2019橋梁畢業設計開題報告范文
一、前言
建立四通八達的現代交通網，大力發展交通運輸事業，對于加強全國各族人民的團結、發展國民經濟、促進各地經濟發展、促進文化交流和鞏固國防，都具有非常重要的意義。在公路、鐵路、城市、農村道路以及水利建設中，為了跨越各種障礙(如河流、溝谷或其他線路等)，必須修建各種類型的橋梁與涵洞，因此橋涵是交通線路中重要組成部分。特別是在現代高等級公路以及城市高架道路的修建中，橋梁往往是保證全線早日通車的關鍵。在經濟上，一般來說橋梁和涵洞的造價平均占公路總造價的10%~20%，而且隨著公路等級的提高，其所占的比例還會加大。在國防上，橋梁是交通運輸的咽喉，在需要快速機動的現代戰爭中具有非常重要的地位。
無論公路橋梁或是鐵路橋梁，中小跨徑橋梁占有主導地位，其中混凝土簡支梁橋又占有絕對數量。混凝土簡支梁橋由于其結構簡單、受力明確、施工方便，是我國量大面廣的中小跨徑橋梁的首選結構。一般認為，混凝土簡支梁橋的合理跨徑在50 m 以下，超出這一范圍，梁高急劇加大，將失去其經濟合理性。但隨著新材料、新技術和新工藝的發展，該跨度范圍有增大之趨勢。
二、橋梁的發展現狀、存在問題
2.1 發展現狀
2.1.1 板式橋方面
板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構造簡單、受力明確，可以采用鋼筋混凝土和預應力混凝土結構;可做成實心和空心，就地現澆為適應各種形狀的彎、坡、斜橋，因此，一般公路、高等級公路和城市道路橋梁中，廣泛采用。尤其是建筑高度受到限制和平原區高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節省土方工程量。
實心板一般用于跨徑13m以下的板橋。因為板高較矮，挖空量很小，空心折模不便，可做成鋼筋混凝土實心板，立模現澆或預制拼裝均可。空心板用于等于或大于13m跨徑，一般采用先張或后張預應力混凝土結構。先張法用鋼絞線和冷拔鋼絲;后張法可用單根鋼絞線、多根鋼絞線群錨或扁錨，立模現澆或預制拼裝。成孔采用膠囊、折裝式模板或一次性成孔材料如預制薄壁混凝土管或其他材料。
鋼筋混凝土和預應力混凝土板橋，其發展趨勢為：采用高標號混凝土，為了保證使用性能盡可能采用預應力混凝土結構;預應力方式和錨具多樣化;預應力鋼材一般采用鋼絞線。板橋跨徑可做到25m，目前有建成35～40m跨徑的橋梁。在我看來跨徑太大，用材料不省，板高矮、剛度小，預應力度偏大，上拱高，預應力度偏小，可能出現下撓;若采用預制安裝，橫向連接不強，使用時容易出現橋面縱向開裂等問題。由于吊裝能力增大，預制空心板幅寬有加大趨勢，1.5m左右板寬是合適的。
2.1.2 簡支梁橋方面
1、在公路簡支梁橋方面：我國自1956年建成第一座跨徑20 m的預應力混凝土梁橋后，在1970年河南省建成了跨徑52 m 的魚腹形預應力混凝土簡支梁橋，1988年浙江省建成了跨度為62 m 國內跨度最大的預應力混凝土簡支梁橋飛云江橋。1977年奧地利建成的阿爾姆(alm)橋是世界上最大跨徑的簡支梁橋，跨徑76 m。近幾年來，公路簡支梁橋大量應用跨徑為4o～50 m 的箱形梁或t形梁
對于跨徑20～50 m的連續梁，一般作成等截面形式，梁高一般為跨徑的1/15—1/30，這種橋型常采用滿堂支架、移動模架逐孔施工和頂推施工的方法;對于較大跨徑的多孔連續梁，常作成變截面的形式，其支點梁高為最大跨徑的1/15～1/20，跨中梁高為最大跨徑的1/30—1/50，這種橋型通常采用懸臂法進行施工，其邊跨跨徑一般為中跨跨徑的0.65—0.7倍.宜0.55～0.6倍。 2、在鐵路簡支梁橋方面：1956隴海線沂河大橋建成了23.9m預應力砼簡支t梁，1969年南京長江大橋建成了31.7 m預應力砼簡支t梁，1975年淮河大橋建成了39.6 m魚腹形預應力砼工字梁，1978年九江長江大橋建成了40 m無碴無枕箱形梁，1992年洛陽黃河橋建成了50 m預應力砼簡支t梁，1 994年寧夏靈武楊家灘大橋建成48 1ti簡支箱梁，1995年南昆線打梗大橋建成了56 m 簡支箱梁，XX年株六鐵路復線南山河特大橋建成了國內最大跨度64 m 的簡支箱梁，同年秦沈客運專線建成了32 m雙線整孔簡支箱梁，XX年我集團在浙贛線撫河大橋建成了40 m 雙線整孔簡支箱梁。隨著鐵路提速及快速鐵路的發展要求，大跨徑簡支箱梁的應用越來越廣泛，而32 m和40 m雙線整孔箱梁也得到了應用
很明顯，混凝土簡支梁正在向4o m 以上的跨度發展。隨著這些大跨度簡支梁橋的建成，其施工技術也取得了很大成就，從較早的滿堂支架澆筑到移動模架系統，無論在施工方法，還是在施工機具等方面都得到了極大發展。隨著時代的發展和社會的進步，橋梁設計由初期中、小橋到大型斜拉橋、懸索橋，結構體系和施工工藝都有很大發展。橋梁設計從狹義的跨越河道發展衍生為跨線橋、大型立交，高架道路。至今，橋梁的景觀設計、中小型橋梁造型的美觀也日益受到人們的關注，避免干篇一律，設計出造型獨特，結構合理，安全美觀的特色中小橋將城市橋梁的發展方向之一
2.1.3 連續箱形梁橋方面
箱形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。因為嵌固在箱梁上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，并且腹板間距也能放大;箱梁有較大的抗扭剛度，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋;箱梁容許有最大細長度;應力值較低，重心軸不偏一邊，同t形梁相比徐變變形較小。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。箱梁橋可以是變高度，也可以是等高度。從美觀上看，有較大主孔和邊孔的三跨箱梁橋，用變高度箱梁是較美觀的;多跨橋(三跨以上)用等高箱梁具有較好的外觀效果。隨著交通量的快速增長，車速提高，人們出行希望有快速、舒適的交通條件，預應力混凝土連續箱梁橋能適應這一需要。它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強，外形美觀，便于養護等。
70年代我國公路上開始修建連續箱梁橋，到目前為止我國已建成了多座連續箱梁橋，如一聯長度1340m的錢塘江第二大橋(公路橋)和跨高集海峽、全長2070m的廈門大橋等。連續箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時因地，根據安全經濟、保證質量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有：立支架就地現澆、預制拼裝(可以整孔、分段串聯)、懸臂澆筑、頂推、用滑模逐跨現澆施工等。
預應力鋼束采用鋼絞線，可以分段或連續配束，一般采用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重，可以采用體外預應力鋼束。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40～60號;隨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。我國公路橋梁在100m以上多采用預應力混凝土連續剛構橋。
中等跨徑的預應力連續箱梁，如跨徑40～8om，一般用于特大型橋梁引橋、高速公路和城市道路的跨線橋以及通航凈空要求不太高的跨河橋。
2.1.4 t型連續剛構橋方面
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。我國公路系統從80年中期開始設計、建造連續剛構橋，至今方興未艾。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3245m;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50～60號高標號混凝土和大噸位預應力鋼束。現在，有人正準備設計300m左右跨徑的預應力混凝土連續剛構，在我看來，若能采用輕質高強混凝土材料，其跨徑有望達300m左右。由于連續剛構跨徑加大，自重隨著加大，恒載比例已高達90%以上，故片面增大跨徑，已無實際意義。此時應考慮選擇斜拉橋或別的橋型。
2.1.5 鋼筋混凝土拱橋方面
拱橋在我國有悠久歷史，屬我國傳統項目，也是大跨徑橋梁形式之一。我國公路上修建拱橋數量最多。石拱橋由于自重大，在料加工費時費工，大跨石拱橋修建少了。山區道路上的中、小橋涵，因地制宜，采用石拱橋(涵)還是合適的。大跨徑拱橋多采用鋼筋混凝土箱拱、勁性骨架拱和鋼管混凝土拱。鋼筋混凝土拱橋的跨徑，一直落后于國外，主要原因是受施工方法的限制。我國橋梁工作者都一直在探索，尋求安全、經濟、適用的方法。根據近年的實踐，常用的拱橋施工方法有：(1)主支架現澆;(2)預制梁段纜索吊裝;(3)預制塊件懸臂安裝;(4)半拱轉體法;(5)剛性或半剛性骨架法。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。
鋼筋混凝土拱橋形式較多，除山區外，也適合平原地區，如下承式系桿拱橋。結合環境、地形，加之拱橋的雄偉、美麗的外形，可以創造出天人合一的景觀。例如，貴州省跨烏江的江界河橋，地處深山、峽谷，拱橋跨徑330m，橋面離谷底263m，橋面仁立，令人嘆服橋梁設計者和建設者的匠心和偉大。還有剛建成的萬縣長江大橋，勁性骨架箱拱，跨徑420m，居世界第一。廣西邕寧縣的邕江大橋，鋼管混凝土拱，跨徑312m，都是令人稱道的拱橋。
我國鋼筋混凝土拱橋的發展趨勢：拱圈輕型化，長大化以及施工方法多樣化。
值得提醒注意的是，大跨徑拱橋施工階段及使用階段的橫向穩定性，據統計國內、外拱橋垮塌事故，多發生在施工階段。
2.1.6 斜拉橋方面
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。50年代中期，瑞典建成第一座現代斜拉橋，40多年來，斜拉橋的發展，具有強勁勢頭。我國70年代中期開始修建混凝土斜拉橋，改革開放后，我國修建斜拉橋的勢頭一直呈上升趨勢。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，如汕頭石大橋，主跨518m;武漢長江第三大橋，主跨618m。鋼箱斜拉橋如南京長江第二大橋南汊橋，主跨628m;武漢軍山長江大橋，主跨460m。前幾年上海建成的南浦(主跨423m)和楊浦(主跨6o2m)大橋為鋼與混凝土的結合梁斜拉橋。
2.2 簡支梁橋存在的問題
2.2.1簡支梁橋橫向剛度、橋面鋪裝及跨徑比方面
1.目前，我國鐵路備干線的提速，使得一些現有鐵路筒支梁橋橫向振動位移超限現象嚴重，產生橫向振幅超限的原因主要是這種簡支粱本身橫向剛度不足
2. 連續簡支梁橋跨徑比在一般情況下，為使邊跨正彎矩和中支點負彎矩大致接近的原則，以使布束更趨合理，構造簡單，故l1/l2 =0.239～0.692是常見的邊、主跨的跨徑比范圍，當l1/l2 ≤0.419時，邊跨則需壓重，應屬于非常規的特殊處理
3. 近年來，許多高等級公路橋面鋪裝早期破壞，其主要原因之一是由于鋪裝厚度不足造成的
影響橋面鋪裝厚度的原因是多方面的，比如說小半徑平曲線路面超高設計對簡支梁橋面鋪裝厚度的影響等。
2.2.2 橋梁病害方面
1.橋梁病害情況一般有以下幾種：中跨跨中下撓、腹板內側裂縫、混凝土強度達不到設計要求、豎向預應力筋松弛及中跨跨中橋面鋪裝層超厚
2.在預應力混凝土梁橋中，特別是大跨徑連續梁橋的施工或使用過程中，部分橋梁有時會出現這樣或那樣的問題，其主要問題是箱梁混凝土出現了不同性質的裂縫
2.2.3 溫度對橋梁的影響方面
《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(jtj023—85)》中只規定了t形截面連續梁由于日照溫差所引起的內力計算(即混凝土連續梁由于日照引起的橋面與其它部分的溫度差而產生的內力，在缺乏實測資料時，可假定溫度差+5℃(橋面板上升5℃)，并在橋面板內均勻分布)，對箱型截面連續梁的溫度應力及溫度梯度的取值未作規定與說明，故在橋梁進行溫度力分析計算時若參考jtj023—85橋規取值，可能導致計算結果偏于不安全，不能反應橋梁實際所受的溫度內力
三、存在的問題的解決方案
3.1 簡支梁橋橫向剛度、橋面鋪裝及跨徑比方面
1.由結構動力學知道，解決振幅超限的靜 加國辦法是r在提高梁件的橫向剛度的同時，盡力減少在 過程中梁體自重的增加，從而提高橋梁的橫向白振頻率， 保證布列車提速后將要達到的速度范 內粱體不至于發生共振或準共振現象
2.連續梁橋的跨徑比大都ll/l2 =0.54～ 0.58則較合理，這將有可能在邊跨懸臂端用導梁支承于端墩上合攏邊跨，取消落地支架
3.在條件允許的情況下，可以采用降低蓋梁或臺幅高程的辦法保證橋面鋪裝厚度滿足設計要求。如果發現得較晚，一般采取增加橋面設計高程的辦法來保證橋面鋪裝厚度
3.2 橋梁病害方面
1.依據加固設計的原則，針對性地提出如下加固方案：
(1)用縱向體外預應力束解決縱向預應力不足的問題;
(2)用體外豎向預應力筋解決腹板抗剪能力不足的問題;
(3)在腹板外側粘貼碳纖維布解決豎向預應力張拉給腹板造成的偏心荷載問題，并增強梁的整體剛度;
(4)對小于0.15 mm 的裂縫進行封閉，大于0.15 mm的裂縫進行高壓注漿;
(5)將橋面鋪裝層改為輕質混凝土以減輕二期恒載，從而改善梁體的受力狀況
2.預應力混凝士連續梁橋的裂縫問題從設計方面來講可以從以下反面來考慮：橋梁跨徑布置和箱梁截面尺寸擬定、縱向預應力布束方案與預應力儲備、預應力混凝土連續梁橋的設計要重視溫度應力、重視箱梁結構非預應力鋼筋的配置
3.3 溫度對橋梁的影響
對于同一橋梁結構，采用不同的溫度梯度模式得到的梁內溫度應力值相差很大.因此，為保證橋梁結構抗裂性，合理的溫度梯度模式。對橋梁設計驗算準確性極為重要
四、小結
我國公路建設近年來發展迅速，橋梁設計由初期中、小橋到大型斜拉橋、懸索橋，結構體系和施工工藝都有很大發展
大跨徑梁橋、吊橋、斜拉橋的設計、施工水平不斷提高，但中等跨徑橋梁的設計、施工水平發展相對緩慢，結構形式仍然以簡支空心板和簡支t梁為主，一些中小跨徑大橋采用先簡支后連續箱梁和支架現澆連續梁。簡支梁橋設計、施工簡便，工期短。但橋面伸縮縫較多，行車條件差;跨中彎矩大而墩頂彎矩為零，結構受力不合理;梁高僅受跨中截面彎矩控制，其它截面材料不能得到充分利用
隨著高速公路、鐵路提速和高速鐵路的建設，混凝土簡支梁仍是橋梁的主要橋型，并且向整體大跨方向發展，因此簡支梁橋的施工設備和技術尚需進一步研究
同時伴隨著全球交通業的快速發展，橋梁建造業也隨之迅速發展。新的橋梁結構形式不斷地被創造和應用。通過科研單位，設計單位和施工單位的共同努力，這些新型結構橋梁的設計及施工工藝正在不斷完善
就目前來說，橋梁設計方面的問題相對較易得到解決，但施工階段和混凝土生成過程方面是和整個工程質量管理體系的落實、完善分不開的，必須從施工人員素質、技術、工藝上等各方面提高
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