1. 研究目的与意义(文献综述)
课题研究的目的和意义
通过本桥的设计能使我们进一步了 解桥梁设计的过程,了解和掌握设计的方法和步骤,熟悉桥梁设计时所需要的各种规范条例,培养查阅资料,综合解决问题的能力,熟练运用cad 软件,能把书本的知识真正应用 的设计实践中,让自己真正懂得如何来解决实际应用时的问题,为自己将来进入工作岗位做好铺垫
1) 通过桥梁毕业设计,使学生运用所学的课程系统地训练,以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法;
2) 通过毕业设计的实践,理论联系实际,独立完成设计,不断提高分析问题和解决问题的能力;
2. 研究的基本内容与方案
方案设计和比选
方案一 装配式预应力连续梁桥
如图2.1,本设计纵向分孔设置为:7×30m,全长210m。结构构造:从预应力混凝土桥梁的受力特点来分析,连续梁的立面宜采用等截面布置,由于本桥跨径较小故采用装配式,由梁场预制主梁。根据已建成桥梁的资料分析,等截面梁高宜采用2m
因此,该桥采用七跨连续梁桥,梁截面采用等截面的单箱单室预应力混凝土箱形截面。
施工方法:采用装配式施工,简支变连续。
图2-1桥梁布置图 单位cm
结构特点:结构造型灵活,可变性强,方便模板施工,能够根据设计需求从梁场预制,且结构梁体连续使得结构刚度大,且变形小,整体性能较好,行车过程舒适度较高。
方案优缺点:桥体造型简洁优美,能很好的适用于各种地形环境,且施工阶段对桥下通航等影响较小,施工技术成熟可控,易养护运营,但由于截面不断变化施工过程需要大量的模板,模板用量比其他桥型要多。
方案二 预应力T型刚构桥
如图2.2,本设计采用主桥60m 90m 60m跨径布置,桥面设置1.5%的横坡由路面找坡。
图2-2 预应力T型刚构桥 单位:cm
结构特点:成桥后结构属超静定结构,结构各构件由悬臂浇筑形成桥体,成桥后无接缝,桥身受次内力的影响,受温度影响大。
方案优缺点:该桥成桥后桥身线条灵动富有层次感和立体感,极具艺术美感,施工经验多且周期较短但施工环节较多,桥梁不易养护。
方案三 变截面连续梁桥
如图2.3,孔径布置:55m 100m 55m。连续梁桥施工技术成熟可靠,理论成熟,是较早的桥梁形式。梁体连续,行车平顺,墩、梁分离,温度引起的次内力较小。对于多于两跨的连续梁桥的边主跨比一般在0.6-0.8之间,当采用箱型截面的三跨连续梁时,边孔跨径甚至可以减少至中孔的0.5-0.7倍。主梁一般采用箱形截面,跟部截面的高跨比一般为1/16-1/18,跨中截面一般为1/1.5-1/2.5。
结构构造:主梁采用变截面布置,跨中截面梁高2.6m,支点处梁高5.8m。加劲纵梁梁截面采用单箱双室预应力混凝土箱形梁截面。
桥梁方案比选
(1)比选表
表 2-1方案比选表
比较选项 | 方案一 | 方案二 | 方案三 |
桥型 | 装配式预应力连续梁桥 | 预应力T型刚构桥 | 变截面连续梁 |
结构特点 | 结构造型可灵活变化,方便模板施工,能够根据设计需求浇筑成不同截面形式的结构,且结构梁体连续使得结构刚度大,且变形小,整体性能较好,行车时有较高的舒适度。 | 具有良好的跨越能力。成桥后结构属静定结构,结构各构件由拼装方式形成桥体,成桥后接缝设置使得桥身不受次内力的影响,但桥身整体性能差,各梁端无法协作承载,因而T梁段容易产生下挠度。 | 设计理念和施工工艺成熟,得到普遍推广;结构造型灵活,可变性强,方便模板施工,能够根据设计需求浇筑成不同截面形式的结构,且结构梁体连续使得结构刚度大,且变形小,整体性能较好,行车过程舒适度较高 |
桥梁施工 | 装配预制,施工步骤简洁流畅,施工技术成熟。 | 采用挂篮拼装施工,施工技术成熟施工周期短,使用挂篮和吊装设备。 | 除大吨位支座费用较高外,其它方面费用较适中。采用预制装配施工,经济快捷。 |
建桥投资 | 施工需要大量的箱梁模板和大量混凝土但使用的机械设备少,需要设置支座 | 需要使用挂篮,吊车等大型设备,需要使用较多的机械设备,混凝土和模板使用量相对适中。 | 采用箱梁截面,施工需要使用吊装设备,施工管理费用较高 |
桥型美观 | 桥型简洁朴实,容易融入环境并且普遍适合各种地形条件 | 桥型大气优美,线条富有层次感更加灵动活泼,极具艺术美感 | 主梁采用变截面箱形截面,更好的节约资源,符合受力,桥体优美简洁。 |
综合比较 | 比较方案 | 比较方案 | 推荐方案 |
2.4比选结果与结论
分析结论:桥址所在地地形条件复杂,施工难度较大,需要着重考虑方案是否更符合实际速度、施工技术要求。
具体比较
比选结论:由于本桥对桥梁结构美观性要求略高,考虑到安全,适用,美观,经济的评选原则。等截面连续梁桥限制桥下净空,故不作考虑,在进行刚构桥和连续梁桥比较中,连续梁桥施工技术成熟行车通顺,刚构桥悬臂施工,施工过程相对复杂,连续梁桥在桥梁中应用广泛,通过造价、施工、美感对比,最终选择55m 100m 55m的变截面预应力连续梁桥。
重点:1.桥梁结构分析2.钢筋的布置3.施工图纸的绘制4.施工阶段的受力分析难点:1.预应力钢筋的计算与布置2.桥梁计算软件的使用3.各施工阶段的计算4.混凝土收缩徐变的计算采用的途径:1.桥梁计算软件2.满堂支架施工3.手算与电算对比分析
3. 研究计划与安排
3-4 周熟悉、准备资料,专业文献翻译,方案比选,交开题报告。
5-7 周推荐方案、上部结构设计计算。
8-9 周配筋计算。
4. 参考文献(12篇以上)
参考文献:
2. 专业参考书:《桥梁工程》、《道路工程制图》、《桥梁电算》、《结构设计原理》、《基础工程》、《土木工程施工》
3. 顾安邦等编,公路桥涵设计手册 (上、下册),人民交通出版社
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