桥梁设计论文范文

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篇1

在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求

关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型

Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.

The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.

In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.

Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model

目 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1

第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2

第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5

一．主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5

二．顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5

三．横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5

四．桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6

五．本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6

第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8

一．桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8

二．悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11

三．桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12

第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14

一．全桥节段的划分………………………………………………………………… 14

二．恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17

第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32

一．预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32

二．预应力筋的估算………………………………………………………………… 34

三．预应力筋布置…………………………………………………………………… 38

四．非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45

第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47

一．正截面承载力计算……………………………………………………………… 47

二．斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47

第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50

第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56

一．短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56

二．持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57

第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59

一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59

二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61

第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62

参考文献 ………………………………………………………………………………… 63

英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64

致谢 ……………………………………………………………………………………… 90

致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。

最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！

南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 宝石路5号桥 设计（论文）题目来源 设计（论文）题目类型　 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计（论文）依据及研究意义：

桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。

二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）

本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

三、设计（论文）的研究重点及难点

计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂

四、进行设计（论文）所需条件：

《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册

《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例（二）》

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设计方法的体现

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作者：刘贺强 单位：吉林市市政设计研究院有限责任公司天津一分公司

随着斜交的角度不断的变小，在主梁的主要弯矩在不断的减少，对于横梁来说，随着板桥弯矩的不断增大，对于斜交的变化就越发的敏感，在主梁，其弯矩也在不断的减少，横向的弯矩就会越来越大。对于这些因为抗扭刚度引起的影响，对于边梁来说，就是比较明显的，而在中部的位置却显得比较少。在斜交板的整个平面内，进行位置移动和转动的时候是比较重要的，这样做的主要原因是温度不是一成不变的，一旦温度发生了变化，混凝土也会发生变化，产生收缩现象，再加上制动力和地震的力度等方面的原因引起的。在实际应用中，我们可以发现，斜交板会发生一定的爬行的现象，这样的横向斜边以及在比较长的对角线上进行延长，还会发生横向的位置移动，在移动的数值到达一定值的时候，在钝角的位置出现破损现象在所难免，桥台地方也不例外。因此，我们在建设斜交桥的时候，横向方面也要考虑到位置的移动数量，及时采取措施，防止位置移动的发生。

在《桥规》中有着明确的规定:当斜度小于或等于15°的时候，有的国家可能规定为20°的时候，按正交板桥计算，其计算跨径可取板的斜长;当斜度大于15°时按斜交板桥计算，取斜交板桥的斜长作为计算跨径，然后作为正桥来进行计算。就按一个二级公路的斜桥为主要例子进行计算，计算弯矩的时候，选择混凝土的时候，最好能选择那些钢筋布置在主要弯矩的方向，这是最理想的状态，但是实际生活中，这种状态不够好遇见，事实上也没必要。取斜交板桥的斜长作为计算的跨径，然后作为正桥来进行这个公式的计算，对于斜交角度先可以不计算在内，主要运用铰结的方法，主要是依据一个横向分配的原则来进行线路的计算，对于正桥的设计的弯矩可以为A，需要对于斜交的角度的影响进行充分的考虑在内，计算弯扭参数r值，Ka为斜角的折减系数，在斜交板的跨中设计计算的一个最大的弯矩为Amax=Ka－A。对于斜桥来说，在计算支点的时候，或者进行横向的分布计算的时候，这两个都需要采取一个影响混合横向分布的办法，主要的步骤可以分为:首先，先进行绘制坐标，不要计算斜交角，主要是对应的一些正桥的横向分布线坐标的绘制，其次，还要绘制这个方面的影响线，在每一个板处的纵向坐标进行计算，最后进行修正的时候利用杠杆的一个原理，从而得到一个支点的一个混合的横向分布的影响线。提出的这个影响线，首先就要进行不利方面的加载。那么这个加载要先对这个混合的影响线进行，尽最大可能的满足其中可能会产生的一些不利影响。进行支点剪力时的跨中的计算，除此之外，还要计算支点横向分布系数N支及N中加载纵向剪力影响线，这样才能计算支点剪力。对于跨中的剪力来说，是随着斜角的增大而不断的变大，这主要是因为斜板的一个扭曲程度与弯矩的这个梯度的增大所导致的结果。但是我们还要考虑到一个问题就是，在进行跨中剪力的时候不能控制设计，因此，我们在继续计算的时候，需要选择一些相似的正桥的荷载的横向分布影响线，这样在计算正桥的跨中剪力的数值就显得比较容易，再乘以递增的系数。斜桥跨中的的一个最大的弯矩与在跨中截面无关，只是斜度有着很大的关系。斜角越大，向钝角方向偏移也越多。在实际生活中，对于低等级公路中小跨径斜交桥梁设计来说，在设计成的跨中是比较对称的，在实践中，可以在偏安全的在跨中保留一个水平的段。

对于较重要的桥梁，八分点截面处尚需以不折减的弯矩值作比较。来确定设计最大弯矩值。根据上文的分析，随着我国经济的快速发展，公路建设也在日新月异的发展，尤其是一些特别的公路，或者要求比较高的公路，会有较高的技术指标要求。我们可以看出在进行低等级公路中小跨径斜交桥梁设计的时候，因为斜桥的负载的一个横向的分布，还有在受力状态等方面与正桥有着一定的不同之处，在设计计算的时候就不能与正桥相同。所以，在这些低等级公路中小跨径斜交桥梁设计中要充分把握适当的构造方式，选择合适的设计计算方法，这样才能保证等级公路中小跨径斜交桥梁建设的合理性和安全可靠性。

篇4

作者：罗华莹 单位：中铁大桥勘测设计院有限公司

桥梁建成以后虽然不像高速公路和铁路一样将道路两边的生态圈完全隔离开来，但是桥上公路和铁路运营过程中产生的噪音对野生动物都有震慑作用，桥梁下方产生的阴影也会让野生动物产生惧怕心理，体量较大的基础会对桥下生态廊道有一定阻隔作用，影响野生动物的迁徙、植物的生长、通航和泄洪能力。桥上雨水等污水如果直接排放到桥下路面或河流中，也会造成对河流和地下水的污染。桥梁废弃后的不利影响虽然我国现代桥梁建设时期不长，但是已经有不少桥梁处于废弃状态，这些桥梁均没有达到桥梁的设计使用期就已经废弃，加上若干年后不少桥梁达到设计使用期后也会面临着被废弃的命运，对于这些废弃的桥梁，如果处理不恰当，造成的大量建筑垃圾将对环境造成巨大威胁。

桥梁中引入“绿色设计”的概念，其基本思想旨在使桥梁在整个生命周期内(即从概念设计阶段到建造、使用乃至废弃后处理等各个阶段)，对生态环境的危害最少，资源和能源的利用率最高，能源消耗最低，尤其是不可再生资源。在桥梁设计与建造之初就要预先想出对策以减少桥梁在整个生命周期内对环境产生的负作用，不能等桥梁建成以后对环境产生了不良后果再采取防治措施。桥梁建设过程中应考虑因素桥梁施工过程对环境的影响最大，产生的废弃物也最多，施工之前应该进行合理的施工组织设计，减少对环境的破坏，一切污水或废弃物都不能直接排放或堆放在地表。桥梁施工中的辅助材料、辅助工具等要争取循环利用，对废弃物中的各种有用成分，要实现二次开发，实现废弃物的回收利用，施工中产生的污水或生活污水需经过净化处理后循环利用，这样不仅可减少桥梁对生态环境的不利影响，还可提高资源的利用率。桥梁建设过程中或多或少都会对环境造成一定破坏，当桥梁建成之后，对已破坏的环境应该采取一定的补救措施，避免进一步恶化。桥梁使用过程应考虑因素虽然桥梁建设过程中对环境的破坏最直接，但是由于桥梁服役期是一个漫长的过程，桥梁在服役过程中对环境的影响也是最漫长最不显眼的。因此，桥梁在设计之初就应考虑减少桥梁建成后对环境、自然物种带来的不利影响，如连接德国与意大利的勃伦纳高速公路(Brenner)在奥地利境内穿越阿尔卑斯山区之生态敏感地段时，为了使阿尔卑斯山地之形态完整、生态连续，消除高速公路对自然物种资源的分离，将该段高速公路用高架桥梁全程通过。由于桥梁工程造价昂贵且回收再利用较难，所以应尽量延长其寿命，设计过程中应采用最优化原则，节约能源，降低能耗，使资源消耗量最小。另外，还应尽量减少不可再生资源的消耗，尽量利用可再生资源或可分解材料，实现资源和能源的可持续发展。如桥梁使用过程中装饰照明需要较多的电能，而目前这些电能大多还是由发电站提供或由化学能转化过来的，而利用自然界的可再生资源，如太阳能、风能、潮汐能、水流产生的能量是一种既环保又节能的途径，还可以减少发电站或废弃化学物对环境的污染。近日意大利建筑师就利用桥梁独特的地理环境(即长期暴露于自然环境下)以及其挺拔的高度收获两种不同的绿色能源———太阳能和风能，提出了一种通过太阳能和风能发电的桥梁设计理念。桥梁废弃后应考虑因素为了使桥梁的价值发挥到极致，需要在桥梁设计阶段就充分考虑桥梁废弃后的再利用问题，使桥梁结构具有可检性、可修性、可换性、可强性、可控性及可持续性。对于达到设计使用年限的桥梁，应进行检测来确定其承载能力，对于可继续使用的桥梁应重新设定使用年限。对于承载能力不足的桥梁，可降低等级或加固改造后使用。地震或战争常常使未达到设计使用年限的桥梁遭到损坏，尤其是上部结构的损坏，若损坏后桥梁基础承载力良好，可对原基础重新评估后再利用。如德国莱茵河上某桥，原设计为悬索桥，战争中遭到破坏后，战后在原有桥墩基础上重新修建了一座钢箱梁桥，以代替原来受毁坏的悬索桥，如图2所示。若贸然将原有桥梁彻底炸毁后重新修建，不仅造成大量建筑垃圾需要处理，新建桥梁也是对资源的一种浪费，且每新修建一座桥梁都会对环境造成一次较大破坏。

桥梁设计牵涉多个学科，多个领域，桥梁设计之前不仅要预测到桥梁建设、使用过程中可能造成的各种不利影响因素，还需要考虑桥梁达到使用年限后的问题，各种因素应该在概念设计阶段就提出来，并协调好各因素间的关系，不能等问题出现后再想解决的办法。设计过程中不仅应考虑功能、安全、经济、美观等传统因素，还应把桥梁在整个生命周期内对环境的不利影响放在同等重要的位置。桥梁设计者应该站在未来可持续发展的战略高度，在设计之初就应考虑桥梁在建设过程、使用过程乃至废弃后的处理问题，尽量延长桥梁的使用寿命，减少对环境的不利影响，让桥梁设计成为真正的“绿色设计”。