完整版桥梁工程毕业设计指导书.docx
《完整版桥梁工程毕业设计指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版桥梁工程毕业设计指导书.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
完整版桥梁工程毕业设计指导书
桥梁工程毕业设计指导书
一、目的与要求
毕业设计的目的是使学生学会如何综合运用已学到的理论与实践知识，解决中等复杂程度桥梁工程中的规划、设计以及施工方案等方面的问题。
培养学生初步具有工程师的基本技能。
为此，学生必须在以下几个方面受到综合的训练和提高：
1、系统地巩固和加深已学到的理论知识和桥梁实习所取得的经验；
2、遵循国家的建设方针，按照“规范”、“准则”的具体规定，使用设计手册等参考书进行设计的独立工作能力；
3、提高桥梁结构分析计算的能力；
4、提高桥梁工程制图的基本技能；
5、培养阅读文献、利用资料进行科研的能力；
6、了解桥梁设计的整个过程和全部内容；
6、掌握设计文件的编制方法；
7、熟悉与设计有关的各种设计依据、标准设计并了解有关设计参考资料。
二、设计内容
根据《公路基本建设工程设计文件编制办法》的要求，独立大桥勘测设计工作，一般应采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。
桥梁设计由说明书、设计图表、施工方案及设计概算四部分组成，是报送主管部门审批的文件。
主要内容是根据批准的计划任务书的要求，通过勘测选定桥位，拟定桥梁结构型式和初步尺寸，进行方案比较，提出推荐方案。
说明其特点，并提出概算造价。
鉴于学生在学习有关课程的同时都作过课程作业或课程设计，又由于时间的关系，所以学生的毕业设计的重点放在桥梁初步设计。
学生根据“毕业设计任务书”的要求和条件，不作桥位、桥型比选，只要求学生完成以下三方面的设计内容：
（一）确定桥型方案
1、确定桥梁结构型式、总体布置；
2、确定建桥材料的类型及种类；
3、确定上部、下部结构控制截面结构尺寸。
（二）内业计算及配筋设计
1、计算主桥、引桥上下部结构的成桥阶段内力；
2、主桥控制截面配筋设计；
3、引桥上部结构（预应力）配筋计算，验算其强度、应力、刚度；
4、主桥、引桥下部结构承载力计算。
（三）毕业设计文档资料的整理
1、编制桥梁设计计算书；
2、绘制桥梁设计图纸。
2.1桥型方案设计——拟定图式
在通过桥涵水文计算，确定桥梁总跨径以后，就要着手选择合理的桥梁结构型式。
学生可根据本人“设计任务书”的要求和条件，首先提出1至2种可行的桥型方案（包括上、下部结构），然后按下述步骤对每一桥型进行规划考虑：
（1）桥梁分孔；
（2）确定桥下通航净空和桥面标高；
（3）合理选择基础型式；
（4）桥头接线及纵坡；
（5）材料选用；
（6）绘制桥型比较方案草图；
（7）综合分析每一方案的优缺点，确定最终方案。
上述内容，除参阅“桥梁工程”上册外，还应考虑以下几点：
1、影响分孔的因素
对于大、中型桥梁、分孔问题是设计中最基本、最复杂的问题之一，必须进行深入全面的分析，才能得到比较完善的方案。
（1）必须满足排洪和通航的要求；
（2）从地质情况考虑，分孔后各桥墩所处位置的优劣；
（3）从施工条件考虑，同一图式中不宜用多种跨径，且不宜选用太大跨径；
（4）宜尽量选用标准跨径；
（5）当采用不等跨方案时，跨度变化不宜太多，并适当安排各跨的比例，以求受力合理及美观；
（6）从建桥材料及结构型式来考虑跨度的大小，在分孔时，可利用“经济跨径”作参考。
2、选用建桥材料所需考虑的因素
（1）应该尽量就地取材；
（2）所选材料应与选用的结构型式和跨越能力相配合；
（3）综合考虑施工（工厂预制或就地施工等）、养护、美观等各方面的条件。
3、选用结构型式时需考虑的因素
（1）为了使结构图式经济合理，必须很好熟悉各种桥跨结构的力学和构造特点及其适用范围；
（2）从地质情况来考虑选用合理的墩、台型式及上部结构型式（静定、超静定、有推力、无推力）；
（3）从建筑高度、跨越能力、所需材料等方面来考虑；
（4）考虑施工方法和施工能力；
（5）满足通航或通车的要求；
（6）注意桥型美观，尽量与周围环境协调；
（7）其他特殊要求，如引进新技术、新工艺等。
2.2桥型方案设计——制定方案
编制方案的目的是对上述选定的方案进一步细致地拟定其主要尺寸，编制技术经济指标（造价、材料用量、工期等），拟定施工方案，经技术经济比较确定一个最佳方案作为推荐方案。
其主要工作内容有：
1、拟定结构（桥跨结构、墩台、基础……）各部分的主要尺寸目的在于确定工程数量和计算造价之用；因而不必精确地计算各构件的内力、强度和稳定问题，而是充分利用已有的资料或类似工程设计来定出各部分的尺寸、只有在缺乏上述资料时才用近似计算方法来确定各部分主要尺寸。
2、对结构的主要截面进行粗略的验算（但要保证结构的安全便用）。
3、根据已定尺寸，计算工程数量。
4、绘制桥型方案设计图。
桥型方案均应有一个立面图、平面图（带有河床断面及地质概况，横向与纵向比例尺相同，一般可用1:
500或1:
1000）及1－2横断面图（比例尺可适当增大）。
立面图、平面图上应注出桥的总长、桥跨结构的计算长度：
墩顶宽度、墩身侧面坡度、设计洪水位、通航水位、通航净空（用虚线表示）、桥面标高、墩台中线的里程桩号、顶面标高、基底标高、桩尖标高、锥形护坡的坡度等。
横断面图上应注出桥面宽度、人行道宽度、桥面横坡、主梁（主拱圈）尺寸、间距、墩台宽度及两侧坡度、基底尺寸等。
方案设计图所涉及的有关设计问题可写入附注。
图幅及图标按附录二规定采用，通过分析比较，细化设计方案。
2.3桥梁结构内力及配筋计算
完成桥型方案设计之后，应进行主桥、引桥的内力计算。
内力计算内容如下：
1、主桥的内力计算及配筋验算
成桥阶段的设计内力计算（强度组合）；
（1）上部结构控制截面配筋计算；
（2）上部结构控制截面持久状况正截面承载能力极限状态计算；
（3）下部结构计算，确定单桩承载力，核算桩基布置方式；
2、引桥的内力计算及配筋验算
（1） 成桥阶段内力计算（强度组合）；
（2） 上部结构配筋计算（预应力钢束的估算及布置及预应力损失计算）；
（3） 控制截面持久状况正截面承载能力极限状态计算；
（4） 持久状况斜截面承载力验算；
（5） 持久状况正常使用极限状态计算；
（6） 持久状况应力验算；
（7） 短暂状况应力计算；
3、进行引桥下部结构计算，确定桩长、计算桩基内力、验算单桩承载力，核算桩基布置方式。
内力计算可运用通用程序（SAP2000）或其它桥梁专用设计程序（MIDAS）进行,也可采用手算方法进行。
2.4绘制桥梁结构构造图及控制截面配筋图
该部分设计工作包括绘制以下的CAD图：
1、上部结构构造图及控制截面配筋图；
2、下部结构构造图及控制截面配筋图；
3、预应力筋布置图。
2.5编制设计计算说明书
设计计算说明书应包括以下部分的内容：
1、标题
2、中英文摘要及关键词
3、目录
4、前言
5、正文
6、附录
7、结论
8、参考文献
9、致谢
设计计算说明书的排版及格式应严格按照广州大学《毕业设计模版》的格式要求进行。
三、设计依据及标准设计
3.1设计依据
3.2标准设计
桥梁设计应尽量采用标准设计。
公路工程的标准设计，包括部颁标准设计与省标准设计两类。
交通部主持编制及颁发使用（或试用）的标准设计（简称部标），包括下列四种编号：
1、中华人民共和国交通部公路桥涵标准图
编号JTGQB＝××－××（即交通公桥标－）
2、交通部公路桥涵设计图
编号JTGQS＝××－××（即交通公桥设－）
3、交通部高速公路桥梁设计图（试用）
编号JTGGQS＝××－××（即交通高公桥设）
四、设计资料摘编
为了便于设计，现将设计中所需的部分资料摘编如下，使学生参考采用。
4.1桥跨结构主要尺寸的拟定
当选定结构的跨径、荷载、桥面净空与标准设计或已有设计相同时，可参考它们加以拟定。
若无合适资料可参考时，则桥跨结构主要尺寸需用近似方法加以确（具体计算方法可参见手册等，此处不再一一列出）。
在拟定图式时，桥跨结构的建筑高度可参见表1选定。
表1桥跨结构建筑高度参考值
关于钢筋混凝土桥梁中的简支T梁及连续拱桁梁等的构造型式、适用条件及尺寸拟定可参见《公路设计手册——梁桥》。
表2钢筋混凝土T型刚构挂孔桥实例
桥名
项目
××河桥
××市桥
××桥
××桥
××桥
跨径（米）
47.0
47.1
56.0
47.1
50.50
净跨径（米）
40.0
43.5
51.96
43.5
45.5
桥面净宽（米）
7+2×1.0
7+2×1.0
7+2×1.0
7+2×1.5
7+2×1.0
悬臂计算长（米）
13.10
15.40
14.30
13.30
14.60
悬臂梁梁高（米）
1.1－2.7
1.10－3.07
1.50－3.50
1.10－3.07
1.30－3.10
悬臂安装重（吨）
21.0
23.0
24.0
25.0
24.0
吊梁跨径（米）
16.30
16.30
27.4
16.30
16.30
吊梁型式
微弯板工字梁组合梁
微弯板工字梁组合梁
T梁
微弯板工字梁组合梁
T梁
吊梁安装重（吨）
10.0
10.00
30.0
10.0
20.0
在设计中，根据设计跨径、地形、地质、施工情况等还可采用钢筋混凝土T型刚构挂孔桥的型式。
现将此种桥型的设计施工实例及其主要技术经济指标列于表2。
预应力混凝土简支T梁桥的主要建筑尺寸见表3，其它尺寸及技术指标可参见标准设计。
表3预应力混凝土简支T梁主要尺寸m
跨径
（桥墩中距）
计算跨径
（支点中距）
梁全长
主梁高度
梁端至支点距离
25
24.20
24.96
1.75
0.38
30
29.14
29.96
2.00
0.41
35
34.02
34.96
2.00
0.47
40
38.88
39.96
2.30
0.54
51.04
50.00
51.00
2.50
0.50
预应力为砼连续梁部分设计实例列于表4。
钢管砼系杆拱桥部分设计实例列于表5。
砼斜拉桥部分设计实例列于表6
表4预应力混凝土连续梁设计实例
桥名
桥长
（m）
最大主跨
（m）
桥全宽
（m）
截面型式
梁高H（m），高跨比HL
特征
H支
H支L
H中
H中L
Eschanchtal
143
128
31
单箱三室
6.0
0.047
6.0
0.047
四跨连续
HirschhornWest
375.88
126.5
16.5
单箱单室
6.2
0.049
3.8
0.03
七跨连续
Gennerilliers
636.6
172
19.55
单箱双室
9.0
0.052
3.5
0.02
五跨连续
Jerantut
462.4
115.82
9.62
单箱单室
5.58
0.048
3.75
0.032
三跨连续
KualaLepar
696
115.82
9.0
单箱单室
5.58
0.048
3.75
0.032
多跨连续
No.6his
266.6
128.5
44.15
多箱单室
6.5
0.051
3.8
0.030
三跨连续
OHmarsheim
129.5
171.9
分离式单箱单室
9.0
0.052
3.0
0.017
五跨连续
太田川铁路桥
222
110
12.2
单箱单室
8.0
0.073
5.0
0.045
三跨连续
Guffenbach
393
108
12
单箱单室
5.72
0.052
2.7
0.025
多跨连续
Gonstance
305
134.2
分离式单箱单室
8.0
0.060
3.5
0.026
三跨连续
Joinville
A256
B252
A108
B102
分离式单箱单室
5.2
0.048
0.051
2.2
0.020
0.022
三跨连续
续表4预应力混凝土连续梁设计实例
桥名
桥长
（m）
最大主跨
（m）
桥全宽
（m）
截面型式
梁高H（m），高跨比HL
特征
H支
H支L
H中
H中L
F’egire
514
106.75
20.7
单箱单室
5.58
0.052
2.2
0.021
六跨连续
Stein-Sackingen
244
106
12.92
单箱单室
6.25
0.059
2.8
0.026
三跨连续
St.Brieuc
524
99
分离式单箱单室
6.5
0.04
3.0
0.030
六跨连续
KentuckyRiver
236.7
98.5
分离式单箱单室
4.8
0.05
2.44
0.025
三跨连续
Danube
378.8
115
分离式单箱单室
4.35
0.038
3.35
0.029
五跨连续
Mangfall
305
108
18.6
单箱单室
5.4
0.05
5.4
0.05
三跨连续
Saint-Maurice-Interchange
2703
117.5
12
单箱单室
8.0
0.068
2.0
0.017
多跨连续
Kochertal
1128
138
30.5
单箱三室
6.77
0.049
6.77
0.049
多跨连续
NeueNecker
229
107
13.8
单箱单室
5.3
0.050
2.5
0.023
三跨连续
Tricaltin
203
142.5
10.0
单箱单室
7.5
0.053
2.5
0.018
三跨连续
GabrielJohnsonTrucker
426.7
106.7
14.0
单箱单室
4.78
0.045
1.83
0.017
有铰五跨连续
续表4预应力混凝土连续梁设计实例
桥名
桥长
（m）
最大主跨
（m）
桥面全宽
（m）
截面型式
梁高H（m），高跨比HL
特征
H支
H支L
H中
H中L
ShubenacadieRiver
440.1
213.4
10.8
单箱单室
10.67
0.050
2.44
0.011
有铰三跨连续
NewReichs
865.5
169.61
26.1
双箱单室
8.78
0.052
5.49
0.032
五跨连续
青海川桥
286.6
110
分离式单箱单室
6.5
0.059
3.0
0.027
三跨连续
Zilwankee
2469
119.5
分离式单箱单室
6.1
0.051
2.44
0.020
三跨连续
Bossuit-Kortrjkchannel
208
104
40.6
多箱单室
5.0
0.048
2.5
0.024
多跨连续
Zolder
214
103.1
分离式单箱单室
4.5
0.044
2.5
0.024
六跨连续
上轮桥
321.3
125
11.9
单箱单室
7.5
0.06
4.3
0.034
三跨连续
大潼坎盐谷桥
285.0
125
5.2
单箱单室
7.5
0.06
2.4
0.019
六跨连续
Bialschina
645
160
12.14+13.89
分离式单箱单室
9.5
0.059
2.6
0.016
三跨连续
Gateway
1627
260
22.2
单箱单室
15.0
0.058
5.2
0.02
三跨连续
注：
目前随着桥梁施工技术的进步，桥面宽度少于20m的桥梁，截面均采用单箱单室结构。
表5钢管混凝土系杆拱桥设计实例
序号
桥名
跨径（m）
矢跨比
拱轴线型
结构型式
拱圈（肋）截面
桥总宽（m）
型式
高度（m）
管径×壁厚（mm）
1
江苏无锡新安北桥
60
16
抛物线
下承式系杆拱
单圆
0.8
800×16
15
2
江苏泰州引江大桥
70
15.38
抛物线
下承式系杆拱
单圆
0.8
800×16
13
3
福建福安群益大桥
46
抛物线
中承式肋拱
单圆
0.8
800×14
18
4
四川旺苍东河大桥
115
16
m=1.543
下承式系杆拱
哑铃形
2.0
800×10
14.6
5
广东高明大桥
100
14
m=1.756
中承式肋拱
哑铃形
2.0
750×10
6
浙江新安江望江大桥
120
14
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
2.0
900×10（12,14）
10
9
广东南海佛陈大桥
112.8
15
m=1.167
下承式系杆拱
哑铃形
2.5
1000×14
25
11
福建福清玉融大桥
76
14
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
1.9
800×10
28.4
12
福建安溪铭选大桥
90
14.5
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
1.9
800×10
14
13
三峡黄柏河特大桥
160
15
m=1.543
上承式肋拱
哑铃形
2.5（2.9）
800×10
18.5
14
三峡下牢溪特大桥
160
15
m=1.543
上承式肋拱
哑铃形
2.5（2.9）
1000×10（12）
18.5
15
三峡莲沱特大桥
114
15
m=1.50
中承式肋拱
哑铃形
3.0
1000×10（12）
20
16
广州解放大桥
81.6
15
抛物线
下承式系杆拱
哑铃形
2.4
1200×14
25
17
福建福州外沙洲大桥
60
13.5
m=1.347
中承式肋拱
哑铃形
1.2
950×14
6
18
福建仙游兰溪大桥
64
13.2
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
2.0
480×10
27.7
19
福建福州解放大桥
80
15
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
1.8
750×10
14
20
江苏常熟海虞桥
44
14
抛物线
下承式系杆拱
哑铃形
1.2
800×10
13.5
21
江苏常熟之和塘桥
39
13.79
抛物线
中承式肋拱
哑铃形
1.3
450×10
11
22
射阳河大桥
68.5
14
抛物线
下承式系杆拱
哑铃形
1.75
500×9
13
24
四川成都磨子湾大桥
120
15.5
m=1.543
中承式肋拱
哑铃形
2.00
1100×12
7.5
26
福建闽清石潭溪大桥
136
15
m=1.167
中承式桁肋拱
四肢
3.0
600×10
12
27
黑龙江依兰牡丹江大桥
100
14
m=1.756
中承式桁肋拱
三肢
2.5
550×8
28
河南安阳文峰路立交桥
135
15
m=1.05
下承式系杆拱
横哑铃
3.0
600×12
31.4
29
峨边县大渡河桥
140
15
m=1.352
下承式系杆拱
横哑铃
3.0
720×12
13.5
30
广东南海三山西大桥
200
14.5
m=1.3
中承自锚式
横哑铃
3.5
550×10
28
表6混凝土斜拉桥部分设计实例（m）
桥名
主跨
L
梁高
h
梁宽
B
有效梁宽b
塔高
H
hL
HL
bB
附注
上海泖港大桥
200
2.20
12.50
12.00
44.00
190.9
14.55
0.96
双塔双索面
天津永和大桥
260
2.00
13.60
11.00
52.00
1130
15.0
0.81
济南黄河大桥
220
2.75
19.50
19.00
51.27
180
14.29
0.97
东营黄河大桥
288
2.40
19.50
19.00
57.00
1120
15.05
0.97
蚌埠淮河大桥
224
2.50
21.10
19.00
53.75
189.6
14.17
0.90
辽宁长兴岛大桥
176
1.75
10.50
10.00
40.77
1101
14.32
0.95
犍为岷江大桥
240
2.40
14.10
12.00
57.00
1100
14.21
0.85
武汉长江公路大桥
400
3.00
29.40
26.00
91.00
1133
14.4
0.88
郧阳汉江大桥
414
2.00
15.60
12.00
90.42
1207
14.6
0.77
上海南浦大桥
423
2.36
30.25
27.45
105.0
1179
14.03
0.90
上海杨浦大桥
602
2.96
30.25
27.45
144.0
1203
14.18
0.98
4.2下部结构主要尺寸的拟定
1、基础
常用的基础形式有刚性扩大基础、桩基础、沉井基础等。
当上部结构为中、小跨径的桥梁，地表较浅深度范围内有适宜的持力层（如硬塑粘土、砂性土、岩石等），且地表无水或水深不大，围堰较易时可采用明挖的刚性扩大基础。
基础埋深应考虑地质、冲刷、冻结、上部结构型式、地形及最小埋置深度等因素。
基础顶面一般不高于最低水位，季节性河流不宜高出池面，基础厚度在1~2m左右，基础厚度超过1m时应浇砌成台阶形。
基础平面尺寸由墩、台身底面的形状尺寸确定，基础襟边最小值20~30cm，并应满足基础材料刚性角的要求。
刚性扩大基础的验算内容包括：
持力层、软弱下卧层的强度验算、基底合力偏心距验算（控制不均匀沉降）、基础抗倾覆、抗滑动稳定验算、地基稳定验算（特殊地形条件，如基础位于斜坡上或基础下有夹层）、沉降验算等。
当地表浅层没有适宜的持力层或水深较大、围堰困难时，多采用桩基础。
桩的直径、根数、入土深度可参考已建成的同等规模的桥梁初步拟定。
当地表以下适宜深度范围内有基岩时可采用柱桩，没有基岩时采用摩擦桩。
摩擦桩的桩长也可由设计荷载，通过单桩轴向容许承载力公式反算求得。
桩基础确定后应验算的内容包括：
单桩轴向容许承载力、桩身强度验算、功表处桩身水平位移验算及抗裂验算。
刚性扩大基础和桩基的验算内容可根据时间的紧缓选作部分内容。
2、桥墩、桥台
桥墩形式可采用实体（重力式）桥墩、桩式桥墩等。
桥台形式可采用U型（重力式）桥台、埋置式桥台等。
墩、台尺寸的拟定可参考已建成桥梁的有关资料，也可查阅有关设计手册来确定。
附录
升级会员 