本科生毕业设计 预应力混凝土连续梁桥设计 开题报告

一、课题来源、目的、意义，国内外基本研究概况

（1）课题来源

预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种，它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好，特别是主梁变形挠曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适等优点。故其在当今桥梁的应用中极其普遍[1]。 （2）目的及意义

毕业设计是高等教学过程中一个重要的综合性教学实践环节，也是实现本科培养目标要求的重要阶段。毕业设计是学生学完理论基础课、技术基础课、专业课以后，按照教学大纲的要求，在指导老师下独立完成一项设计或撰写一篇论文。做好毕业设计可以使学生所学的基础理论知识与专业知识更加系统、巩固、延伸和拓展。对工科院校而言，可使学生收到工程技术和科学技术的基本训练，以及工程技术人员所必需的综合训练，提高学生调查研究、理论分析、计算、绘图和外语翻译等各方面的能力特别是综合运用所学基本理论只是分析、解决工程实际问题的能力。毕业设计是完成教学计划达到本科培养目标的重要环节。

此外，通过设计，还能够提高我们的综合能力： 1）培养分析和解决问题的独立工作能力；

2）提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能，使学生了解生产设计的主要内容和要求；

3）掌握大、中桥型的设计原则、设计方法和步骤；

4）树立正确设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风，为桥梁建设事业服务。 （3）国内外基本研究情况

由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨径预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；60年代中期在德国莱茵河建成的本多夫（Bendorf）桥，采用了悬臂浇筑法[2]。随着悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法的不断改进、完善和推广应用，在跨度为40—200米范围内的桥梁中，连续梁桥逐步占据了主要地位。目前，无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发

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挥了其独特的优势，成为优胜方案[3]。

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、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[4]。

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。下表是我国目前建成的部分主要大跨径预应力混凝土连续梁桥。

我国已建成的部分主要大跨径混凝土连续梁桥 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 桥名 南京长江二桥北汊桥 六库怒江大桥 黄浦江奉浦大桥 常德阮水大桥 东明黄河公路大桥 风陵渡黄河大桥 沙洋汉江大桥 珠江三桥 宜城汉江公路大桥 松花江大桥 主桥跨径（m） 90+165*3+90 85+154+85 85+125*3+85 84+120*3+84 75+120*7+75 87*5+87+114*7+87 63+111*6+63 80+110+80 55+100*4+55 59+90*7+59 桥址 江苏 云南 上海 湖南 山东 山西 湖北 广东 湖北 黑龙江 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[5]：

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

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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，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指标也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。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，桥梁的技术经济指标的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指标不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括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。因此，从这个角度来看，连续刚构也是未来连续体系的发展方向之一[6]。

总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，做出可行的最佳方案。

二、预期达到的目标、关键理论和技术，技术指标，完成课题的

方案及主要措施

（一）设计资料

1、桥址地质剖面图(见附图)。

2、设计荷截：公路—Ⅰ，人群荷截：3.5 KN/m2 3、桥面净空：净9+ 2×2.5m人行道（大章大桥）。

4、气温：最高月平均温度 35 ℃，最低月平均温度 -10 ℃。 5、桥面设计标高：见图。 6、地震烈度： 7度。

7、地质：见桥址地质剖面图。 （二）设计依据：

（1）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）（文中简称《标准》） （2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）（文中简称《桥规》） （3）《公路桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）

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（4）《城市道路交通规划设计规范》（GB50220-1995）

（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）（文

中简称《公桥规》）

（6）《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）（文中简称《圬工桥规》） （7）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）

（8）《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）（文中简称《标准》） （9）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025-86） （10）《钢管混凝土设计与施工规程》（CECS28 -90） （11）《公路斜拉桥结构细则》（JTG/T D65-01-2007）

（12）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）（文中简称《标准》） （三）设计内容 1、研究桥梁分孔

2、拟制几个技术经济比较方案（3个），并选定最佳方案 3、桥孔结构的计算及设计图 4、桥梁墩台的计算及设计图 5、施工程序设计

6、编制设计说明书（含计算书） 7、计算机绘全套施工图

8、翻译一篇外文资料（字数不得少于5000字中文） （四）基本要求：

1、每位学生必须独立按时地完成规定内容；

2、设计上交成果：设计任务书、指导书，设计说明书、计算书及外文翻译，

设计图纸等。

3、图纸一律采用A3图（不可加长）；

4、务必认真、按阶段完成，这之间需要跟大家充分讨论、商量，务必抓紧

时间，通过毕业设计学会桥梁设计，认真研读规范。 5、最终的施工图设计方案需要选择连续梁桥进行设计。

6、通过毕业设计，学会Midas软件，熟练掌握其使用，及结合规范如何验

算桥梁。

（五）可能遇到的困难及解决措施：

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（1）遇到的困难

本次设计是我个人第一次对某座桥梁进行全面的设计，设计过程包括桥梁外观桥梁结构和桥梁施工三个方面。此次设计的最大困恼就是经验不足。由于没有设计经验，截面尺寸很难把握。设计中的电算部分，由于对Midas软件的熟悉不够，容易造成计算错误。对规范不够熟悉，设计中可能出现不符合规范的设计[7]。 （2）措施及方法

按时并保质保量的完成毕业设计，关键是要按照进度和老师的指导开展

工作。因为设计经验的匮乏，所遇设计过程中必须保证与老师的联系，经常与老师沟通，并积极搜集与专业相关的资料，例如规范、学术论文、设计案例等。做到对设计任务的全面系统把握。

a广泛阅读，积极参照国内外成功的桥梁设计案例，在进行综合分析的

基础上，提出当前设计课题的解决方案。 b积极与指导老师沟通，认真听取老师意见。

c对于设计中所需的桥梁设计软件，要勤于动手，做到灵活使用。

三、课题研究的进展计划

本次毕业设计时间总共16周，每位学生必须独立、严格、按时地完成规定的内容。

毕业设计（论文）日程安排表

序号 1 工作内容 方案阶段 拟定方案 方案比较 结构内力2 结构计算 分析 结构设计计算 3 4

完成期限 2周 1周 2周 占总时间 18.75% 备 注 制定3个合适的桥型方案 推荐方案 25% 2周 4.5周 0.5周 5

含内力组合、包络图及配筋等计算（上、下部结构） 设计绘图 施工图程序设计 28.1% 3.1% 含计算机绘图 5 6 7 8 设计说明书 翻译外文资料 机动 合 计 2周 1周 1周 16周 12.45% 6.3% 6.3% 100% 含计算书

四、主要参考文献

[1]. 霍小东, 陈旭与闫周卫, 公路预应力混凝土连续梁桥的设计与施工. 城市建设理论研究（电子版）, 2011(20).

[2]. 吴守建, 某预应力混凝土连续梁桥支架现浇施工组织方案. 四川建筑, 2011. 31(3): 第186-187页.

[3]. 李云峰, 浅议预应力混凝土连续梁桥施工控制. 城市建设理论研究（电子版）, 2011(22).

[4]. 卢哲安, 于清亮与汪娟娟, 灰色理论在连续梁桥施工控制中的应用. 武汉理工大学学报, 2006. 28(3): 第83-85,96页.

[5]. 刘翠云与董传洲, 国外预应力混凝土连续梁桥发展和施工技术. 世界桥梁, 2011(6): 第1-4页.

[6]. 宫亚峰等, 预应力混凝土连续箱梁桥的监测技术. 东北林业大学学报, 2010. 38(2): 第100-102页.

[7]. 任新建, 某预应力混凝土连续梁桥腹板裂缝成因分析. 中南公路工程, 2007. 32(3): 第140-143页.

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