1、華東交通大學理工學院本科生畢業設計（論文）開題報告 題 目： 3-16m鋼筋混凝土T型簡支梁橋設計 分 院： 土建分院 專 業： 橋梁工程 班 級： 10t鐵道2班 學 號： 2010001010523 姓 名： 鄧紹贇 指導教師： 陳劍毅 填表日期： 2014 年 3 月 1 日一、本課題設計（研究）的目的： （1）通過畢業設計系統地鞏固基本理論知識和專業知識，能綜合運用所學課程自主創新，培養學生分析問題和解決問題的能力； （2）掌握設計原則、設計方法、步驟，提高計算、繪圖、查閱文獻、使用橋梁規范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，從而深入了解公路預應力混凝土橋梁在橋式方案比選

2、、結構計算及施工架設等方面的設計規范、計算方法及設計思想等內容和要求，為畢業后從事橋梁技術工作打好基礎；(3) 通過橋梁畢業設計，使大家運用所學的課程知識，系統地訓練和分析，以便掌握橋梁的基本理論，基本知識，基本的計算方法；(4) 通過橋梁畢業設計，不斷提高計算、繪圖，查閱文獻（包括外文文獻），使用規范手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，了解生產設計的主要內容和要求，掌握設計原則、設計方法、設計步驟；(5) 通過橋梁畢業設計，系統地掌握WORD，CAD，橋梁電算等程序的基本技能，并且可以熟練的運用；(6) 樹立正確的設計思想以及嚴謹負責、實事求是、刻苦鉆研、用于創新的作風，為橋梁

3、建設事業服務二、設計現狀和發展趨勢：我國改革開放以來，路、橋建設得到了飛速的發展，對改善人民的生活環境，改善投資環境，促進經濟的騰飛，起到了關鍵性的作用。橋梁工程在工程規模上約占道路總造價的10%20%，它同時也是保證全線通車的咽喉，特別在戰時，即便是高技術戰爭，橋梁工程仍具有非常重要的地位。隨著科學技術的進步和經濟社會文化水平的提高，人們對橋梁建筑提出了更高的要求。經過幾十年的努力，我國的橋梁工程無論在建設規模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進行列。橋梁按受力體系可分為一下幾種：1. 梁式橋梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構，由于外力（恒載和活載）的作用方向與承重結構的軸線接近

4、垂直，因而與同樣跨徑的其他結構相比，梁橋內產生的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強的材料來建造。對于中、小跨徑橋梁，目前在公路上應用最廣的是標準跨徑的鋼筋混凝土簡支梁橋，施工方法有預制裝配和現澆兩種，這種梁橋的結構簡單，施工方便，簡支梁對地基承載力的要求也不高。（1）簡支T型梁 T形梁采用鋼筋混凝土結構的已經很少了，從16m到5Om跨徑（帶馬蹄形而未加寬的T型截面適用跨徑在30m以內，底部加寬的T型截面適用跨徑在30-50m以內的預應力混凝土橋梁），都是采用預制拼裝后張法預應力混凝土T形梁。預應力體系采用鋼絞線群錨，在工地預制，吊裝架設。其發展趨勢為：采用高強、低松弛鋼絞線群錨：混凝土標號40

5、60號；T形梁的翼緣板加寬，25m是合適的；吊裝重量增加；為了減少接縫，改善行車，采用工型梁，現澆梁端橫梁濕接頭和橋面，在橋面現澆混凝土中布置負彎矩鋼束，形成比橋面連續更進一步的“準連續”結構。 （2）連續箱形梁橋等截面箱形連續梁橋的適用跨徑以40-60m為宜，當主跨跨徑接近或大于70m時，宜采用變截面連續梁橋。另外截面能適應各種使用條件，特別適合于預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋。箱梁截面有單箱單室、單箱雙室（或多室），早期為矩形箱，逐漸發展成斜腰板的梯形箱。由于連續箱梁在構造、施工和使用上的優點，近年來建成預應力混凝土連續箱梁橋較多。其發展趨勢為：減輕結構自重，采用高標號混凝土4060號；隨

6、著建筑材料和預應力技術發展，其跨徑增大，葡萄牙已建成250m的連續箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經濟的。大跨徑連續箱粱要采用大噸位支座，如南京二橋北汊橋165m變截面連續箱梁，盆式橡膠支座噸位達65O0kN。這種樣大噸位支座性能如何？將來如何更換等一系列問題有待研究。2. 拱式橋拱式橋的主要承重結構是拱圈和拱肋（拱圈橫截面設計成分離形式時稱為拱肋）。拱結構在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力。同時，根據作用力和反作用力原理，墩臺向拱圈（或拱肋）提供一對水平反力將大大抵消在拱圈（或拱肋）內由荷載所引起的彎矩。因此，與同跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多，鑒于拱橋的承重結構以受壓為

7、主，通常采用抗壓能力強的圬工材料和鋼筋混凝土來建造。拱橋不僅跨越能力很大，而且外形酷似彩虹臥波，十分美觀，在條件許可的情況下，修建拱橋往往是經濟合理的，一般在跨徑500m以內均可作為比選方案。但應當注意，為了確保拱橋的安全，下部結構和和體積（特別是橋臺）必須能經受住很大的水平推力作用。此外，與梁式橋不同，由于拱圈（或拱肋）在合攏前自身不能維持平衡，因而拱橋在施工過程中的難度和危險性要遠大于梁式橋。根據近年的實踐，鋼筋混凝土拱橋自重較大，跨越能力比不上鋼拱橋，但是，因為鋼筋混凝土拱橋造價低，養護工作量小，抗風性能好等優點，仍被廣泛采用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區。 3. 剛構橋 剛構橋的主要承

8、重結構是梁（或板）與立柱（或豎墻）整體結合在一起的剛架結構，梁和柱的連結處具有很大的剛性，以承擔負彎矩的作用。在豎向荷載作用下，柱腳處具有水平反力，梁部主要受彎，但彎矩值較同跨徑的簡支梁小，梁內還有軸壓力，因而其受力狀態介于梁橋和拱橋之間，剛架橋跨中的建筑高度可做到很小。但普通鋼筋混凝土修建的剛架橋在梁柱剛結處較易產生裂縫，需在該處多配鋼筋。剛架橋一般均需承受正負彎矩的交替作用，橫截面宜采用箱形截面，連續剛構橋主梁受力與連續梁相近，橫截面形式與尺寸也與連續梁基本相同。 （1）T型剛構這種結構體系有致命弱點。從60年代起到80年代初，我國公路橋梁修建了幾座T形剛構橋，如著名的重慶長江大橋和滬州長

9、江大橋，80年以后這種橋型基本不再修建了，這里不贅述。（2）連續剛構橋 連續剛構橋也是預應力混凝土連續梁橋之一，一般采用變截面箱梁。連續剛構可以多跨相連，也可以將邊跨松開，采用支座，形成剛構一連續梁體系。一聯內無縫，改善了行車條件；梁、墩固結，不設支座；合理選擇梁與墩的剛度，可以減小梁跨中彎矩，從而可以減小梁的建筑高度。所以，連續剛構保持了T形剛構和連續梁的優點。連續剛構橋適合于大跨徑、高墩。高墩采用柔性薄壁，如同擺柱，對主梁嵌固作用減小，梁的受力接近于連續梁。柔性墩需要考慮主梁縱向變形和轉動的影響以及墩身偏壓柱的穩定性；墩壁較厚，則作為剛性墩連續梁，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。由于連續剛構

10、受力和使用上的特點，在設計大跨徑預應力混凝土橋時，優先考慮這種橋形。當然，橋墩較矮時，這種橋型受到限制。近年來，我國公路上修建了幾座著名的預應力混凝土連續剛構橋，如廣東洛溪大橋，主孔180m；湖北黃石長江大橋，主孔3×245m；廣東虎門大橋副航道橋，主孔270m，為目前世界同類橋中最大跨徑。我國的預應力混凝土連續剛構橋，幾乎都采用懸臂澆筑法施工。一般采用5060號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。4. 懸索橋懸索橋（也稱吊橋）是用懸掛在塔架上的強大纜索作為主要承重結構，在橋面系豎向荷載作用下，通過吊桿使纜索承受很大的拉力，纜索錨于懸索橋兩端的錨碇結構中，為了承受巨大的纜索拉力，錨碇結構

11、需做的很大（重力式錨碇），或者依靠天然完整的巖體來承受水平拉力（隧道式錨碇），纜索傳至錨碇的拉力可分解為垂直和水平兩個分力，因而懸索橋也是具有水平反力（拉力）的結構。現代懸索橋廣泛采用高強度的鋼絲成股編制形成鋼纜，以充分發揮其優良的抗拉性能。懸索橋的承載系統包括纜索、塔柱和錨碇三部分，因此結構自重較輕，能夠跨越任何其他橋型無法達到的特大跨度，懸索橋的另一特點是，受力簡單明了，成卷的鋼纜易于運輸，在將纜索架設完成后，便形成了一個強大的結構支承系統，施工過程中的風險相對較小。在所有橋梁體系中，懸索橋的剛度最小，屬柔性結構，在車輛荷載作用下，懸索橋將產生較大的變形，例如跨度1000m的懸索橋，在車輛

12、荷載作用下，L/4區域的最大撓度可達3m左右。另外，懸索橋風致振動及穩定性在設計和施工中也需予特別的重視。懸索橋是特大跨徑橋梁的主要形式之一，可以說是跨千米以上橋梁的唯一橋型（從目前已建成橋梁來看說是唯一橋型）。但從發展趨勢上看，斜拉橋具有明顯優勢。但根據地形、地質條件，若能采用隧道式錨碇，懸索橋在千米以內，也可以同斜拉橋競爭。根據理論分析，就目前的建材水平，懸索橋的最大跨徑可達到3500m左右。當然還有規劃中更大跨徑的懸索橋。懸索橋跨徑增大，如上所述當跨徑達3500m時，動力問題將是一個突出的矛盾，所以，對特大跨橋梁，已提出用懸索橋和斜拉橋相結合的“吊拉”橋型。懸索橋結合地形、地質、水文可采

13、用單跨懸吊、雙跨不對稱懸吊和三跨懸吊。據查，世界上懸索橋多為單跨懸吊，其次是不對稱雙跨和三跨簡支懸吊。三跨懸吊連續體系最少。丹麥大帶橋，三跨懸吊連續，其跨徑為535m1624m535m；中國的廈門海滄大橋，三跨懸吊連續，其跨徑為 230m648m23Om，可稱世界同類橋梁的第二位。主纜的施工方法：空中紡線法（AS）；索股法（PWS）。我國幾座懸索橋均采用PWS法。索股采用5mm鍍鋅鋼絲，由91或127根5組成一根索股，根據受力鋼纜由不同數量索股組成。我國今后還會在長江、海灣修建更大跨徑的懸索橋；一般加勁梁仍用鋼箱；塔、錨用混凝土，但應對大體積混凝土水化熱的冷卻降溫措施加以研究；懸索橋風動穩定還

14、需進一步研究；鋼箱梁的橋面鋪裝，我國已建成的幾座懸索橋，都存在問題，今后應進一步研究鋼箱梁橋面鋪裝材料、鋼箱除銹、清潔、鋪裝的粘結以及施工工藝等。5 斜拉橋斜拉橋由塔柱、主梁和斜拉索組成。它的基本受力特點是：受拉的斜索將主梁多點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱，在通過塔柱基礎傳至地基，塔柱基本上以受壓為主。跨度較大的主梁就像一條多點彈性支承（吊起）的連續梁一樣工作，從而使主梁內的彎矩大大減小。由于同時受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構件，斜拉橋屬于高次超靜定結構，主梁所受彎矩大小與斜拉索的初張力密切相關，存在著一定最優的索力分布，使主梁在各種受力狀態下的彎

15、矩（或應力）最小。斜拉橋是我國大跨徑橋梁最流行的橋型之一。目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有3O余座，僅次于德國、日本，而居世界第三位。而大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。我國一直以發展混凝土斜拉橋為主，近幾年我國開始修建鋼與混凝土的混合式斜拉橋，如武漢長江第三大橋，主跨618m。我國斜拉橋的主梁形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式；鋼梁以正交異性極鋼箱為主，也有邊箱中板式。 未來的橋梁將向更長、更大、更柔方向發展，也將更加注重橋梁美學及環境保護。新中國橋梁建設水平取得了突飛猛進的發展，公路鐵路兩用橋向著大跨度、重荷載、高時速方向發展。3、 本課題設計內容1.重點：1) 方案比選，確定最優

16、方案；2) 擬定主要結構尺寸；3) 選取計算簡圖，進行結構內力計算；4) 配筋設計計算；5) 強度、剛度、穩定性計算；6) 施工圖繪制。2.難點：1) 正確選取計算簡圖，利用電算進行結構內力計算。2) 配筋設計計算及復核。3.研究途徑：1) 廣泛查閱文獻資料；2) 充分利用網絡資源查閱相關內容；3) 利用橋梁電算程序處理很分析數據；4) 學習諸如橋梁博士等專業軟件進行設計計算； 5) 請教老師，幫助解決疑難問題。 4、 本課題設計方案（3×16）m預應力混凝土簡支T型梁橋本橋的橫截面采用T型截面。防收縮鋼筋采用下密上疏的要求布置所有鋼筋的焊縫均為雙面焊，因為該橋的跨度較大，預應力鋼筋

17、采用特殊的形式布置，這樣不僅有利于抗剪，而且在拼裝完成后，在橋面上進行張拉，可防止梁上緣開裂。優點：制造簡單，整體性好，接頭也方便，而且能有效的利用現代高強材料，減少構件截面，與鋼筋混凝土相比，能節省鋼材，在使用荷載下不出現裂縫等。缺點：預應力張拉后上拱偏大，影響橋面線形，使橋面鋪裝加厚等。施工方法：采用預制拼裝法施工，即先預制T型梁，然后用大型機械吊裝的一種施工方法。五、工作進度工作進度畢業設計工作任務進度安排1.熟悉、準備資料,方案比較,擬定推薦方案的結構尺寸,交方案比選(開題)報告和圖紙，英文文獻翻譯第14周2.方案上部結構設計計算第38周3.配筋計算及驗算，進行中期檢查第910周4.橋

18、面板、橫隔板等設計及計算第11周5下部結構設計計算、配筋、驗算第1314周6.整理資料，匯總成果、繪制施工圖第15周7.修改文件及圖紙，成稿，準備答辯第16周8. 答辯第17周9.提交成果第17周六、參考文獻 1 JTJ01-1997.公路工程技術標準S.北京:人民交通出版社,19972 JTG D60-2004.公路橋涵設計通用規范S.北京:人民交通出版社,2004.3 JTG D61-2005.公路圬工橋涵設計規范S.北京:人民交通出版社，20054 JTG D62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力橋梁設計規范S.北京:人民交通出版社,2004.5 JTG D60-1985.公路橋涵地基與基礎設計規范S. 北京:人民交通出版社,1985.6 張健仁、朱劍橋編M.鋼筋混凝土與磚石結構。7 邵旭東.橋梁工程（上、下冊）M.北京:人民交通出版社,2004.8 顏東煌，李學文.橋梁電算M.長沙:湖南大學出版社,1999.9 李傳習，夏桂云.大跨度橋梁結構計算理論M.北京:人民交通出版社,2002.10 周念先.橋梁方案比選M.上海:同濟大學出版社,1997.11 王文濤.剛構-連續組合梁橋M.北京:人民交通出版社,1995.12 范立礎.預應力混凝土連續梁橋M.北京: 人民交通出版社,1999.13 林元培.斜拉橋M.