1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 目的及意义
桥涵是交通线路中不可缺少的重要组成部分，是在人类的生活和生产活动中，为了克服天然障碍而建造的建筑物，也是有史以来人类所建造的最古老最壮观和最美丽的建筑工程，它的发展体现了一个时代的文明发展与进步。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面坡度可以较陡，甚至可以铺设台阶。自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求也随之提高，而且为了建成铁路网以增大经济效益，就需要跨越更大更深的江河峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。在现代高等级公路以及城市高架道路的的修建中，桥梁往往是保证全线早日通车的关键，而且随着公路等级的提高，所占的比例还会加大。随着我国经济发展、综合国力日益增强，我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展，特别是电子计算技术的广泛应用，为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。建立四通八达的现代交通网，大力发展交通运输事业，对于加强全国各族人民的团结、发展国民经济、促进各地经济发展、促进文化交流和巩固国防，都具有非常重要的意义。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、熟悉毕业设计任务书，了解桥位地形、气候和地质特点，查阅同地区类似地形的可参考的设计方案
2、查阅相关文献，了解各桥型特点，完成桥型方案必选。尽量提出较多的可行性桥梁设计方案（至少三个），通过比较，得出推荐方案，完成桥梁方案的布置图。
3、根据初步设计方案，利用桥梁结构分析软件，建立桥梁结构计算模型，完成结构内力计算、钢筋设计和截面验算。
4、利用Auto CAD软件绘制桥梁（主要为上部结构）的施工图纸，完成该桥型初步施工方案的设计工作。包括主体结构的一般构造图、主体结构的钢筋布置图。
5、查阅相关资料，所涉及参考文献不少于10篇，其中外文文献不少于2篇；翻译与设计任务相关的英文文献1-2篇。
6、编写设计说明书，复核材料，准备答辩。
2.2、技术方案
2.2.1 设计资料
主要技术标准
1、设计荷载：公路—Ⅰ级。
2、桥面宽度：0.5 m（外侧护栏） 11.5 m（行车道） 0.5 m（内侧护栏） 1.0 m（中央分隔带） 0.5 m（内侧护栏） 11.5 m（行车道） 0.5 m（外护栏），全宽26m。
3、设计洪水频率：1/100，流量496m3/s。
相关设计资料
地形、地貌
桥址区属内蒙古中部阴山山地单元，属集宁周围察哈尔熔岩台地地形，台地地貌形态变化较大，台地因受长期剥蚀作用，台面起伏不平，轮廓不完整，并有被深切割沟谷所分隔而形成面积不等的桌状山和剥蚀残山，一般可见3～4级台面的熔岩台地；一级台地高程1350～1600米，相对高度85～335米，台地轮廓完整，台边有浅沟切割，二级台地高程1480～1820米，相对高程185～555米，台面起伏不平，被沟谷切割成面积不等的桌状方山。黑沟特大桥桩号为K24 916.50～K25 243.50，黑沟河属峡谷型河段，两岸山体较为陡峭，基岩外露，最大高差69.8米，河床断面呈“V”型，河面较窄，有水时水流较急。
气候特点
桥址所在地区属中温带干旱半干旱、大陆性季风气候，部分地区兼有高原气候，山地气候的若干特点，本地区气候特点为气候干燥，降雨量小、风沙大、湿度小、温差大，年降雨量340～415毫米，年蒸发量1992～2186毫米。
工程地质条件
该桥址位于内蒙古乌兰察布高原察哈尔岩溶台地低山丘陵西缘，地层主要为第三系老粘土及玄武岩。桥址处地势险峻，沟谷较深，从山顶到沟底高差约60多米。两岸均为悬崖峭壁，并出露大块玄武岩及破碎岩块，裂隙较为发育。南岸坡度约70°，北岸坡度约40°～50°，坡面为大块堆积物及节理、裂隙较发育的大块状玄武岩露头，二者界限不甚明确。坡面堆积物最大直径约2米。该沟谷径流纵坡较大，河沟中堆积物较厚，以第四系洪积物为主，并有较多巨型漂石，岩性为玄武岩。
其他资料见技术图纸和设计资料说明。
2.2.2 初拟桥型方案
依据设计资料和设计技术标准，从总体布局、环境协调、技术先进性、施工可能性、景观要求和技术经济等多方面考虑后，按照“适用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，初步拟定以下三个桥型方案：
方案一：独塔双索面预应力混凝土斜拉桥
1)总体布置
桥跨布置为160m×2，主桥采用预应力混凝土连续双箱梁，引桥结构采用装配式预应力混凝土连续梁。桥梁全长320m，引桥与路面相接，引桥下部结构采用钻孔灌注桩基础，直径为1.40m，桥台采用钢筋混凝土重力式U形桥台。
2)结构尺寸
方案二：上承式混凝土拱桥
1）总体布置
主跨为上承式混凝土拱桥的拱梁组合体系，跨径组合为2×30m简支梁 180m箱型 拱 2×30m简支梁，主桥全长320m。拱轴线采用二次抛物线，计算跨径181.5m，计算矢高30m，矢跨比1/6。主拱圈采用箱型截面，具体布置见下图。
2）结构尺寸
方案三：预应力混凝土连续刚构桥
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总体布置
主桥跨径布置为90m 140m 90m，主梁采用变截面预应力混凝土箱梁，梁高从墩顶到跨中截面按二次抛物线变化，墩顶截面梁高6m，跨中截面梁高2m。在主桥的高墩上采用墩梁固结，主桥水平，两头设置引桥进行标高过渡，引桥采用预应力混凝土简支T梁，引桥下部结构采用钻孔灌注桩基础。
2）结构尺寸
2.2.3方案比选
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| 方案一 | 方案二 | 方案三 |
| 主桥桥型结构 | 独塔双索面预应力混凝土斜拉桥 （160m×2） | 上承式混凝土拱桥（30m 30m 200m 30m 30m） | 预应力混凝土连续钢构桥（90m 140m 90m） |
| 主桥结构特点 | 跨越能力较大，对桥墩强度和稳定性要求较高，塔墩固结，塔梁固结，支座均为活动支座。 | 主桥为空腹式拱桥，跨越能力较小，因此桥头两侧需增加四段简支梁，形成拱梁组合体系，桥面平顺，伸缩缝多，抗震能力中等。 | 跨越能力较大，墩梁固结，结构刚度大、变形小、行车平顺舒适、伸缩缝少、抗震能力强。 |
| 施工方法和难易程度 | 拟定采用滑模施工方法，施工技术比较成熟，适用于高塔施工，但对斜拉索锚固区预留孔道和预埋件的处理较困难。 | 拟定采用悬臂施工方法，施工技术成熟，使用的施工设备较多，占用场地较大，安全性较差。 | 拟定采用悬臂施工方法，施工技术比较成熟，工序简单，使用的施工设备较少，占用场地少。 |
| 养护维修工作量 | 较大 | 较大 | 较小 |
| 经济性 | 整体的造价相比其他两种桥型高，后期的维修养护费用较高。 | 结构造价较高，并且后期养护费用较高。 | 上部结构造价较高，双薄壁造价相对前者较低，后期养护费用较低。 |
| 抗风、抗震及耐久性 | 抗风性能较好 | 抗风性好，稳定性好 | 抗震性能好 |
| 方案比选结果 | 比选方案 | 比选方案 | 推荐方案 |
经过以上技术、经济比较，将方案三作为推荐方案。
3. 研究计划与安排
第1周（2月24日—3月1日） 熟悉毕业设计任务书，明确设计任务书及要求。
第2周（3月2日—3月8日） 了解桥位地形、气候和地址特点，查阅同地区类
的参考方案，进行整理。
4. 参考文献（12篇以上）
1） 中华人民共和国交通运输部，公路工程技术标准 （jtg b01—2014）北京:人民交通出版社，2014
2） 中华人民共和国交通运输部，公路桥涵设计通用规范（jtg d60—2015）北京:人民交通出版社，2015
3） 中华人民共和国交通运输部，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d62—2012）北京:人民交通出版社，2012
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