变截面连续梁桥课程设计开题报告

1、变截面连续梁桥课程设计开题报告一、本课题题设计（研研究）的的目的：(一)对毕毕业生的的要求1、熟悉桥桥梁设计计的整个个过程,加强对对规范手手册的了了解和应应用；2、掌握桥桥梁的基基本概念念，增强强综合运运用各种种所学知知识的能能力；3、提高桥桥梁结构构分析能能力和运运用电算算能力，使使用商业业软件或或者其他他计算程程序；4、熟练掌掌握woord、exccel操作，提提高CAAD绘图图水平和运运用桥梁梁计算软软件的水水平；5、培养独独立解决决实际问问题的能能力；6、培养严严肃认真真，一丝丝不苟的的学习态态度和刻刻苦钻研研、勇于于创新的的科学精精神。（二）技术术参数要要求1按设计计任务书书、指导导

2、书及桥桥位河床床地质断断面图进进行设计计；2设计跨跨径：3099m；3设计荷荷载：公公路级； (三)总总体设计计原则： 结结合本项项目的主主要控制制因素及及人文、生生态环境境等特点点，桥梁梁设计遵遵循技术术先进、安安全可靠靠、适用用耐久、经经济合理理的要求求，利于于环保、便便于施工工和养护护的原则则进行综综合考虑虑，力求求技术先先进，经经济合理理，采用用新结构构、工艺艺，反映映新世纪纪建桥水水平，体体现“节约全全寿命周周期成本本”的理念念。桥梁梁的功能能性是本本桥设计计的根本本指导思思想，在在满足功功能的前前提下，注注重桥梁梁美观。 设计的的总体思思想为：1）根据地地形、地地物、地地质条件件，

3、路线线平纵线线形等因因素合理理进行桥桥孔布置置，桥梁梁孔跨及及基础布布置因地地制宜，使使桥梁整整体线形形与地形形协调，尽尽量减少少对环境境的扰动动；2）采用合合理的桥桥梁结构构形式及及新技术术、新材材料，保保证桥梁梁的使用用性能；3）依据本本地区的的运输能能力，采采用新结结构、新新工艺，拟拟定合理理、可行行的桥梁梁主体结结构构件件规模；充分考虑桥桥梁结构构耐久性性及合理理有效的的施工方方案及施施工组织织，减少少施工环环节，确确保大桥桥快捷、优优质建成成；4）注重桥桥梁的景景观效果果。二、设计（研研究）现现状和发发展趋势势（文献献综述）：随着经济的的发展，公公路桥梁梁也是飞飞速发展展。经过过几十

4、年年的努力力，我国国的桥梁梁工程无无论在建建设规模模上，还还是在科科技水平平上，均均已跻身身世界先先进行列列。各种种功能齐齐全、造造型美观观的立交交桥、高高架桥，横横跨长江江、黄河河等大江江大河的的特大跨跨度桥梁梁，如雨雨后春笋笋频频建建成。本本设计共共涉及到到了连续续刚构桥桥、连续续梁种桥桥梁结构构，下面面就对这这三种桥桥梁结构构的特点点和发展展趋势进进行简要要的分析析。(一)连续续钢构桥桥（a）特点点连续刚构桥桥实际上上是一种种墩梁固固结的连连续连桥桥，其特特点是：跨越能能力大，受受力合理理，结构构整体性性能好，抗抗震能力力强，抗抗扭潜力力大，造造型简单单，维护护方便。主主梁连续续、梁墩墩

5、固结，既既保持了了连续梁梁无伸缩缩缝、行行车平顺顺的优点点，又保保持了TT型刚构构桥不设设支座、施施工时不不需临时时固结的的优点，便便于悬臂臂施工，且且具有很很大的顺顺桥向抗抗弯刚度度和横向向抗扭刚刚度，能能很好地地满足较较大跨径径桥梁的的受力要要求。另另外，双双薄壁墩墩的柔性性对桥梁梁承受温温度变形形、减小小墩身材材料、削削减墩顶顶负弯矩矩及增加加施工稳稳定性都都有一定定的益处处。跨径径在2000m3300mm范围内内，连续续梁桥在在跨越能能力方面面（目前前国内外外跨径超超过2000m的连续续梁寥寥寥无几）、拱拱桥在施施工简易易方面以以及斜拉拉桥和吊吊桥在经经济指标标方面都都明显不不如连续续

6、刚构桥桥。因此此，尽管管其起步步较晚，但但近二十十年来却却得到了了较大发发展。(b)现状状及发展展趋势近年来，各各国修建建PC连续刚刚构桥很很多，随随着世界界经济发发展，PC连续刚刚构桥将将得到更更快发展展。19998年挪威威建成了了世界第第一sttolmma桥（主主跨301米）和和世界第第二拉夫夫特桥（主主跨298米），将将PC连续刚刚构桥跨跨径发展展到顶点点。我国国于19888年建成成的广东东洛溪大大桥（主主跨180米），开开创了我我国修建建大跨径径PC连续刚刚构桥的的先例，十十多年来来，PC梁桥在在全国范范围内已已建成跨跨径大于于120米的有74座。世世界已建建成跨度度大于240米PC梁

7、桥17座，中中国占7座，其其中西部部地区占占5座（表表五）。19997年建成成的虎门门大桥副副航道桥桥（主跨跨270米）为为当时PC连续刚构构世界第第一。近近几年相相继建成成了泸州州长江二二桥（主主跨2552米）、重重庆黄花花园大桥桥（主跨跨250米）、黄黄石长江江大桥（主主跨245米）、重重庆高家家花园桥桥（主跨跨240米）、贵贵州六广广河大桥桥（主跨跨240米），近近期还将将建成一一大批大大跨径PC连续刚刚构桥。我我国大跨跨径PC连续刚刚构桥型型和PC梁桥型型的建桥桥技术，已已居世界界领先水水平。连连续刚构构桥一般般不设铰铰也不设设挂梁，除除桥面连续行车平平顺外更更重要的的是梁体体的内力力

8、分布更更加合理理能充分分发挥高高强材料料的作用用，有利利于增大大跨径。但是，刚构构桥也有有其自身身的缺陷陷。目前前一些大大跨径预预应力混混凝土连连续刚够够桥出现现的病害害主要集集中在两两个方面面：一是是主梁的的跨中下下挠问题题，二是是箱梁的的开裂问问题，包包括主梁梁腹板边边跨靠近近现浇段段及中跨跨1/44L3/88L段腹板板出现的的斜裂缝缝、主梁梁箱梁地地板跨中中部分预预应力张张拉锚固固后出现现的纵向向裂缝及及墩顶横横隔板的的竖向和和横向裂裂缝等。 连续刚刚构病害害的产生生，究其其原因可可以归纳纳为设计计、施工工、材料料、运营营管理等等四个方方面。这这里主要要谈设计计方面的的原因。（二）预应应

9、力混凝凝土连续续梁桥特点两跨或两跨跨以上连连续的梁梁桥，属属于超静静定体系系。连续续梁在恒恒活载作作用下，产产生的支支点负弯弯矩 HYPERLINK /picview/137427/137427/0/f7426d8d68490801b31bbaf7.html，对跨中中正弯矩矩有卸载载的作用用，使内内力状态态比较均均匀合理理，因而而梁高可可以减小小，由此此可以增增大桥下下净空，节节省材料料，且刚刚度大，整整体性好好，超载载能力大大，安全全度大，桥桥面伸缩缩缝少，并并且因为为跨中截截面的弯弯矩减小小，使得得桥跨可可以增大大。连续梁桥在在结构重重力和汽汽车荷载载等恒、活活载作用用下，主主梁受弯弯，跨

10、中中截面承承受正弯弯矩，中中间支点点截面承承受负弯弯矩，通通常支点点截面负负弯矩比比跨中截截面正弯弯矩大。作作为超静静定结构构，温度度变化、混混凝土收收缩徐变变、基础础变位以以及预加加力等会会使桥梁梁结构产产生次内内力。预应力混凝凝土连续续梁桥适适宜于修修建跨径径从300m到100多m的中等等跨径和和大跨径径的桥梁梁。当跨跨径大于于70m时，主主梁应采采用变截截面形式式，加大大靠近支支点附近近的梁高高，能降降低跨中中的设计计弯矩，又又能适应应抵抗支支点处剪剪力很大大的要求求。变截面形式式的大跨跨径预应应力混凝凝土连续续梁桥，立立面一般般采用不不等跨布布置。一一般边跨跨为中跨跨的0.66-0.8

11、倍左右右，其底底曲线可可以采用用二次抛抛物线、折折线、和和介于折折线和二二次抛物物线之间间的1.55-1.8次抛物物线变化化形式。根根据已建建成桥梁梁的资料料分析，支支点界面面的梁高高H支约为中中跨的1/116-11/188，跨中中梁高约约为1/11.5-1/22.5HH支。（b）现状状及发展展趋势预应力混凝凝土连续续梁桥的的发展趋趋势随着着预应力力技术不不断发展展以及高高强轻质质材料的的相继问问世，桥桥梁的发发展方向向应是新新型、大大跨、轻轻质和美美观、环环保、人人性化。而而桥梁的的每次重重大技术术发展都都是和材材料、施施工工艺艺、结构构体系等等密切联联系的。高高强轻骨骨料混凝凝土是今今后建

12、桥桥材料的的主攻方方向在一一些发展展中国家家，绝大大多数桥桥梁工程程结构均均采用混混凝土材材质，其其原因除除了混凝凝土材料料本身优优越的工工程特点点之外，主主要是其其组成材材料来源源丰富、价价格便宜宜，而且且生产的的能源消消耗少，成成本低廉廉。但普普通混凝凝土材料料有其固固有的不不足之处处，最主主要的缺缺点是比比强度（材材料强度度材料料容重）很很小，以以致混凝凝土桥梁梁恒载在在总荷载载中所占占的比例例很大，承承载力利利用系数数很低，无无法适应应大跨径径桥梁的的要求。为为了克服服普通混混凝土的的上述缺缺点，研研制及应应用高强强轻骨料料混凝土土是国内内、外工工程界共共同的追追求。高高强轻骨骨料混凝

13、凝土与同同强度等等级的普普通混凝凝土相比比，自重重可以减减轻，并并且具有有更高的的耐久性性、很好好的抗震震性能且且无碱集集料反应应危害等等特点，适适用于恒恒载占有有较大比比例的工工程结构构，如大大跨径桥桥梁和大大跨度空空间结构构，尤其其适合于于在软土土地基、地地震区或或碱骨料料反应多多发区建建造大跨跨径桥梁梁，是未未来建桥桥材料的的发展趋趋势。其其次，工工厂化、自自动化是是桥梁施施工发展展的必然然趋势当当前新规规划桥梁梁建设或或既有桥桥梁改造造项目很很多采用用大节段段、大块块件结构构工厂预预制，大大吨位吊吊船或架架桥机现现场快速速安装。一一座数千千米长的的特大桥桥的墩台台、桥塔塔、梁体体安装仅

14、仅需半年年左右即即可完成成，连续续梁桥通通常是将将35孔做成成一联，在在一联内内没有桥桥面接缝缝，行车车较为舒舒适。连连续梁桥桥施工时时，可以以先将主主梁逐孔孔架设成成简支梁梁，然后后互相连连接成为为连续梁梁。或者者从墩台台上逐段段悬伸加加长最后后连成为为连续梁梁。近一一、二十十年，在在架设预预应力混混凝土连连续梁时时，成功功的采用用了顶推推法施工工，即在在桥梁一一端（或或两端）路路堤上逐逐段连续续制作梁梁体逐段段顶向桥桥孔，使使施工较较为方便便。连续续梁桥主主梁内有有正弯矩矩和负弯弯矩，构构造比较较复杂。预预应力体体系采用用钢绞线线群锚，在在工地预预制，吊吊装架设设。其发发展趋势势为：采采用

15、高强强、低松松弛钢绞绞线群锚锚，混凝凝土标号号4060号；T型梁的的翼缘板板加宽，25米是合合适的；吊装重重量增加加；为了了减少接接缝，改改善行车车，采用用工型梁梁；在桥桥面现浇浇混凝土土中布置置负弯矩矩钢束，形形成比桥桥面连续续更进一一步的“准连续”结构由由于预应应力结构构可以有有效地避避免混凝凝土开裂裂，能充充分发挥挥高强材材料的特特性，促促使结构构轻型化化，预应应力混凝凝土连续续梁桥具具有比钢钢筋混凝凝土连续续梁桥较较大的跨跨越能力力，加之之它具有有变形和和缓、伸伸缩缝少少、刚度度大、行行车平稳稳、超载载能力大大、养护护简便等等优点，所所以在近近代桥梁梁建筑中中已得到到越来越越多的应应用

16、。 连续梁梁桥示意意图设计思路桥梁方案比比选应根根据实际际情况，选选用各种种桥型（如如梁、拱拱、吊、组组合体系系等）和和跨径，拟拟定主要要尺寸，绘绘出比选选方案图图，计算算工程数数量，主主体工程程费用。列列出各方方案的优优缺点，得得出推荐荐方案。在在分析方方案时，应应注意以以下问题题：1)经济上上的比较较，包括括工程施施工阶段段，运营营阶段的的各种费费用；2)劳动力力数量、三三大材料料（钢材材、木材材和水泥泥）的消消耗量比比较；3)施工难难易程度度比较。3、设计方方案3.1方案案一：刚刚构-连续组组合体系系梁桥 连续续刚构桥桥常用于于大跨、高高墩的结结构中，桥桥墩纵向向刚度较较小，在在竖向荷荷

17、载作用用下，基基本上属属于一种种无推力力的结构构，而上上部结构构具有连连续梁施施工的一一般特点点。连续续刚构桥桥的另一一个特点点是主梁梁保持连连续，这这样既保保持了连连续梁无无伸缩缝缝、行车车平顺的的优点，有有保持了了T构不须须设大吨吨位支座座的优点点，同时时避免了了连续梁梁（存在在临时固固结和体体系转换换）和T构（存存在伸缩缩缝问题题）两者者的缺点点，养护护工作量量小。（1）桥型型孔径布置置45+733*3+45=3099m预应应力混凝凝土变截截面连续续刚构桥。边边跨与主主跨的比比值为0.577，主梁梁受力较较为合理理。整体布置图图见图1图1刚构桥桥方案纵纵截面设设计面布布置图（单单位cm）

18、（2）上部部结构横断面布置置采用C双悬臂臂矩形单单箱单室室的变高高度箱形形截面，箱梁宽13米，为方便施工同时价低造价，采用大悬臂单箱单室结构。箱底宽7.2米，翼缘悬臂长2.9米。（3）下部部结构该桥属于高高墩桥型型，故可可采用竖竖直单肢肢薄壁墩墩身,墩高为27m，壁总总厚为3m，横桥桥向总宽宽取与箱箱梁底同同宽7.22m，每片片壁的横横截面采采用矩形形空心截截面，基基础采用用直径为为2.00m的钻孔孔灌注桩桩。（4）施工工工艺上部构造在在墩顶（0号块）处处以横向向贯通的的横隔板板将两单单桥连为为整体，以以提高上上部结构构施工稳稳定性。上上部构造造使用挂挂篮悬浇浇施工。3.2方案案二：变变截面连

19、连续梁桥桥上属当连续续梁的主主跨跨径径接近或或大于70mm 时，若若主梁仍仍采用等等截面布布置，在在恒载和和火灾作作用下，主主梁支点点截面的的负弯矩矩将比跨跨中截面面的正弯弯矩大得得多，从从受力上上讲就显显得不太太合理且且不经济济，这时时，采用用变截面面连续梁梁桥更符符合受力力要求，高高度变化化基本上上与内力变化相相适应。连续梁桥（1）孔径径布置45+733*3+45=3099m跨预应力力混凝土土变截面连连续梁桥，边跨跨与主跨比为00.6116，主梁梁受力较较为合理理。之所所以设置置边主跨跨比为0.6616，是因因为该桥桥梁是怎怎海上施施工，采采用悬臂臂浇筑施施工，为为了方便便边跨施施工而采采

20、用的。整体布置图图见图2.（2）上部部结构横断面布置置采用C双悬臂臂矩形单单箱单室室的变高高度箱形形截面，箱梁宽13米，为方便施工同时价低造价，采用大悬臂单箱单室结构。箱底宽7.2米，翼缘悬臂长2.9米。（3）下部部结构该桥属于高高墩桥型型，故可可采用竖竖直单肢肢薄壁墩墩身,墩高为27m，壁总总厚为3m，横桥桥向总宽宽取与箱箱梁底同同宽7.22m，每片片壁的横横截面采采用矩形形空心截截面，基基础采用用直径为为2.00m的钻孔孔灌注桩桩。（4）施工工工艺墩梁临时固固结，上上部构造造在墩顶顶（0号块）处处以横向向贯通的的横隔板板将两单单桥连为为整体，以以提高上上部结构构施工稳稳定性。上上部构造造使

21、用挂挂篮悬浇浇施工。 表1 方案比比选方案序号设计方案一设计方案二桥型刚构-连续组合体系梁桥表截面连续梁适用性 1、常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小。 2、主梁保持连续，这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，有保持了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。 3、行车舒适性较好。1、对地基承载力的要求较连续刚构低，若地基发生过大的不均匀沉降，连续梁可通过调整墩顶支座的高程，抵消下沉来补救。2、适合悬臂浇筑和悬臂拼装两种施工。安全性 1、刚度大，稳定性强。1、跨度适中2、安全性较好。美观性全桥线条简洁明快，与周围环境协调好。全桥线条简洁明快，与周围环境协调好。

22、4、方案比比选 综上上所述，并并结合桥桥梁设计计所采用用的安全全可靠、经经济合理理、适用用耐久、技技术先进进、美观观、环保保以及可可持续发发展的原原理综合合考虑，本人认为选取方案二（连续梁)较为合适。四、设计（研研究）进进度计划划：3-4 周 翻译、开开题报告告、方案案比选，推推荐最优优方案5周拟定结结构尺寸寸，选取取计算简简图或内内力计算算6周内力计计算或程程序调试试与基本本数据准准备6-8周内内力计算算、作用用效应组组合和绘绘制包络络图9-10 周钢钢筋数量量估算及及布置11-122周验算算及资料料整理13-144周绘制制施工图图15周编写写设计说说明书、整整理译文文、英文文摘要16周整理理、修改改及交稿稿17周毕业业答辩及及其准备备五、参考文文献：1 JJTG B011-20003, 公路工工程技术术标准S. 北京：人民交交通出版版社，20004.2 JJTG D600-20004, 公路桥桥涵设计计通用规规范S. 北京：人民交交