富水河特大桥上部结构设计和计算分析开题报告
2021-02-22 11:46:07
1. 研究目的与意义(文献综述)
1 桥梁工程的目的及意义
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程中属于结构工程的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。
桥梁不光是一种功能性的结构物,同事也是一座立体的造型艺术工程,是一处景观,具有时代的特征,比如武汉市地标性的武汉长江大桥,它就是武汉市的建设和发展的结果和见证。大力发展交通运输事业,建立四通八达的现代交通网络,对于加强全国各族人民的团结,发展国民经济,促进文化交流,消灭城乡差别和巩固国防等方面,都具有非常重要的作用。尤其是当前国内国外环境正面临着一带一路建设的美好发展前景,在改革开放之后就大力发展起来的路、桥建设又迎来了再一次的发展温巢,我们正处在一个路桥大力发展的历史性阶段当中。同时,桥梁工程不但在工程规模上约占公路总造价的10%~20%,而且往往也是交通运输的咽喉,是保证全线早日通车的关键。更是在军事国防方面起着咽喉枢纽的重要地位。
富河特大桥是308省道兴国至富池段改建工程中的一个亮点。作为县委县政府2015年十大重点工程之一的兴富一级路,全长33.012公里,起于兴国镇周华卿新屋村,向北下穿武九铁路,沿纬一路、环城北路通道至双港,与省道富阳线交叉,向东至半壁山农场,转向南跨越富河,与阳枫省道连接,是我县第一条东西向大动脉,预算总投资7.59亿元。兴富路拉通之后,城东新区环城东路连接到富池,时速80公里,20分钟可以到达富池。是一项惠民利民的工程。
通过本次毕业设计,系统地巩固本科期间的学习内容,将基本理论和专业知识综合运用于设计过程培养学生分析和处理实际问题的能力,做到学以致用。了解现行的行业设计规范,掌握一般桥梁的设计原则及方法,计算原理,从而深入了解公路预应力桥梁的一般设计流程,为毕业后从事桥梁技术工作打下基础。提高读图及绘图能力,学会查阅中外文献,使用规范手册,编写技术文件及计算机辅助设计等基本技能。熟练掌握CAD ,Midas,Word等计算机软件的使用方法。了解Midas的建模过程和功能,利用它进行桥梁结构的计算和分析。并能熟练的利用CAD准确绘制工程图。培养严谨认真,实事求是,刻苦钻研,勇于创新的精神,为日后的桥梁建设工作奠定基础。
2 国内外发展概况
2.1古代桥梁简述
桥梁是人类在生活和生产活动中,为克服天然障碍而建造的建筑物,也是有史以来人类所建造的最古老、最壮观和最美丽的建筑工程,它体现了一个时代的文明和进步。考古发掘出的世界上最早的桥梁遗址是公元前6000年~公元前4000年现今小亚细亚一带。我国1954年发掘出的公元前4000年左右的新石器时代氏族村落遗址——西安半坡村,是我国已发现的最早出现的桥梁的地方。
古代桥梁所用的材料,多为木、石、藤、竹之类的天然材料,锻铁出现之后,开始建筑简单的铁链吊桥。我国幅员辽阔,山河众多,古代桥梁不但数量惊人,而且类型也丰富多样,几乎包含了所有近代桥梁中的主要形式。我国古代著名的桥梁有赵州桥,洛阳桥,广济桥,芦沟桥合称为“中国四大古桥”,他们是中国古代造桥史上的光辉篇章。
2.2世界各国桥梁建造现状
纵观世界桥梁建筑发展的历史,与社会生产力的发展、工业水平的提高、施工技术的进步、力学理论的进展、计算能力的提高等方面都有关系,但其中,与建筑材料的革新最为密切。
19世纪中期钢材的出现,开始了土木工程的第一次飞跃。随后又产生了高强度钢材、钢丝,于是钢结构得到蓬勃发展。结构的跨度也不断扩大,以至能休假呢几百米到千米以上特大跨度的跨海大桥。
20世纪初,钢筋混凝土的广泛应用,以及至30年代开始兴起的预应力混凝土技术,大大提高了混凝土的抗裂性能、刚度和承载能力,使土木工程发生了又一次飞跃。实践证明,预应力混凝土桥梁已经能与200~300m甚至更大跨径的钢桥相抗衡。世界上各国的桥梁工作者始终在寻找结构合理、造价更经济、跨越能力更大的桥梁形式,推动了桥梁工程的发展。
19世纪后期,预应力混凝土桥梁迅速发展之前,在资本主义发达国家内曾风行修建钢桥,并已经达到相当高的技术水平。1947年前联邦德国首创各向异性钢桥面板新结构,为钢桥的发展做出了贡献。
悬索桥是能充分发挥高强钢材优越性的独特桥型,在国外发展甚早。美国在19世纪中期从法国引进了近代吊桥技术后,与19世纪70年代移居美国的瑞士桥梁大师就发明了主缆的“空中纺线法”编纺桥缆。1937年建成的旧金山金门大桥,至今仍是一座举世闻名的集工程技艺和建筑艺术于一体的宏伟美观的桥梁建筑。
世界上第一座现代公路斜拉桥是1956年前前联邦德国在瑞典建成的斯特罗姆海峡钢斜拉桥,1958年,前联邦德国在杜塞尔多夫北桥中首创斜拉桥“倒退分析法”的施工控制新技术。
从历史中可以看出:德、美、法、英、瑞士、日本和丹麦等国,从20世纪六七十年代以来,对现代桥梁的发展贡献了大部分创新技术。不仅在新材料、新结构和新工艺上有许多创造,而且在桥梁设计理论和方法方面,都做出了突出贡献。
新中国成立后,在建国初期修复并加固了大量旧桥,随后在第一、二个五年计划期间,修建了不少重要桥梁,取得了迅速发展。20世纪五六十年代,修订了桥梁设计规程,编制了桥梁标准设计图纸和设计计算手册,培养了一支强大的工程队伍。特别是1978年党的十一届三中全会把我国的工作重心转移到社会主义经济建设上来,不断深入贯彻改革开放政策,是我国经济建设获得了突飞猛进的发展。在重点发展能源和交通两大战略目标的推动下,20多年来我国的公路和桥梁建设事业,也不断掀起新的发展高潮。
世界最大预应力混凝土梁桥
排序 | 桥名 | 主跨(m) | 桥址 | 年份 |
1 | 斯托尔马桥(Stolma) | 301 | 挪威 | 1998 |
2 | 拉脱圣德桥(Raftsundet) | 298 | 挪威 | 1998 |
3 | 虎门辅航道桥 | 270 | 中国 | 1997 |
4 | 瓦罗德2号桥(Varodd-2) 门道桥(Gateway) | 260 | 挪威 澳大利亚 | 1994 1986 |
5 | 奥波托桥(Oporto) 诺日姆伯兰海峡桥(Northum Berland) 斯克夏桥(Skye) |
250 | 葡萄牙 加拿大 英国 | 1991 1998 1995 |
2. 研究的基本内容与方案
3设计主要工作内容和方法技术路线
3.1毕业设计的目标
此次设计主要是借助富河特大桥的设计实例,通过对桥梁设计的实际操作来完成对本科桥梁工程和结构力学,包括桥梁结构电算分析以及结构设计原理等科目的进一步深入理解和掌握,为以后工作提供一定的经验和帮助。再通过与已完成的设计成果的比较,反映出自己学习短板与不足。
3. 研究计划与安排
论文的计划进度
序号 | 周数 | 完成任务 |
1 | 1-2 | 接受并熟悉资料 |
2 | 3 | 开题报告 |
3 | 4-6 | 熟悉大跨径桥梁施工的主要工作和流程 |
4 | 4-10 | 建立桥梁计算模型 |
5 | 11-13 | 绘制桥梁设计图纸 |
6 | 14-15 | 论文成果总结,编写报告 |
7 | 15-16 | 根据学院安排,参加论文答辩 |
4. 参考文献(12篇以上)
参考文献
1专业参考书:
《结构力学》、《结构设计原理》、《桥梁工程》、《桥梁施工及组织管理》等;