土木畢業論文開題報告

來源：瑞文範文網 2.01W

1.本課題的目的及意義，國內外研究現狀分析

1.1課題研究的目的

畢業設計對於培養我們的綜合素質、增強工程意識和創新能力具有其他教學環節無法取代的重要作用。通過畢業設計這一時間較長的教學環節，我們獨立分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力都會有很大的提進步，提高我們綜合應用所學基礎課、技術基礎課及專業課知識和相關技能，解決具體問題的能力。達到具備初步專業工程人員的技術水平，爲將來走向工作崗位打下良好的基礎。

1.2課題研究的意義

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;掌握設計原則、設計方法、步驟，提高計算、繪圖、查閱文獻、使用橋樑規範手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，從而深入瞭解公路預應力混凝土橋樑在橋式方案比選、結構計算及施工架設等方面的設計規範、計算方法及設計思想等內容和要求，爲畢業後從事橋樑技術工作打好基礎;通過橋樑畢業設計，使大家運用所學的課程知識，系統地訓練和分析，以便掌握橋樑的基本理論，基本知識，基本的計算方法;通過橋樑畢業設計，不斷提高計算、繪圖，查閱文獻(包括外文文獻)，使用規範手冊和編寫技術文件及計算機輔助設計計算等基本技能，瞭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;通過橋樑畢業設計，系統地掌握word，cad，橋樑電算等程序的基本技能，並且可以熟練的運用;樹立正確的設計思想以及嚴謹負責、實事求是、刻苦鑽研、用於創新的作風，爲橋樑建設事業服務。

1.3國內外研究現狀分析

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。

橋樑工程在工程規模上約佔道路總造價的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，橋樑工程仍具有非常重要的地位。

隨着科學技術的進步和經濟社會文化水平的提高，人們對橋樑建築提出了更高的要求。經過幾十年的努力，我國的橋樑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。

橋樑按受力體系可分爲一下幾種：

1.樑式橋發展現狀

樑式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構，由於外力(恆載和活載)的作用方向與承重結構的軸線接近垂直，因而與同樣跨徑的其他結構相比，樑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。對於中、小跨徑橋樑，目前在公路上應用最廣的是標準跨徑的鋼筋混凝土簡支樑橋，施工方法有預製裝配和現澆兩種，這種樑橋的結構簡單，施工方便，簡支樑對地基承載力的要求也不高。

(1)簡支t型樑

t形樑採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樑)，都是採用預製拼裝後張法預應力混凝土t形樑。預應力體系採用鋼絞線羣錨，在工地預製，吊裝架設。其發展趨勢爲：採用高強、低鬆弛鋼絞線羣錨：混凝土標號40～60號;t形樑的翼緣板加寬，25m是合適的;吊裝重量增加;爲了減少接縫，改善行車，採用工型樑，現澆樑端橫樑溼接頭和橋面，在橋面現澆混凝土中佈置負彎矩鋼束，形成比橋面連續更進一步的“準連續”結構。

(2)連續箱形樑橋

等截面箱形連續樑橋的適用跨徑以40-60m爲宜，當主跨跨徑接近或大於70m時，宜採用變截面連續樑橋。另外截面能適應各種使用條件，特別適合於預應力混凝土連續樑橋、變寬度橋。

箱梁截面有單箱單室、單箱雙室(或多室)，早期爲矩形箱，逐漸發展成斜腰板的梯形箱。

由於連續箱梁在構造、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。其發展趨勢爲：減輕結構自重，採用高標號混凝土40～60號;隨着建築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。大跨徑連續箱粱要採用大噸位支座，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.拱式橋發展現狀

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爲拱肋)。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，與同跨徑的樑相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多，鑑於拱橋的承重結構以受壓爲主，通常採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以內均可作爲比選方案。但應當注意，爲了確保拱橋的安全，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，與樑式橋不同，由於拱圈(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於樑式橋。

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，因爲鋼筋混凝土拱橋造價低，養護工作量小，抗風性能好等優點，仍被廣泛採用，特別是崇山峻嶺的我國西南地區。

3.連續剛構橋發展現狀

剛構橋的主要承重結構是樑(或板)與立柱(或豎牆)整體結合在一起的剛架結構，樑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，樑部主要受彎，但彎矩值較同跨徑的簡支樑小，樑內還有軸壓力，因而其受力狀態介於樑橋和拱橋之間，剛架橋跨中的建築高度可做到很小。但普通鋼筋混凝土修建的剛架橋在樑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，橫截面宜採用箱形截面，連續剛構橋主樑受力與連續樑相近，橫截面形式與尺寸也與連續樑基本相同。

連續剛構橋也是預應力混凝土連續樑橋之一，一般採用變截面箱梁。連續剛構可以多跨相連，也可以將邊跨鬆開，採用支座，形成剛構一連續樑體系。一聯內無縫，改善了行車條件;樑、墩固結，不設支座;合理選擇樑與墩的剛度，可以減小樑跨中彎矩，從而可以減小樑的建築高度。所以，連續剛構保持了t形剛構和連續樑的優點。連續剛構橋適合於大跨徑、高墩。高墩採用柔性薄壁，如同擺柱，對主樑嵌固作用減小，樑的受力接近於連續樑。柔性墩需要考慮主樑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，則作爲剛性墩連續樑，如同框架，橋墩要承受較大彎矩。

由於連續剛構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，爲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，幾乎都採用懸臂澆築法施工。一般採用50～60號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。

4.斜拉橋發展現狀

斜拉橋由塔柱、主樑和斜拉索組成。它的基本受力特點是：受拉的斜索將主樑多點吊起，並將主樑的恆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

本上以受壓爲主。跨度較大的主樑就像一條多點彈性支承(吊起)的連續樑一樣工作，從而使主樑內的彎矩大大減小。由於同時受到斜拉索水平分力的作用，主樑截面的基本受力特徵是偏心受壓構件，斜拉橋屬於高次超靜定結構，主樑所受彎矩大小與斜拉索的初張力密切相關，存在着一定最優的索力分佈，使主樑在各種受力狀態下的彎矩(或應力)最小。

斜拉橋是我國大跨徑橋樑最流行的橋型之一。目前爲止建成或正在施工的斜拉橋共有3o餘座，僅次於德國、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爲主，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。我國斜拉橋的主樑形式：混凝土以箱式、板式、邊箱中板式;鋼樑以正交異性極鋼箱爲主，也有邊箱中板式。

未來的橋樑將向更長、更大、更柔方向發展，也將更加註重橋樑美學及環境保護。新中國橋樑建設水平取得了突飛猛進的發展，公路鐵路兩用橋向着大跨度、重荷載、高時速方向發展。

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2.本課題的任務、重點內容、實現途徑

2.1本課題的任務

1.橋樑方案比選及總體設計

針對給定的原始資料，對橋位提出3個可行方案，然後從技術、經濟、美觀等方面進行分析比較，選出推薦方案，論證推薦方案的優缺點。

2.橋樑主體結構的設計計算

根據擬選的鋼筋混凝土連續鋼構橋方案設計計算橋樑主體結構，主要包括以下內容：上部結構尺寸擬定;橋面板的計算;全橋節段劃分;恆載、活載內力計算;其他因素引起的內力計算;內力組合;配筋計算;預應力束的佈置及相關計算;全樑的截面特性計算;強度及應力驗算;撓度及預拱度的計算。

3.選定橋型方案的施工圖繪製

根據擬選的鋼筋混凝土連續鋼構橋方案設計，需要繪製的施工圖有：箱梁分塊圖;主樑一般構造圖(縱剖面、x-x剖面);主樑一般構造圖(頂、底板剖面);主樑0號段一般構造圖;主樑縱向預應力鋼束佈置圖(2張，應能完整地展現鋼束的立面和平面佈置情況);箱梁典型橫斷面鋼束佈置圖(4張，不少於4個橫斷面，圖中應體現出鋼束的具體座標);橋墩一般構造圖;橋臺一般構造圖。

4.選定橋型的施工方案設計

根據擬選的鋼筋混凝土連續鋼構橋方案設計採用其施工方案。

2.2本課題重點內容

(1)橋樑方案的選定及結構形式的總體佈置、曲線方程的確定;

(2)橋樑各種內裏計算及各工況下內力組合;

(3)全橋階段劃分、普通鋼筋、預應力鋼束的計算與佈置;

(4)強度及應力計算;

(5)撓度及預拱度計算。

2.3課題的實現途徑

結構設計計算部分通過手算加電算的方式進行，手工繪圖在繪圖室完成，電腦繪製部分在老師的指導下在指定地點完成繪製。通過查閱工具書，運用各種專業軟件，在老師的幫助下獨立完成設計。

3.完成本課題所需工作條件(如工具書、計算機、實驗、調研等)及解決辦法

3.1完成本課題所需的工作條件

1.工具書