橋梁畢業(yè)設計開題報告

1、<p>　　本科生畢業(yè)設計開題報告</p><p>　　畢業(yè)設計題目： XXX大橋 </p><p>　　學 院： 建筑工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 土木工程0702 </p><p>　　學生姓名： </p>

2、<p>　　指導教師： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　一.X橋建設背景：</b></p><p>　　近年來哈爾濱市的經(jīng)濟穩(wěn)定快速發(fā)展，私家車數(shù)量急劇增加，且市區(qū)內南北兩岸交通不便，為了解決南北兩岸交通的不便，讓車輛更好

3、更快通過松花江，有必要為了加快通行效率以加快兩岸聯(lián)系，在該河段設置橋梁。以此來迅速緩解現(xiàn)有的交通壓力。建設這座橫跨松花江的梁橋還有利于哈爾濱市區(qū)乃至黑龍江整體經(jīng)濟進一步的發(fā)展。</p><p><b>　　二.設計任務要求：</b></p><p>　　橋梁本身有足夠的承載能力，耐久性，能保證行車的暢通、舒適和安全；既滿足當前的需要，又考慮今后的發(fā)展；既滿足交通運輸本

4、身的需要：通航河流上的橋梁。</p><p><b>　　工程概況 </b></p><p><b>　?。ㄒ唬╉椖扛艣r：</b></p><p><b>　　1.項目地理位置</b></p><p>　　X橋位于黑龍江省哈爾濱市，橫跨松花江公路x大橋位于現(xiàn)**大橋上</

5、p><p>　　游10.8公里處，在黑龍江省哈爾濱市**松花江獨島上游約1公里處跨越松</p><p><b>　　花江。</b></p><p><b>　　2.主要工程數(shù)量</b></p><p>　　本標段范圍為K1＋100～K1＋397.06，主線總長2.87km </p>&l

6、t;p><b>　　3.主要技術標準</b></p><p>　?、殴返燃墸悍蛛x式雙向六車道高速公路；</p><p>　　⑵設計速度：120km／h；</p><p>　?、锹访鎸挾龋?2m；</p><p>　?、绕嚭奢d等級：公路-Ⅰ級；</p><p>　　⑸設計洪水頻率：1/

7、300（特大橋）和1/100（大、中、小橋及路基）；</p><p>　?、手骶€路面：瀝青砼路面，路面設計標準軸載為BZZ-100KN；</p><p>　?、说卣饎臃逯导铀俣龋骸?.05g，地震烈度七級；</p><p>　?、唐矫孀鴺讼到y(tǒng):1954年北京坐標系統(tǒng)，中央投影帶子午線經(jīng)度</p><p><b>　　116

8、6;；</b></p><p>　?、透叱滔到y(tǒng)：1985年黃海高程系統(tǒng)。</p><p><b>　　4.工期</b></p><p>　　計劃開工工期2011年10月1日，完成時間2013年3月31日，總</p><p><b>　　工期30個月</b></p>&l

9、t;p><b>　　5.建設條件</b></p><p><b>　?、抛匀粭l件</b></p><p>　?、俚匦?、地貌本標段為丘崗垅谷地貌，地形呈波浪型起伏，最高海拔為400多m，最低為200m。谷洼地之間坡度一般小于25°，垅谷洼地多為水田，少部分為水塘溝溪。</p><p>　　②氣象特征本標

10、段地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，具有氣溫溫和、雨量較充沛、熱量不充裕、光照較充足、冬季長、春秋季短、春寒夏熱、秋冬干陰和無霜期長等特點。氣溫的季節(jié)性變化顯著，一月份平均氣溫-20℃，七月份平均氣溫＋24℃；本地區(qū)降水年內分配較均，主要集中在4～6月，該時期降水量約占全年降水量的48%，易產(chǎn)生地區(qū)性的洪澇災害；降水量最少時期是10月～次年1月，4個月的降水量僅占年降水量的16%左右。年平均降水量1347～1440mm。多年平均風速3.1—4.2m

11、/s，年最大風速7m/s。七級風速，年平均相對濕度：77%～80%。</p><p>　?、鄣貙訋r性、地震區(qū)域范圍內基巖為泥質粉砂巖，覆蓋層從上至下為含碎石淺灰色、褐色砂質淤泥質粘土、粉質粘土、卵石層。本區(qū)域地震基本烈度劃分為七度區(qū)，設計地震分組為一組，地震動峰值加速度為0.10g，為抗震設防區(qū)。</p><p><b>　?、剖┕l件</b></p>

12、;<p>　　①交通條件**公路貫穿本標段，交通便捷，距**市區(qū)較近，乘車可在15分鐘內至市區(qū)。</p><p>　?、谑┕び秒?、用水標段離鄉(xiāng)鎮(zhèn)較近，電力供應充足，施工期間用電搭接較方便、線路短，需與供電部門取得聯(lián)系。湖常年有水，且標段范圍內地下水較豐富，水質良好，可就近取用。</p><p>　　③水泥、木材、石灰、鋼材等工程所需水泥、木材、石灰等材料，本地均有產(chǎn)出

13、，根據(jù)工程需要在滿足質量要求的前提下?lián)駜?yōu)選擇購買。鋼材從****購進。</p><p>　?、苌?、石主要的石料場有址坊廖山采石場，位于**縣**鎮(zhèn)，可生產(chǎn)各種規(guī)格碎石，交通運輸較便利。工程所用的砂、礫石材料主要從長江沿線采砂場購買，由汽車運至工地。</p><p><b>　　6.工程特點</b></p><p>　?、?跨越既有線多，本

14、標段線為跨線橋，貼近市區(qū)，所以安全管理為重中之重，</p><p>　?、浦Ъ墁F(xiàn)澆普通砼連續(xù)箱梁工程數(shù)量較少本標段普通砼連續(xù)箱梁數(shù)量，共四孔/一聯(lián)，現(xiàn)澆支架、模板投入量較大。 </p><p><b>　　四.設計內容：</b></p><p>　　設計參選的三方案的評比圖</p><p>　　橋梁縱、橫斷面的設計和

15、平面布置</p><p><b>　　上部結構的設計計算</b></p><p><b>　　下部結構的設計計算</b></p><p><b>　　繪制橋梁施工圖</b></p><p>　　五.設計的意義和目標:</p><p>　　通過本橋的設計能

16、使我們進一步了解橋梁設計的過程，了解和掌握設計的方法和步驟，熟悉橋梁設計時所需要的各種規(guī)范條例，培養(yǎng)查閱資料，綜合解決問題的能力，熟練運用cad軟件，能把書本的知識真正應用的設計實踐中，讓自己真正懂得如何來解決實際應用時的問題，為自己將來進入工作崗位做好鋪墊。</p><p><b>　　六.設計方案</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?設計思想：&

17、lt;/b></p><p>　　1.應該滿足技術先進的要求以及安全可靠的基本要求；</p><p>　　2.要保證橋梁應該在100年設計基準期內正常使用。</p><p>　　3.應考慮不同的環(huán)境類別對橋梁耐久性的影響，在選擇材料，保護層厚度，</p><p>　　4.阻銹等方面滿足耐久性的要求，</p><p&g

18、t;　　5.除此之外還應遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原則考慮沿岸縮小</p><p>　　運距，促進該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益，</p><p>　　6.如果該橋設過橋費，應能盡可能多的吸引更多的橋梁通過，達到盡可能</p><p><b>　　快收回投資的目的。</b></p><p>　　7.環(huán)?？沙?/p>

19、續(xù)發(fā)展的要求，該橋貼近市區(qū)，應該滿足橋梁建設以及使用過</p><p>　　程中生態(tài)，水，空氣，噪聲等方面的要求。</p><p>　　8.橋梁施工完成后，將兩頭植被恢復或進一步美化橋梁周邊的景觀，亦屬</p><p><b>　　環(huán)境保護的內容。</b></p><p><b>　　水文計算</b>

20、;</p><p><b>　　1.4水文計算</b></p><p><b>　　1.4.1設計資料</b></p><p>　　大橋橋位地質剖面圖。</p><p>　　水文資料：橋為河段為穩(wěn)定性河段，設計洪水位頻率1：100，設計洪水位40.85m。</p><p>　

21、　洪水含沙量ρ=3kg/m3。</p><p>　　橋位概況：本橋位于某市境內外，跨越松花江，河寬240米。</p><p>　　1.4.2計算設計流量QS [10]</p><p>　　1.根據(jù)河道橫斷面圖式，本河道采用單寬式，采用形態(tài)法計算。</p><p>　　2.依據(jù)橋位地質剖面圖，假定為單寬式Ⅰ類河道，糙率n=0.02，m=50。&

22、lt;/p><p>　　3.洪水比降I=0.3‰。</p><p>　　4.設計水位40.85m，起止樁號k1+100—k1+397.06</p><p>　　過水面積ω及水位寬度B計算，見下表。</p><p>　　過水面積ω及水位寬度B計算表 表1-3</p><p>　　6.平均水深 H均=ω

23、/B=795.17/209.13=3.802m</p><p><b>　　7.由謝—滿公式</b></p><p>　　V=m(H均)2/3I1/2</p><p>　　=50(3.802)2/3(0.0003)1/2</p><p>　　=2.1096m/s</p><p>　　8.設計水位時

24、，過水斷面流量QS</p><p>　　QS=ωV=795.172.1096=1677.50m3/s</p><p>　　設計流量偏安全考慮，選定</p><p>　　QS=1700m3/s </p><p><b>　　V=2.11m/s</b></p><p>　　ω=795.17m/s<

25、;/p><p><b>　　B=209.13m</b></p><p>　　1.4.3確定橋孔長度</p><p><b>　　河段類型選擇</b></p><p>　　依據(jù)橋位地質剖面圖，假定該橋位河段為順直型穩(wěn)定性河段。</p><p><b>　　橋孔布設原則&l

26、t;/b></p><p>　　橋孔不宜過多的壓縮河槽；</p><p>　　墩臺基礎可以視沖刷程度，置于不同的標高上。</p><p>　　采用經(jīng)驗公式計算橋長</p><p>　　Lj= QS/(βqc) （1-1）</p><p>　　式中：Q

27、S——設計流量；取值為QS=1700 m3/s；</p><p>　　β——壓縮系數(shù)；取值為β=k1(Bc/Hc)0.06=1.272；</p><p>　　k1——穩(wěn)定性河段取1.00；</p><p>　　qc——河槽單寬流量，qc= QS/Bc=1700/209.13=8.13</p><p>　　Lj= QS/(βqc)=1700/(

28、1.2728.13)=164.4m</p><p>　　采用過水面積計算（沖刷系數(shù)法）[10]</p><p>　　上部結構采用預應力混凝土箱型梁橋，標準跨徑為50m（橋墩中心間距），假定采用單排雙柱式橋墩柱直徑d=1.5m，設計流速VS=2.11m/s，QS=1700 m3/s，沖刷系數(shù)P=1.2，系數(shù)計算：</p><p>　　μ=10.375VS/ L0=10

29、.3752.11/(501.5)=0.984</p><p>　　λ=1.5/50=0.030</p><p>　　則ωq= QS/[μ(1λ)P VS]=1700/[0.984(10.030)1.12.11]=767.37m2</p><p><b>　　根據(jù)橋位斷面圖</b></p><p>　　橋下毛過水面積為79

30、5.17m2 略大于767.37m2。</p><p>　　橋孔凈長 Lj=4(501.5)=194m。</p><p>　　與經(jīng)驗公式計算結果接近，可以采用。</p><p>　　樁臺前緣樁號為：k1+184.43，另一側橋臺前緣樁號為k1+382.93</p><p>　　1.4.4確定橋面最低標高</p><p>

31、;<b>　　計算壅水高度：</b></p><p>　　建橋后，左路堤阻水面積ωn=2.692+2.8128+0.92=6.4248m2</p><p>　　Qn=ωnV均=6.432.11=13.57m3/s，Qn/QS=13.57/1700=7.9/1000查表得：η=0.07</p><p>　　Vq= QS/ωj=1700/795.1

32、7=2.14m/s</p><p>　　由經(jīng)驗公式：ΔZ=η(Vq2Vch2) （1-2）</p><p>　　Vch——采用建橋前全斷面平均流速2.11m/s。</p><p>　　故 ΔZ=η(Vq2Vch2)</p><p>　　=0.07(2.1422.112)<

33、;/p><p><b>　　=0.009m</b></p><p>　　所以=ΔZ/2=0.0045m</p><p><b>　　計算浪高</b></p><p>　　根據(jù)設計資料中的氣象地震資料：</p><p>　　氣候條件：一月份平均氣溫20℃，七月份平均氣溫+24℃；&

34、lt;/p><p>　　風力：7級，V=15 m/s；</p><p><b>　　地震烈度：7度。</b></p><p>　　考慮最不利影響，浪程D=600m，平均水深H均=3.802m，風速Vw=15m/s。</p><p>　　=9.81*3.802/15*15=0.166</p><p>　

35、　0.7（）0.7=0.7（0.166）0.7=0.20</p><p><b>　　==26.16</b></p><p>　　0018()0.45=0.0078</p><p>　　th0.2=0.197</p><p>　　0.13th0.198=0.0254</p><p>　　HLj%=

36、2.3=0.174m</p><p><b>　　2.計算水位</b></p><p>　　本河道無流水，其他引起水位升高的因素忽略不計。</p><p>　　Hj= Hs+=40.85+0.0045+0.1742/3=40.971m</p><p><b>　　3.橋面標高的確定</b></

37、p><p>　　本河段不通航，采用橋下凈空ΔHj=0.5m。</p><p>　　橋梁建筑高度ΔHD=2.5m（預應力混凝土箱型梁橋）</p><p>　　Hqm=Hj+ΔHj+ΔHD</p><p>　　=40.971+0.5+2.50</p><p><b>　　=43.971m</b></

38、p><p>　　故橋面標高采用44m。</p><p><b>　　1.4.5沖刷計算</b></p><p>　　本河段以假定為平原順直型河段，屬穩(wěn)定性河段，對河槽自然演變的影響不明顯，對該橋位地質斷面圖分析，河床地質屬中砂和細砂質土壤，應按砂質河槽計算。已知橋位河段歷年汛期平均含砂量ρ=3kg/m3。</p><p>　

39、　該橋上部結構采用4孔50m預應力混凝土箱型梁，下部結構采用鋼筋混凝土單排四柱式橋墩，柱徑D=1.5m，鉆孔灌注樁樁徑D=1.5m；橋臺采用樁柱式，樁柱直徑D=1.5m。</p><p><b>　　1.河槽一般沖刷</b></p><p>　　根據(jù)地質剖面圖分析，橋下河槽不可能擴寬。已知橋下河槽流量Q=1700m3/s，樁臺前緣樁號為：k1+184.43，另一側橋臺

40、前緣樁號為k1+382.93；粗糙系數(shù)m=50。</p><p>　　橋孔長度Lj=382.93--184.43=198.5m</p><p>　　橋孔凈長Lj1=4(501.5)=194m</p><p>　　由橋位斷面知，河槽最大水深Hmax=6.307m</p><p>　　H均=ω/B=795.17/209.13=3.802m<

41、/p><p>　　由于河床為細砂及中砂，平均粒徑采用D均=1mm </p><p><b>　　單寬流量系數(shù)</b></p><p>　　B2=L=198.5</p><p><b>　　B=209.13</b></p><p><b>　　λ=</b>&l

42、t;/p><p>　　查表得：u=0.974</p><p><b>　　=7.39m</b></p><p>　　2.河槽中橋墩的局部沖刷</p><p>　　橋下河槽的一般沖刷計算結果Hp=7.39m，其相應的沖刷流速為</p><p><b>　?。?-3）</b><

43、/p><p>　　查表得kξ=1，B1=1.5，=1 mm</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　由Hp=7.39m，D均=1mm，查得V0=0.62；</p><p>　　V>V0，砂質河槽。</p><p><b>　　=0.523m</b>&

44、lt;/p><p>　　3.墩臺的最低沖刷線</p><p>　　橋位河段屬于穩(wěn)定性河段，河槽中的橋墩可采用相同的最低沖刷線標高，并以河槽中的最大水深計算沖刷深度，未考慮其他因素應起的沖刷取ΔH=0。</p><p>　　總沖刷深度hs=Hp+Hb=8.34+0.523=8.861m</p><p>　　最低沖刷線標高Hm=Hshs =40.85

45、8.863=31.987m</p><p><b>　　（二）備選方案：</b></p><p><b>　　1.連續(xù)箱梁橋 </b></p><p><b>　　立 面 圖</b></p><p><b>　　橫斷面圖</b></p>

46、<p><b>　　平 面 圖</b></p><p>　　2.簡支空心板橋 </p><p><b>　　立 面 圖</b></p><p><b>　　橫 斷 面 圖</b></p><p><b>　　平 面 圖</b></

47、p><p><b>　　3.斜拉橋</b></p><p><b>　　立 面 圖 </b></p><p><b>　　橫 斷 面 圖</b></p><p><b>　　平 面 圖</b></p><p><b>　　（三

48、）方案論證：</b></p><p>　　比選結論：根據(jù)上述對比，不難發(fā)現(xiàn)。斜拉橋梁體尺寸較小，橋梁的跨越能力較大；受橋下凈空和橋面標高的限制少；抗風穩(wěn)定性好；便于懸臂施工等。施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術要求嚴格，最重要的是造價過高，本橋非景觀橋對于美觀要求不高，所以不予采用。由于簡支空心板橋耐久性較差，且養(yǎng)護維修費用較高，一般用于小跨度的、跨河橋，跨線橋，故不予以采用，綜合橋位處的地形地貌，

49、地址等條件，并著重考慮施工方便性，經(jīng)濟性，結合以上述方案的比較分析，決定采用預應力混凝土連續(xù)箱形梁橋。</p><p>　　七.課題進度安排（周一至周五）</p><p>　　八.參考資料及所用文獻</p><p><b>　　《橋梁工程》.</b></p><p><b>　　《基礎工程》</b>

50、</p><p><b>　　《橋涵水文》</b></p><p>　　《城市橋梁設計荷載標準》</p><p>　　《公路橋涵設計通用規(guī)范》</p><p>　　《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》</p><p>　　《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》</p><p