潜江铁路支线60 100 60m连续梁桥上部结构设计开题报告
2021-02-25 13:15:19
1. 研究目的与意义(文献综述)
大学本科毕业设计是本科教学大纲最后一个重要环节,也是我们以后工作实践的理论依据。本次设计基于在大学期间的有关专业知识和基础知识。应用所掌握的专业知识设计经济、安全、美观的预应力钢筋混凝土桥梁上部结构是我这次选题的主要目的,同时这次选题的意义如下:1、熟悉桥梁设计的整个过程,加强对规范手册的了解和应用;2、掌握桥梁的基本概念,增强综合运用各种所学知识的能力;3、提高桥梁结构分析能力和运用电算能力,使用商业软件或者其他计算程序;4、熟练掌握word、excel操作,提高CAD绘图水平和运用桥梁计算软件的水平;5、培养独立解决实际问题的能力;6、培养严肃认真,一丝不苟的学习态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。7、通过毕业设计,使各方面的知识系统化,实践化,锻炼我们调查研究,收集资料查阅资料及阅读文献的能力,也可培养自身的独立操作能力。
此外,桥梁作为公路工程的枢纽,在国民经济中占有重要地位,其安全性和经济性对社会财富和国有资产有着直接的影响。桥梁设计规范是工程技术人员开展设计工作的依据,是评判桥梁结构安全性和适用性的标准。随着建筑服务贸易自由化和国际化的不断推进,及"一带一路"战略的实施,越来越多的工程建设企业开始致力于对国外相关规范的研巧工作。因此我选择预应力连续梁桥作为我的研究方向,以加深我对这方面的了解,在未来更快的运用到工作生活当中。
研究现状:预应力混凝土连续梁桥的发展趋势随着预应力技术不断发展以及高强轻质材料的相继问世,桥梁的发展方向应是新型、大跨、轻质和美观、环保、人性化。而桥梁的每次重大技术发展都是和材料、施工工艺、结构体系等密切联系的。高强轻骨料混凝土是今后建桥材料的主攻方向在一些发展中国家,绝大多数桥梁工程结构均采用混凝土材质,其原因除了混凝土材料本身优越的工程特点之外,主要是其组成材料来源丰富、价格便宜,而且生产的能源消耗少,成本低廉。但普通混凝土材料有其固有的不足之处,最主要的缺点是比强度(材料强度/材料容重)很小,以致混凝土桥梁恒载在总荷载中所占的比例很大,承载力利用系数很低,无法适应大跨径桥梁的要求。为了克服普通混凝土的上述缺点,研制及应用高强轻骨料混凝土是国内、外工程界共同的追求。高强轻骨料混凝土与同强度等级的普通混凝土相比,自重可以减轻20%~25%,并且具有更高的耐久性、很好的抗震性能且无碱集料反应危害等特点,适用于恒载占有较大比例的工程结构,如大跨径桥梁和大跨度空间结构,尤其适合于在软土地基、地震区或碱骨料反应多发区建造大跨径桥梁,是未来建桥材料的发展趋势。其次,工厂化,自动化是桥梁施工发展的必然趋势当前新规划桥梁建设或既有桥梁改造项目很多采用大节段、大块件结构工厂预制,大吨位吊船或架桥机现场快速安装。一座数千米长的特大桥的墩台、桥塔、梁体安装仅需半年左右即可完成,连续梁桥通常是将3~5孔做成一联,在一联内没有桥面接缝,行车较为舒适。连续梁桥施工时,可以先将主梁逐孔架设成简支梁,然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连成为连续梁。近一、二十年,在架设预应力混凝土连续梁时,成功的采用了顶推法施工,即在桥梁一端(或两端)路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔,使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩,构造比较复杂。预应力体系采用钢绞线群锚,在工地预制,吊装架设。其发展趋势为:采用高强、低松弛钢绞线群锚,混凝土标号 40~60 号;T 型梁的翼缘板加宽,25 米是合适的;吊装重量增加;为了减少接缝,改善行车,采用工型梁;在桥面现浇混凝土中布置负弯矩钢束,形成比桥面连续更进一步的“准连续”结构由于预应力结构可以有效地避免混凝土开裂,能充分发挥高强材料的特性,促使结构轻型化,预应力 混凝土连续梁桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、超载能力大、养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
2. 研究的基本内容与方案
设计基本内容:
1.用Midas软件较精确地模拟潜江铁路支线60 100 60m连续梁桥的主桥上部结构;
2.完成恒载内力标准值计算、活载内力标准值计算、收缩及徐变引起的二次内力标准值计算、预应力损失引起的二次内力标准值计算、荷载组合、各主要构件承载力极限状态验算、各主要构件正常使用极限状态验算;
3.完成施工过程内力分析;
4.根据有限元分析的结果,编写设计说明书;
5.根据指导老师的要求,完成相关文献的翻译工作。
技术方案及措施:
在设计中,参照已建桥梁设计方案确定桥梁型式和结构型式。桥梁上部结构的计算,对连续桥梁来说,分别选取跨中和中间支座两个截面进行验算,读出midas 各种作用下的标准值,然后进行组合,用混凝土的相关知识进行验算,对于其它因素(温度、基础不均匀沉降、徐变)引起的内力,使用 midas Civil 计算;内力组合计算包括承载力极限状态的基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合;使用 midas Civil 进行了预应力钢筋配筋计算,估算了钢绞线的各种预应力损失,进行持久状况承载力极限状态验算、持久状况正常使用极限状态验算、持久状况构件的应力验算和挠度的计算与验算预拱度的设计。施工方式采用挂篮施工并进行设计与计算。
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅文献;熟悉Midas建模过程;熟悉毕业论文相关资料;
第3-8周:利用Midas建立连续梁桥有限元模型;
第9-12周:完成该连续梁桥的内力计算分析;
第13周:提交毕业设计文档及图纸,指导老师查阅;第14周:进一步修改、整理毕业论文,定稿;
第15周:答辩。
4. 参考文献(12篇以上)
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