的最大拉应力 .6610.3 受拉区预应力钢束拉应力验算 .6610.4 斜截面主压应力验算 .6711 短暂状况构件的应力计算 .6912 设计心得 .72参考文献 .73致 谢 .74毕业设计（论文）知识产权声明 .75毕业设计（论文）独创性声明 .761 绪论11 绪 论1.1 课题背景背景和意义该桥位于山西汾阳境内，属于青岛至银川国
14、道主干线山西省汾阳至离石段高速公路第五合同段。该桥的建设可使当地的煤矿资源的更好的开发和利用，对当地的经济发展起较大的推动作用。1.2 研究意义 根据该桥梁所处的地形、地质和水文资料，充分发挥想象力，将所学的基础理论和专业理论知识联系，针对当地造桥条件，为指定的桥位提出各种可能采用的桥型方案，进行比较，择优推荐，为选出的桥型进行结构设计，绘制设计图。通过毕业设计，使学生掌握桥梁设计的过程和方法，学会考虑问题、分析问题和解决问题的方法，进一步巩固己学课程，并能查阅资料，熟悉公路工程技术标准，正确地应用公路桥涵设计规范。为以后的工作实践中，能够逐步掌握桥梁结构的设计方法。1.3 国内外相关研究连续
15、梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60 年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；随着施工法的不断改进、完善和推广应用，在跨度为 40-200 米的范围内的梁中，连续梁桥独步占据了主导地位。目前，无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其独特的优势，成为优胜方案。近 20 年来，我国主跨 400m 以上的桥梁已建成 50 多座，在建 18 座；主跨 800m以上的桥梁建成 11 座，在建 5 座；主跨 1000m 以上的桥梁建成 9 座，在建 4 座。已建的梁桥、拱桥、斜拉桥的最大跨径分别达到了 330m、552m、1088m
16、。1.4 研究的主要内容a. 全桥的纵、横、平面布置，并合理拟订上、下部结构的细部尺寸。b. 对主梁进行受力分析，计算各种作用荷载及非荷载因素所产生的内力，并进行荷载组合及配筋设计。c. 按照荷载效应不超过结构抗力效应的原则，验算结构构件的强度、刚度与稳定性。如不符合要求，则需修改设计或提出修改设计的措施。d. 根据桥梁所处位置、环境和施工力量的配备情况，选择合理可行的施工与方法，以及主要的施工流程。2 方案设计22 方案设计2.1 设计标准及依据2.1.1 桥位概述该桥位于山西汾阳境内，属于青岛至银川国道主干线山西省汾阳至离石段高速公路第五合同段。桥址属沉积岩为主的丘陵地貌，顶面呈舒缓波状，
17、山坡坡度较大。据钻探、物探揭示及工程地质调绘，桥址区地层自下而上由第三系痘姆组泥质砂岩以及第四系全新统冲洪积物组成。桥位处无不良地质情况，地下水无腐蚀性，适宜建桥。2.1.2 技术标准主要技术标准：公路等级：级公路环境类别：类环境设计荷载：公路级桥面净宽：净 7m20.5m桥面铺装：10cm 沥青砼；桥面横坡：1.5桥面纵坡：1桥面设计标高：45.00m 2.1.3 设计依据公路桥涵设计通用规范JTG D602004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D622004公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024 85公路交通安全设施设计规范JTG D81200632.2 设计思路和原则2.
18、2.1 设计思路a. 认真贯彻安全耐久节约和谐的方案设计总方针。b. 在满足桥梁使用功能的基础上，使用成熟可靠的技术工艺和材料，通过多方案的必选，尽量降低工程造价，缩短施工工期，减小施工风险。c. 针对桥梁使用功能和桥位的自然条件，选取多个适宜的桥型桥跨方案，从经济可靠性施工难度工程工期和美观等多角度进行综合比较，择优选取。2.2.2 设计原则a. 安全合理安全标准可以从行车安全基础地质条件的安全与施工安全等多方因素综合考虑。行车安全主要通过桥面设施的布置来实现。如根据公路等级和车流具体情况决定是否需要设置相关构件以保证行车安全。基础安全应满足规范中规定的基础埋深与河流的冲刷深度和冰冻深度的关
19、系，检查桥梁分孔是否合理。施工期间安全也是应考虑的重要因素，要注意洪水对桥身的不利影响，一般要求在洪水来临之前桥墩的施工面要高出设计洪水位，对于本桥为旱桥顾不考虑水位要求。b. 适用耐久桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪通行等要求。建筑的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。桥梁还应满足战时的国防要求。c. 经济节约桥梁建设必须经过技术经济比较，使桥梁在建造时消耗最少材料工具和劳动力，在使用期间养护维修费用最低，且经久耐用。另一方面，桥梁设计还应满足快速施工的要求，缩短工期不仅可降低施工费用，而且提早通车给运营商带来很大经济效益。因此结构形式要便于施工和制造，能够采用先进的施工技术和施工机械，以便加快施工速度，保证施工质量和施工安全。d. 美观和谐在适用安全和经济的前提下尽可能使桥梁具有优美的外形，并与周围环境相协调，此为美观的要求。合理的轮廓也是美观的主要因素，应当考虑桥梁的建筑艺术。同时，现阶段更应注意环保问题，提倡和谐文明的设计施工。
