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总长530米桥宽22.5米双向四车道公路I级双塔斜拉桥(计算书105页,CAD图纸12张,答辩简要).rar

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    编号:20180915223406161    类型:共享资源    大小:15.40MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    总长 530 米桥宽 22.5 双向 车道 公路 级双塔 斜拉桥 计算 105 CAD 图纸 12 答辩 简要
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    二 ○ ○ 八 届 毕 业 设 计 济源逢石河特大桥设计书 学 院:公路学院 专 业:桥梁工程 姓 名:郝龙 学 号:2102040337 指导教师:陈偕民 完成时间:2008-6-10 二〇〇八年六月 毕业设计(论文)任务书 课题名称 济源逢石河特大桥设计 学院(部) 公路学院 专 业 桥梁工程 班 级 21020403 学生姓名 郝龙 学 号 2102040337 4 月 28 日至 6 月 12 日共 7 周 指导教师(签字) 教学院长(签字) 2008 年 月 日 一、设计内容(论文阐述的问题) 1、桥梁结构的总体布置-根据设计原始资料拟定3-4个桥型初步方案 2、方案比选-从材料(造价),施工设备和能力,工期,维修与运营,抗震性能,修复,美观等诸方面对各初步方案进行全面比较和分析,确定推荐方案 3、上部结构设计-选择类型、拟定截面尺寸、完成内力计算和配筋设计、完成强度验算、疲劳验算、稳定性验算、变形验算 4、下部结构设计-选择材料类型、拟定结构和主要截面尺寸 5、施工方法设计-根据桥梁所处环境和施工条件,选择合理可行的施工方法和程序 6、绘制施工图纸 7、编写计算说明书 二、设计原始资料(实验、研究方案) 1、桥型地质、地形图(见附图) 2、设计荷载:公路I级 3、桥面净空:2×净10.75米(两侧各设0.5米护栏) 4、桥下净空:满足泄洪要求 5、气温:最高有效温度34℃,最低有效温度-10℃ 6、冲刷深度:一般冲刷线低于河床1m,最大冲刷线低于河床2m 7、其它:地震动峰值加速度0.2g,设计水位和最低水位见附图 三、设计完成后提交的文件和图表 (论文完成后提交的文件) 1、计算说明书部分: (1)桥梁结构的总体布置和初步方案拟定 (2)方案比选论述 (3)结构设计 内力计算和配筋计算 强度验算、疲劳验算、稳定性验算、变形验算 (4)施工方法介绍 (5)对所完成设计的总结和体会 (6)中文摘要和外文摘要 2、图纸部分: (1)桥型方案比较图 (2)推荐方案的总体布置图 (3)推荐方案结构的一般构造图及主要工程数量 (4)推荐方案的钢筋构造图 (5)施工方法示意图 要求:提交的图纸中既要有计算机绘制图纸,也要有手工绘制的图纸。 四、毕业设计(论文)进程安排 序号 设计(论文)各阶段 名称 日期(教学周) 1 开题报告及外文文献翻译 4 月 28 日- 5月4日 2 比选方案确定 5月5日-5月11日 3 桥梁构造设计 5 月 12 日-5 月 18日 4 各部分图纸绘制 5 月 19 日-5 月 25日 5 桥梁设计计算与结构内力验算 5 月 26 日- 6月1日 6 设计计算说明书书写 6月2日-6月12日 五、主要参考资料 《土木工程专业毕业设计指南-桥梁工程分册》陈忠延 等编著,水利水电出版社出版 《桥梁工程》教材 《结构设计原理》教材 《基础工程》教材 《桥涵水文》教材 《桥梁计算示例集》人民交通出版社 《桥梁上部结构计算示例(二)》重庆交通学院等校合编 《桥梁设计常用数据手册》人民交通出版社出版 长安大学毕业设计(论文)开题报告 课题名称 济源逢石河特大桥 课题来源 自选项目 课题类型 工程设计 指导教师 陈偕民 学生姓名 郝龙 学 号 2102040337 专 业 桥梁工程 (内容包括:课题的意义,国内外发展状况,本课题的研究内容、方法、手段及预期成果,任务完成的阶段安排及时间安排,完成任务所具备的条件因素等。) 一、课题意义 这次毕业设计的济源逢石河大桥为双塔钢混组合结构斜拉桥,其主塔部分采用钢筋混凝土结构,主梁采用单箱四室钢主梁结构。在三项比选方案中,根据实用、经济结构美观的原则最终选择主跨为260m的钢主梁斜拉桥,其结构轻盈、受力均匀,充分体现了斜拉桥的优势和特色。 二、国内外发展情况 斜拉桥桥型虽然很早就有了,但近40年才得到广为应用。这是因为18世纪初期,有几座这种形式的桥垮了,加之法国工程师纳维(Navier)调查事故原因,得到悬索桥的形式较为理想的结论,致使斜拉桥形式长期得不到应用。 1938年,德国的迪辛格尔(F.Dischinger)对斜拉桥开始作新的研究,1949年发表了他的研究成果,这对德国及世界都有所触动。 斜拉桥很快发展的主要原因: (1)超静定结构理论分析的发展。 (2)钢桥面板的发展。 (3)钢索材料、制造、锚固方式和各种防腐工艺的发展。 (4)模型试验和电子计算机计算技术的发展。 以上技术的发展,证明斜拉桥在许多方面比悬索桥优越。首先,斜拉桥型在刚性、经济性及架设方面都比悬索桥优越;其次,斜拉桥的最大优点是不需要像悬索桥那样笨重的钢索锚固装置;另外,为了获得长大桥良好的抗风稳定性,斜拉桥的主梁采用扁平断面,这种截面减震性能相当高,所以在抗风抗震方面比悬索桥更优秀;最后,斜拉桥可以用钢索来抵抗主梁的扭转振动,而悬索桥必须以加劲粱来抵抗扭矩,这也是悬索桥的不足之处。 国外,对近代悬索桥和斜拉桥做了比较。结果表明,在许多方面斜拉桥比悬索桥优越。莱翁哈特(Leonhardt.F.)和蔡尔奈尔(Zellner.W.)曾在“关于跨度大于600m悬索桥和斜拉桥的对比”(《国际桥协论文集》第32卷,1972年)一文中指出:就刚度讲,悬索桥比斜拉桥差,就拉索用钢量来说,悬索桥比斜拉桥多。 一般来说,斜拉桥的优点有以下: (1)斜拉桥的活载挠度比悬索桥小。当由于集中荷载引起的挠度均在容许值范围内时,斜拉桥主梁所需的变曲刚度可以比悬索桥小。 (2)假定塔高度相同时,斜拉桥的钢索重量比悬索桥小30%-50%。 (3)对于钢斜拉桥来说,由于钢索拉力的水平分力所引起的主梁钢重的增加,虽然对于跨度为300m以上的斜拉桥是有影响的。但即使跨度在1400m以上,随着钢重增加而增加的费用,比悬索桥的钢索锚固费还要便宜。这是因为钢桥面板是由最小板厚所决定的,它对于承受活载弯矩是有富余的,因此它还可以承受轴向力。 (4)不论用何种方法架设斜拉桥都比悬索桥方便,节省费用。 (5)斜拉桥属于高次超静定结构,其结构的刚度好,只要有一个好的主梁断面,就可以得到较好的抗风稳定性。还因为有斜缆索的斜拉桥,尤其是密索斜拉桥,索能很快干扰主梁的振动,以使整个超静定结构减震,防止危险振动的形成。而悬索桥则较容易形成大振幅的共振状态,因此,斜拉桥的主梁不需要很大的抗扭振动。斜拉桥有一些明显的优点,这是值得肯定的。但是,斜拉桥和悬索桥哪一个优点多,应该是有一定前提条件来决定的,不能一概而论。从现有各式桥的跨度记录来看,斜拉桥目前已经达到890m;1998年日本建成的明石海峡桥已经达到1990m。而悬索桥早在1931年就已经达到了1067m(美国华盛顿桥),1985年英国建成的恒比尔桥已达到1410m。此外,有人认为,在特大跨度范围内,就材料用量来讲,悬索桥的梁和塔要比斜拉桥的梁和塔省得多。虽然悬索桥的主缆耗费钢材甚多,但因主缆是由高强钢丝所制成的受拉构件,容许应力高,截面应力均匀,其承载的效率也就比那由结构钢制成的梁和塔为高。这样,悬索桥用的料也不一定比斜拉桥多。故何种桥型用料较省,还需定量分析。 虽然经历近几年的发展,斜拉桥仍存在一定的技术难点和困境需进一步解决:(1)超大跨径斜拉桥的结构体系和力学性能问题。为避免过深和过于昂贵的深水基础,跨海工程常常要建造主跨2000m以上的超大跨桥梁。当海峡很宽时,还需要考虑采用连续多跨地超大跨度桥梁方案。如果基岩很难以修筑悬索桥的锚锭时,就只有考虑斜拉桥方案了,甚至要采用多跨连续的斜拉桥方案。而跨度超过2000m 斜拉桥结构存在一系列的问题尚待解决:超大跨度斜拉桥的面内屈曲稳定问题;风载下的空气静力扭转发散和侧向弯扭屈问题;超大跨度主梁的侧向变形和颤振稳定性问题。 (2)轻质、高强、耐腐蚀高性能材料的开发。为减轻超大跨径斜拉桥结构的自重,研究高性能材料至关重要。不仅须发展耐腐蚀混凝土,纤维加劲塑料(Fiber-reinforced-plastics)也是一个方向。 (3)超大跨斜拉桥抗灾性能及措施研究。 三、本课题研究的内容和方法、手段及预期成果: 这次设计初步掌握斜拉桥的设计流程,对斜拉桥设计中存在问题得到注意,并有了更深层次的理解。此次设计分析采用MIDAS CIVIL软件进行,本次设计预期完成全桥设计相关的计算和验算,并对于斜拉桥相关的优势和缺点有进一步熟悉,并提高有限元软件MIDAS CIVIL和AUTOCAD2004使用技能。 四、任务完成阶段安排及时间安排: 1 开题报告及外文文献翻译 4月28日-5月4日 2 比选方案确定 5月5日-5月11日 3 桥梁构造设计 5月12日-5月18日 4 各部分图纸绘制 5月19日-5月25日 5 桥梁设计计算与结构内力验算 5月26日-6月1日 6 设计计算说明书书写 6月2日-6月12日 五、完成任务所具备的条件要素: 这次设计主要用到的工具有:个人家用计算机、MICROSOFT OFFICE2003、韩国MIDAS CIVIL、桥梁CAD绘图软件(AUTOCAD2004)、图板、丁字尺等 指导教师意见及建议: 指导教师签名: 年 月 日 注: 1、课题来源分为:国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目;课题类型分为:工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。 2、此表由学生填写,交指导教师签署意见后方可开题。 毕业设计(论文)报告纸 摘要 共 1 页 第 1 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 摘 要 本设计的步骤为:根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地形条件,经初选后提出了斜拉桥方案、悬索桥、拱桥三个比选桥型。按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,比较三个方案的优缺点。比选后把斜拉桥作为主推荐设计方案,进行了结构细部尺寸拟定、静活载内力计算、钢主梁应力强度、疲劳验算、斜拉桥整体稳定验算、斜拉桥整体强度应力验算、拉索应力及疲劳验算、钢主梁细部结构设计。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:方案; 斜拉桥;拱桥;悬索桥;主推荐设计方案;结构分析;验算。 ABSTRACT Topic: Cable- stayed bridge Department: Bridge, Highway College, Chang’an University Abstract: the process of designment:According to the design assignment and the present Highway Bridge Specifications, Take the geological and the landform of the bridge site for further analysis, after preliminary selection, three bridge type schemas are presented, they are Cable-stayed bridge, Suspension bridge and Arch bridge. Comparing their characters comprehensively, the Cable-stayed bridge is selected as the main design scheme by the philosophy of bridge design as “Practicability, Economy, Security, Beauty”. Through drawing up of structure’s dimension, internal force calculation of dead and living load, steel beam stress and strength calculation, fatigue stress calculation, the whole bridge strength calculation, checking computation of cable stress and fatigue stress, living load distortion, drawing up of steel beam’s dimension. The conclusion can be drawn that the design is up to the assignment. Key word: Design ; cable-stayed bridge; Arch bridge;Suspension Bridge; Steel beam;Fitague stress; the main design scheme for further analysis ; Structure analysis and checking computation 毕业设计(论文)报告纸 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目录 第一章 概 述 ………………………………………………………………………1 1.1设计依据 1.2技术标准 1.3地质条件 1.4 本桥采用材料……………………………………………………………3 1.5采用规范 第二章 桥型方案比选…………………………………………………………………4 2.1构思宗旨 2.2比选标准 2.3比选方案 2.4 方案点评 ………………………………………………………………9 2.5方案确定 第三章 斜拉桥构造设计 ……………………………………………………………10 3.1总体设计 3.2主梁设计 3.3 索塔设计 ………………………………………………………………18 3.4基础设计 3.5斜拉索设计 3.6 辅助墩设计 ……………………………………………………………21 3.7边跨临时压重设计 3.8附属设施设计 3.9桥面铺装设计 第四章 模型建立信息……………………………………………………………………22 4.1作用 4.2 计算方法概述 …………………………………………………………23 4.3模型建立 4.4 模型分块…………………………………………………………………24 毕业设计(论文)报告纸 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4.5 主梁及索塔截面特性 …………………………………………………26 4.6 初索力计算 …………………………………………………………27 4.7 斜拉桥基频计算…………………………………………………………29 第五章 整体静力分析 …………………………………………………………30 5.1主梁和索塔控制断面内力和应力值 5.2 主梁主要内力图…………………………………………………………31 5.3 主塔主要内力图…………………………………………………………32 5.4主梁主要应力图 5.5斜拉索索力 第六章 施工阶段内力分析………………………………………………………………37 6.1施工方法介绍 6.2倒装施工分析流程 6.3 主要施工阶段图示………………………………………………………38 6.4 施工阶段主梁内力计算图………………………………………………40 第七章 强度验算 …………………………………………………………43 7.1钢主梁强度验算 7.2 主塔单元强度验算………………………………………………………59 第八章 拉索强度与疲劳验算及钢主梁疲劳验算………………………………………63 8.1拉索强度与疲劳验算 8.2 钢主梁疲劳验算…………………………………………………………53 第九章 斜拉桥主梁稳定性验算…………………………………………………………71 9.1验算原理 9.2 斜拉索修正弹性模量计算………………………………………………71 9.3 缆索弹簧刚度 K 求解……………………………………………………74 9.4 主梁面内稳定临界轴力计算……………………………………………77 9.5 主梁稳定性验算及屈曲安全度计算……………………………………74 第十章 斜拉桥变形验算………………………………………………………………80 10.1验算规定
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