土木工程开题报告

1、 毕业设计(论文)开题报告题 目： 预应力混凝土简支梁桥设计 龙洲大桥施工图纸设计 学 院： 建筑工程学院 专 业： 土木工程 学生姓名： 朱志文 学 号：201009070234 指导教师： 周文权 2014年 3 月 15 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献

2、综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告文献综述预应力混凝土桥主要承重结构采用预应力混凝土结构的桥梁。预应力混凝土桥出现在20世纪30年代，50年代以来不断取得巨大发展，在中、小跨度范围内现已占绝对优势，在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争（见桥梁工程发展史）。它的主要优点是：节省钢材，降低桥梁的材

3、料费用；由于采用预施应力工艺，能使混凝土结构的工地接头安全可靠，因而以往只适应于钢桥架设的各种不要支架的施工方法，现在也能用于这种混凝土桥，从而使其造价明显降低；同钢桥相比，其养护费用较省，行车噪声小；同钢筋混凝土桥相比，其自重和建筑高度较小，其耐久性则因采用高质量的材料及消除了活载所致裂纹而大为改进。它的缺点是：自重要比钢桥大，施工工艺有时比钢桥复杂,工期较长。但这些缺点属次要问题,且仍在不断得到克服。因此，在50年代以来所出现的一些新型桥梁之中，它的适用范围最广，其发展仍方兴未艾。横截面形式 小跨度预应力混凝土桥梁的横截面每取板状或T形（见桥梁标准设计）；跨度较大时,则宜取箱形。行车道宽度

4、大的公路桥,当跨度超过宽度的2.53.0倍时,可用作梁的上翼缘而受力的桥面板有效宽度就接近其全宽，如采用单箱单室截面，它将因腹板用料较省，比采用双室单箱或双箱者经济；如进而采用上宽下窄的倒梯形单箱，可使桥面板的悬臂跨度减短，显著降低其所受荷载弯矩而减少桥面配筋，并可缩小所需墩台的横向支承尺寸及墩台的工程量。为减小自重，大跨度实腹梁常需在三个方向预施应力：即除纵向必需的预应力外，在桥面板中再施加横向预应力以减薄桥面板，并在腹板中施加竖向预应力来减少腹板厚度。结构体系 实腹梁和梁与墩刚性相连的T形刚构,其构件均以承受弯矩为主，是预应力混凝土桥最适用的形式。当跨度更大时，由于实腹构件自重太大，也有采

5、用桁架梁的。至于其他结构体系，一般也能凭借采用预应力混凝土构件，获得一定的经济效益（见刚架桥、组合体系桥、斜张桥等）。实腹梁桥 简支梁桥。在能整孔架设时，常被采用。中国预应力混凝土桥的标准设计主要采用简支梁。美国跨越庞恰特雷恩湖的两座平行桥，每座总长均为38公里多，分别为17.1米的简支梁（1956年建），和25.6米的简支梁(1969年)。科特迪瓦阿比让桥（1957年）为8孔跨度46.5米的公铁两用箱形简支梁，箱顶为公路,箱内为窄轨铁路。中国的洛阳黄河公路桥（1976年）为67孔跨度50米的简支梁。连续梁桥。梁以数跨为一联，仅在联和联之间及桥台和梁的活动端之间设置桥面伸缩缝，它是近年很受欢迎

6、的一种体系。当跨度小于 100米时，可用顶推法架梁。例如，委内瑞拉的卡罗尼河公路桥（1963年，分跨为 48+496+48米），南非联邦象河铁路桥（1976年，1145451145米），中国内蒙古包头黄河公路桥(1983年,1265米，4孔一联)。当跨度较大或墩台较高时，可采用平衡悬臂法（见混凝土桥架设）现浇或拼装(必要时可用临时结构加强桥墩)。例如，法国热讷维耶(Gennevilliers)公路桥(1976年，105+172+74+172+113米),中国湖北沙洋汉江公路桥(1985年,62.4+6111.0+62.4米）。铰式连续梁桥。设置铰的目的是使沿梁弯矩值不致变号，便于配置预应力筋，

7、简化施工，但桥的刚度降低，养护费提高。中国成（都）昆（明）铁路旧庄河桥（1966年,24+48+24米）和孙水河5号桥（1970年,32.3+64.6+32.3米），都是在中跨中央设铰。V撑连续梁桥。将墩的上部用两根按V形布置的撑杆代替，从而将连续梁的一个中间支点改为两个，撑杆上端和梁刚性相连。从外形看，可认为这种结构属刚架桥，但从沿梁弯矩分布看，它实质上近于连续梁。如美国长礁（Long Key）桥（1980年,34.4+10136+34.4米，8孔一联），中国在伊拉克承建的摩苏尔4号桥（1983年，44+1056+44米，12孔为一联），均为V撑连续梁。T形刚构桥 简称T构桥。按其发展过程可

8、分为早期T构桥、挂孔T构桥、单铰连续T构桥和反弯点设铰连续T构桥。早期 T构桥。在采用平衡悬臂法从一个桥墩现浇或拼装两相邻的主梁时,将墩和梁用预应力固结起来,以增加施工阶段抗倾覆的稳定性。这样，墩和梁就形成一个T构。随着施工的进展，当两相邻的T构在跨中相遇时，便在该处设置永久性剪力铰，这就是早期 T构桥的形式。其优点是主梁弯矩值不变号，便于配筋；缺点是在桥成之后，当混凝土发生不均匀徐变、收缩及遇到温度变化时，在剪力铰处产生附加剪力，使梁承受附加内力，且在活载作用下在梁跨中设铰处产生较大的转折角，对高速行车不利。如联邦德国的沃尔姆斯公路桥（1952年，101.6+114.2+104.2米），荷兰

9、东斯海尔德公路桥(1965年,55孔91.4米)。它们每跨跨中都有铰。（见彩图）挂孔T构桥。在两个T构之间设一挂孔，这样可以部分地克服早期 T构桥的缺点。如澳大利亚布里斯班河公路桥(1972年,73.2109.2146.3182.942.7米)，在其第2、第4孔内各有25米的挂孔；中国援助苏丹在瓦德迈达尼修建的青尼罗河桥(1976年,225.9+73.0+2120.0+73.0+225.9米),挂孔为25米。中国重庆长江公路桥(1980年，86.5+4138+156.0+174.0+104.5米),挂孔为35米(见彩图)，也是此种体系。单铰连续T构桥。对边跨较短，中跨较长的桥,只在中跨中央设永

10、久性铰,而在其余各跨的T构不设永久性铰，并以另一套配筋将合龙的梁端连成整体，形成连续T构，这是对T构桥的一大改进。如联邦德国本多夫公路桥(1964年,43.0+44.4+70.5+208.0+70.5+44.4+43.0米)，日本滨名公路桥（1976年，55+140+240+140+55米）,中国台湾圆山公路桥(1977年,75+150+142.5+118+43米)等，均只在中跨中央设铰。在反弯点设铰的连续 T构桥。对于跨度相等的多跨桥,将300600米长度之内的诸跨，按一联连续T构布置，再将各联之间所需的伸缩缝，设置在某一跨度的反弯点附近以铰相连，可使梁在受到活载时的挠度及转折角比其在跨中设

11、铰时改善很多,这又是对T构桥的一种改进。如法国的奥莱龙桥（1966年），正桥跨度79米，共26孔,每4孔为一联，在反弯点处设铰；瑞士的贝肯里德桥（1981年）分跨为35+50+5555+40米，每480米设一伸缩缝于跨度的1/5点处。桁架梁桥 以预应力混凝土作为受拉（或拉压）杆件，非预应力的钢筋混凝土作为受压杆件组成。一般先预制杆件，就地浇筑混凝土节点，再在受拉杆件中加预应力；或预制桁段，拼接后再加预应力。1960年联邦德国最早建成芒法尔(Mangfall)连续预应力混凝土桁架梁公路桥,分跨为90+108+90米。苏联萨拉托夫的伏尔加河桥（1965年，106+3166+106米，挂孔46米），

12、澳大利亚的里普桥（1973年,73.6+182.9+73.6米，挂孔37米），中国的湖北黄陵矶桥（1979年，53+90+53米，挂孔16米，（见彩图），均为预应力混凝土悬臂桁架梁公路桥。国外发展现状主跨大于100m的国外预应力混凝土连续梁的建造情况。其中突出桥例，如联邦德国科娇塔尔桥，桥墩高183m的高架多跨连续梁桥，跨径布置为81+7x138+81m，桥面宽31m，仅用8.6-宽单箱截面，箱外挑出长悬臂，每隔7.66-有一斜撑支承悬臂桥面板。国内发展现状我国自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、

13、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。近20年来，我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径90m的哈尔滨松花江大桥、跨径120m的湖南常德沅水大桥、主跨125m的宜昌乐天溪桥、跨径154m的云南六库怒江大桥等。虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在一定差距。想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题：1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连

14、续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。另外，我们在设计桥梁的时候,不仅要考虑结构的耐久性，稳定性，还要考虑技术经济指标，目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指标。但是我认为造价指标不仅要考虑投资额的大小,还要考虑整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续刚构等箱形截面上部结构的比较可以发现：连续刚构体系的技术经济指标较高，所以连续刚构也是未来连续体系的

15、发展方向之一。预应力混凝土T梁桥优点预应力混凝土T形梁桥有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能力较大等优点。T型梁桥在我国公路上修建最多，早在50、60年代，我国就建造了许多T型梁桥，这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。 80年代以来，我国公路上修建了几座具有代表性的预应力混凝上简支T型梁桥（或桥面连续），如河南的郑州、开封黄河公路桥，浙江省的飞云江大桥等，其跨径达到62m，吊装重220t。 T形梁采用钢筋混凝土结构的已经很少了，从16m到50m跨径，大多都是采用预制拼装后张法预应力混凝土T形梁。预应力体系采用钢绞线群锚，在工地预制，吊装架设。其发展趋势为：采用高强、低松弛

16、钢绞线群锚：混凝土标号4060号；T形梁的翼缘板加宽，25m是合适的；吊装重量增加；为了减少接缝，改善行车，采用工型梁，现浇梁端横梁湿接头和桥面，在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束，形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构。 其最大跨径以不超过50m为宜，再加大跨径不论从受力、构造、经济上都不合理了。大于50m跨径以选择箱形截面为宜。 目前的预应力混凝土T形梁采用预应力结构，预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，带来桥面铺装加厚。为了改善这些缺点，建议预制时在台座上设反拱，反拱值可采用预施应力后裸梁上拱值的1/22/3。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题

17、发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一、课题的目的与意义；本设计所编写的是位于浙江龙州大桥预应力简支梁的设计方案，为多跨径不通航大桥。通过完成本毕业设计来掌握预应力混凝土简支T形梁桥桥梁施工技术和施工组织设计原理以及方法。龙州大桥建成后，宁波市区与象山宁海南部的联系将更加紧密。经连象山港大桥及接线、台州湾大桥及接线、乐清大桥及接线之后，浙江省沿海高速公路（甬台温高速公路复线）将最终成形，甬台温高速公路的交通压力将大大缓解。同时，该项目对加强浙东南沿海港口之间以及港口与腹地的联系，提高港口集疏运能力，优化沿海经济产业，促进沿线地区经济社会协调发展等

18、具有重要意义。通过研究施工过程中诸要素之间的合理组织，根据其施工特点，将人力、资金、材料、机械、施工方法等各种因素进行科学地、合理地安排，使之在一定的时间和空间内实现有组织、有计划、有秩序地施工，使其工期短、质量好、成本底、迅速发挥投资效益。二、课题发展现状和前景展望； 为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路等），必须修建各种类型的桥梁和涵洞，因此桥涵是交通线路中的重要组成部分，特别是现代高等级公路以及城市高架道路的修建中，桥梁往往是保证全线早日通车的关键。在经济上一般说来桥梁和涵洞的造价平均占公路总造价的1020%而且随着公路等级的提高，其所占比例还会加大。 目前预应力混凝土已经成为国内外

19、土建工程最主要的一种结构材料，而且预应力技术已经扩大应用到型钢、砖、石、木等各种结构材料，并用以处理结构设计，施工中用常规技术难以解决的各种疑难问题。近年来我国在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了极大进步。近二三十年来，我国预应力混凝土桥梁发展很快，无论在桥型跨度以及施工方法与技术等方面都有突破性进展，不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。 近20年来世界上各国的桥梁工作者致力寻求桥梁结构的功能与经济、美学的辩证统一，创造出不少典型桥例推动了桥梁工程的发展。随着科技的发展，新材料的开发和应用，在桥梁设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段，进行有效的快速优化和仿真分析，运用智能化

20、制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。目前，我国桥梁建设正在与国际接轨，开始向大跨、新型、轻质和美观方向发展。三、课题主要内容和要求； 一、工程概述该桥位于嘉兴，为多孔跨径不通航大桥。二、技术标准设计荷载：公路、级桥面净空：净+人行道设计洪水频率：100年一遇，桥下不通航。桥跨径为270m，设计荷载为I级，行车道数为六车道，截面形式为T梁 主要研究内容：（一）上部结构设计构造及布置1、桥梁上部结构纵断面设计；2、桥梁上部结构横断面设计；3、构造布置与截面形式选定；4、细部尺寸的拟定 （1）主梁布置 （2）主梁梁肋尺寸拟定 （3）主梁翼板尺寸拟定（二）主梁内力计算1、恒载作用

21、内力计算； 2、活载作用内力计算；（三）主梁配筋设计（四）验算（五）行车道板内力计算（六）附属设施设计 1、桥面铺装； 2、防水和排水设备； 3、伸缩缝； 4、防撞墙；主要解决的问题：1、 坚持因地制宜、就地取材、方便施工的原则，合理选用适当的桥型。并能满足快速施工的要求以达到缩短工期的桥梁设计，以提早通车运输上带来大的经济效益。2、 主梁和横隔梁的尺寸选定，要满足设计需求。桥的行车道宽应保证车辆的安全行驶。3、 整个桥梁结构及其各部分构件，在制造。、运输。和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性、4、 结构应便于制造和架设，应尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保

22、证工程质量和施工安全。5、 结合安全性、实用性及经济性设计达到与周围景观协调、美观的效果。采用的理论与方法： 采用理论为与桥梁有关的一系列规范；大学期间所学的专业课知识，主要有桥梁工程、结构设计原理、工程概预算、基础工程、土木工程CAD等。论文框架1、 原始资料及方案比选2、 主梁构造及尺寸拟定3、 主梁截面尺寸验算4、 主梁恒载作用内力计算5、 主梁活载作用内力计算6、 行车道板内计算7、 附属设施设计8、 工程概预算相关图纸资料9、 主要结论10、参考文献四、研究方法、步骤和措施1. 设计课题说明本方向课题要求设计预应力混凝土梁式桥，任务书中将详细给出桥位处的地形、地质条件，设计者应详细研

23、究现场情况，根据该桥的使用任务，通过方案比选，确定桥梁的结构形式和总体布置情况，并进行详细、合理的结构设计。设计结束时，提交相应的设计图和说明书。2. 设计基本过程桥梁结构的设计，一般遵循下列基本过程：1) 方案比选：根据桥梁的功能要求，结合桥位地形、地质，通过方案比选，确定桥型。方案比选主要应考虑以下几方面问题：安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等。方案比选应包括：(1) 桥梁型式思路要宽广，可暂不管经济、美观与否都可提出，可不拘材料类型，或可同时考虑上、中、下承式各种桥型。总之，凡具有一定优点而有可能实现的体系，均可提出。(2) 截面类型在确定桥梁型式后，对各种可能采用的截面型式进行

24、比选。(3) 墩柱型式应使上下部协调一致，轻巧美观，与城市环境和谐、匀称。墩台选型一般服从梁部型式，此外，也受占地、道路、通视等限制。方案评比的主要内容是：材料(造价)、施工设备和能力、工期、养护和维修运营、抗震性能、修复、跨线条件、美观。方案比选阶段的工作成果，归结为绘制方案图与编制说明书。方案图应绘制纵向立面图、横向剖面图和平面图。各方案图上除应注明必要的数据外，还应列出方案的主要材料数量，并附注各项说明，诸如图面比例、采用规范名称、荷载等级等。说明书应包括：设计任务、编制方案的根据和原则、方案评比的论证、工程材料的估算和依据等。说明书言简意赅，其中引用的文献资料名称以及冗繁的计算过程均应

25、列入附录备查。2) 桥梁上部结构设计结构设计是根据方案评比后的推荐方案进行设计计算或根据教学要求，由指导教师指定某一方案进行设计。结构设计的主要内容包括：(1) 详拟上部结构尺寸。针对选定的桥型方案，结合施工方法，确定相应的结构形式，并初步给定结构各构件的材料与尺寸，特别应满足构造要求。实际工作中可参考相应的标准图。具体确定桥面铺装的做法，选定附属设施。(2) 主梁的设计。主梁内力计算根据桥梁的结构形式和桥梁所处的环境及其功能，确定桥梁可能受到的荷载作用，如恒载、车辆荷载、车道荷载、人群荷载、风荷载、地震作用、温度作用等然后进行结构在各种荷载作用下的内力分析。特别注意，对于汽车荷载的计算，应选

26、用适当的横向分布系数的计算方法。内力组合：确定主梁在各种荷载组合作用下的内力，并确定控制内力。预应力筋的估算和布置依据组合而得的控制内力初步估计预应力筋的数量，并进行合理的布置。预应力损失计算依据现行桥规(JTGD62-2004)的相应规定，计算预应力损失。主梁截面验算进行结构在施工阶段与运营阶段的承载力与变形验算。如果验算结果过于富余或不满足，应调整主梁的截面尺寸或预应力筋的配置。(3) 横隔梁的设计。横隔梁内力计算首先应选定合适的横隔梁模型和恰当的计算方法，原则上，横隔梁的计算方法应与主梁的计算方法相对应。横隔梁的恒载内力一般较小，可予以忽略，但仍应采用极限状态的方法对荷载进行组合。应分别

27、计算最大正弯矩和最大负弯矩。横隔梁配筋及验算横隔梁一般跨径不大，采用钢筋混凝土一般能达到跨径的要求，所以可通过计算配置普通钢筋，确实需要时，也可采用预应力混凝土结构。对应于最大正弯矩和最大负弯矩，横隔梁的配筋分为正弯矩筋和负弯矩筋。由于横隔梁中的剪力较小，一般不需通过计算配置专门的受剪钢筋。(4) 行车道板的设计行车道板内力计算计算行车道板内力之前，首先应判断行车道板的类型，从而得到其受力图式。行车道板上的荷载最主要的是恒载和汽车荷载。特别应注意荷载分布宽度的概念。行车道板配筋及验算根据行车道板的悬臂长度和所受荷载的大小，可能采用钢筋混凝土材料，也可能采用预应力混凝土材料。配筋时，一般取沿纵向1m宽的板条进行计算。特别值得一提的是，应注意行车道板控制弯矩的符号，注意主筋的布置位置。3) 支座的设计根据桥梁的结构形式和跨径大小，选定合理的支座类型。当前在公路桥梁和城市桥梁中，采用较多的为橡胶支座。对于板式橡胶支座可进行详细的设计计算，对于盆式橡胶支座，限于条件，可仅提供相应的技术参数和要求。4) 桥梁墩、台的设计(1) 桥墩的设计： 确定桥墩类型，详拟桥墩各部分的尺寸结合方案比选，确定桥墩类型，并详拟桥墩各部分的尺寸。特别强