橋梁工程畢業(yè)設計指導書

1、橋梁工程畢業(yè)設計指導書一、目的與要求 畢業(yè)設計的目的是使學生學會如何綜合運用已學到的理論與實踐知識，解決中等復雜程度橋梁工程中的規(guī)劃、設計以及施工方案等方面的問題。培養(yǎng)學生初步具有工程師的基本技能。為此，學生必須在以下幾個方面受到綜合的訓練和提高：1、系統(tǒng)地鞏固和加深已學到的理論知識和橋梁實習所取得的經(jīng)驗；2、遵循國家的建設方針，按照“規(guī)范”、“準則”的具體規(guī)定，使用設計手冊等參考書進行設計的獨立工作能力；3、提高橋梁結構分析計算的能力；4、提高橋梁工程制圖的基本技能；5、培養(yǎng)閱讀文獻、利用資料進行科研的能力；6、了解橋梁設計的整個過程和全部內(nèi)容；6、掌握設計文件的編制方法；7、熟悉與設計有關

2、的各種設計依據(jù)、標準設計并了解有關設計參考資料。二、設計內(nèi)容根據(jù)公路基本建設工程設計文件編制辦法的要求，獨立大橋勘測設計工作，一般應采用兩階段設計，即初步設計和施工圖設計。橋梁設計由說明書、設計圖表、施工方案及設計概算四部分組成，是報送主管部門審批的文件。主要內(nèi)容是根據(jù)批準的計劃任務書的要求，通過勘測選定橋位，擬定橋梁結構型式和初步尺寸，進行方案比較，提出推薦方案。說明其特點，并提出概算造價。鑒于學生在學習有關課程的同時都作過課程作業(yè)或課程設計，又由于時間的關系，所以學生的畢業(yè)設計的重點放在橋梁初步設計。學生根據(jù)“畢業(yè)設計任務書”的要求和條件，不作橋位、橋型比選，只要求學生完成以下三方面的設計

3、內(nèi)容：（一）確定橋型方案1、確定橋梁結構型式、總體布置；2、確定建橋材料的類型及種類；3、確定上部、下部結構控制截面結構尺寸。（二）內(nèi)業(yè)計算及配筋設計1、計算主橋、引橋上下部結構的成橋階段內(nèi)力；2、主橋控制截面配筋設計；3、引橋上部結構（預應力）配筋計算，驗算其強度、應力、剛度；4、主橋、引橋下部結構承載力計算。（三）畢業(yè)設計文檔資料的整理1、編制橋梁設計計算書；2、繪制橋梁設計圖紙。2.1橋型方案設計擬定圖式在通過橋涵水文計算，確定橋梁總跨徑以后，就要著手選擇合理的橋梁結構型式。學生可根據(jù)本人“設計任務書”的要求和條件，首先提出1至2種可行的橋型方案（包括上、下部結構），然后按下述步驟對每一

4、橋型進行規(guī)劃考慮：（1）橋梁分孔；（2）確定橋下通航凈空和橋面標高；（3）合理選擇基礎型式；（4）橋頭接線及縱坡；（5）材料選用；（6）繪制橋型比較方案草圖；（7）綜合分析每一方案的優(yōu)缺點，確定最終方案。上述內(nèi)容，除參閱“橋梁工程”上冊外，還應考慮以下幾點：1、影響分孔的因素對于大、中型橋梁、分孔問題是設計中最基本、最復雜的問題之一，必須進行深入全面的分析，才能得到比較完善的方案。（1）必須滿足排洪和通航的要求；（2）從地質(zhì)情況考慮，分孔后各橋墩所處位置的優(yōu)劣；（3）從施工條件考慮，同一圖式中不宜用多種跨徑，且不宜選用太大跨徑；（4）宜盡量選用標準跨徑；（5）當采用不等跨方案時，跨度變化不宜太

5、多，并適當安排各跨的比例，以求受力合理及美觀；（6）從建橋材料及結構型式來考慮跨度的大小，在分孔時，可利用“經(jīng)濟跨徑”作參考。2、選用建橋材料所需考慮的因素（1）應該盡量就地取材； （2）所選材料應與選用的結構型式和跨越能力相配合；（3）綜合考慮施工（工廠預制或就地施工等）、養(yǎng)護、美觀等各方面的條件。3、選用結構型式時需考慮的因素（1）為了使結構圖式經(jīng)濟合理，必須很好熟悉各種橋跨結構的力學和構造特點及其適用范圍；（2）從地質(zhì)情況來考慮選用合理的墩、臺型式及上部結構型式（靜定、超靜定、有推力、無推力）；（3）從建筑高度、跨越能力、所需材料等方面來考慮；（4）考慮施工方法和施工能力；（5）滿足通航

6、或通車的要求；（6）注意橋型美觀，盡量與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)；（7）其他特殊要求，如引進新技術、新工藝等。2.2橋型方案設計制定方案 編制方案的目的是對上述選定的方案進一步細致地擬定其主要尺寸，編制技術經(jīng)濟指標（造價、材料用量、工期等），擬定施工方案，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定一個最佳方案作為推薦方案。其主要工作內(nèi)容有： 1、擬定結構（橋跨結構、墩臺、基礎）各部分的主要尺寸目的在于確定工程數(shù)量和計算造價之用；因而不必精確地計算各構件的內(nèi)力、強度和穩(wěn)定問題，而是充分利用已有的資料或類似工程設計來定出各部分的尺寸、只有在缺乏上述資料時才用近似計算方法來確定各部分主要尺寸。 2、對結構的主要截面進行粗略的驗算（但要

7、保證結構的安全便用）。 3、根據(jù)已定尺寸，計算工程數(shù)量。 4、繪制橋型方案設計圖。橋型方案均應有一個立面圖、平面圖（帶有河床斷面及地質(zhì)概況，橫向與縱向比例尺相同，一般可用1:500或1:1000）及12橫斷面圖（比例尺可適當增大）。 立面圖、平面圖上應注出橋的總長、橋跨結構的計算長度：墩頂寬度、墩身側面坡度、設計洪水位、通航水位、通航凈空（用虛線表示）、橋面標高、墩臺中線的里程樁號、頂面標高、基底標高、樁尖標高、錐形護坡的坡度等。 橫斷面圖上應注出橋面寬度、人行道寬度、橋面橫坡、主梁（主拱圈）尺寸、間距、墩臺寬度及兩側坡度、基底尺寸等。 方案設計圖所涉及的有關設計問題可寫入附注。 圖幅及圖標按

8、附錄二規(guī)定采用，通過分析比較，細化設計方案。2.3橋梁結構內(nèi)力及配筋計算完成橋型方案設計之后，應進行主橋、引橋的內(nèi)力計算。內(nèi)力計算內(nèi)容如下：1、主橋的內(nèi)力計算及配筋驗算成橋階段的設計內(nèi)力計算（強度組合）；（1）上部結構控制截面配筋計算；（2）上部結構控制截面持久狀況正截面承載能力極限狀態(tài)計算；（3）下部結構計算，確定單樁承載力，核算樁基布置方式；2、引橋的內(nèi)力計算及配筋驗算（1）    成橋階段內(nèi)力計算（強度組合）；（2）    上部結構配筋計算（預應力鋼束的估算及布置及預應力損失計算）；（3）    控

9、制截面持久狀況正截面承載能力極限狀態(tài)計算；（4）    持久狀況斜截面承載力驗算；（5）    持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算；（6）    持久狀況應力驗算；（7）    短暫狀況應力計算；3、進行引橋下部結構計算，確定樁長、計算樁基內(nèi)力、驗算單樁承載力，核算樁基布置方式。內(nèi)力計算可運用通用程序(SAP2000)或其它橋梁專用設計程序(MIDAS)進行, 也可采用手算方法進行。2.4 繪制橋梁結構構造圖及控制截面配筋圖該部分設計工作包括繪制以下的CAD圖：1、上部結構構造圖及

10、控制截面配筋圖；2、下部結構構造圖及控制截面配筋圖； 3、預應力筋布置圖。2.5編制設計計算說明書設計計算說明書應包括以下部分的內(nèi)容：1、標題2、中英文摘要及關鍵詞3、目錄4、前言5、正文6、附錄7、結論8、參考文獻9、致謝設計計算說明書的排版及格式應嚴格按照廣州大學畢業(yè)設計模版的格式要求進行。三、設計依據(jù)及標準設計3.1設計依據(jù)1、公路橋涵設計通用規(guī)范JTG D60-20042、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62-20043、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范JTG D63-20074、公路工程技術標準JTGB01-20035、公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-20003.2標準

11、設計 橋梁設計應盡量采用標準設計。公路工程的標準設計，包括部頒標準設計與省標準設計兩類。交通部主持編制及頒發(fā)使用（或試用）的標準設計（簡稱部標），包括下列四種編號：1、中華人民共和國交通部公路橋涵標準圖 編號 JTGQB××××（即交通公橋標）2、交通部公路橋涵設計圖 編號 JTGQS××××（即交通公橋設）3、交通部高速公路橋梁設計圖（試用） 編號 JTG GQS××××（即交通高公橋設）四、設計資料摘編 為了便于設計，現(xiàn)將設計中所需的部分資料摘編如下，使學生參考采用。4.

12、1橋跨結構主要尺寸的擬定當選定結構的跨徑、荷載、橋面凈空與標準設計或已有設計相同時，可參考它們加以擬定。若無合適資料可參考時，則橋跨結構主要尺寸需用近似方法加以確（具體計算方法可參見手冊等，此處不再一一列出）。在擬定圖式時，橋跨結構的建筑高度可參見表1選定。表1 橋跨結構建筑高度參考值關于鋼筋混凝土橋梁中的簡支T梁及連續(xù)拱桁梁等的構造型式、適用條件及尺寸擬定可參見公路設計手冊梁橋。表2 鋼筋混凝土T型剛構掛孔橋?qū)嵗龢蛎椖?#215;×河橋××市橋××橋××橋××橋跨徑(米)47.047.156.047.

13、150.50凈跨徑(米)40.043.551.9643.545.5橋面凈寬(米)7+2×1.07+2×1.07+2×1.07+2×1.57+2×1.0懸臂計算長(米)13.1015.4014.3013.3014.60懸臂梁梁高(米)1.12.71.103.071.503.501.103.071.303.10懸臂安裝重(噸)21.023.024.025.024.0吊梁跨徑(米)16.3016.3027.416.3016.30吊梁型式微彎板工字梁組合梁微彎板工字梁組合梁T梁微彎板工字梁組合梁T梁吊梁安裝重(噸)10.010.0030.010.020

14、.0在設計中，根據(jù)設計跨徑、地形、地質(zhì)、施工情況等還可采用鋼筋混凝土T型剛構掛孔橋的型式?，F(xiàn)將此種橋型的設計施工實例及其主要技術經(jīng)濟指標列于表2。預應力混凝土簡支T梁橋的主要建筑尺寸見表3，其它尺寸及技術指標可參見標準設計。表3 預應力混凝土簡支T梁主要尺寸/m跨徑(橋墩中距)計算跨徑(支點中距)梁全長主梁高度梁端至支點距離2524.2024.961.750.383029.1429.962.000.413534.0234.962.000.474038.8839.962.300.5451.0450.0051.002.500.50預應力為砼連續(xù)梁部分設計實例列于表4。鋼管砼系桿拱橋部分設計實例列于

15、表5。砼斜拉橋部分設計實例列于表6 表4 預應力混凝土連續(xù)梁設計實例橋 名橋長(m)最大主跨(m)橋全寬(m)截面型式梁高H(m)，高跨比H/L特征H支H支LH中H中LEschanchtal14312831 單箱三室6.00.0476.00.047四跨連續(xù)Hirschhorn West375.88126.516.5 單箱單室6.20.0493.80.03七跨連續(xù)Gennerilliers636.617219.55 單箱雙室9.00.0523.50.02五跨連續(xù)Jerantut462.4115.829.62 單箱單室5.580.0483.750.032三跨連續(xù)Kuala Lepar69

16、6115.829.0 單箱單室5.580.0483.750.032多跨連續(xù)No.6 his266.6128.544.15 多箱單室6.50.0513.80.030三跨連續(xù)O Hmarsheim129.5171.9分離式單箱單室9.00.0523.00.017五跨連續(xù)太田川鐵路橋22211012.2單箱單室8.00.0735.00.045三跨連續(xù)Guffenbach39310812單箱單室5.720.0522.70.025多跨連續(xù)Gonstance305134.2分離式單箱單室8.00.0603.50.026三跨連續(xù)JoinvilleA 256B 252A 108B 102分離式單箱單室5.20

17、.0480.0512.20.0200.022三跨連續(xù)續(xù)表4 預應力混凝土連續(xù)梁設計實例橋 名橋長(m)最大主跨(m)橋全寬(m)截面型式梁高H(m)，高跨比H/L特征H支H支LH中H中LFegire514106.7520.7單箱單室5.580.0522.20.021六跨連續(xù)Stein-Sackingen24410612.92單箱單室6.250.0592.80.026三跨連續(xù)St.Brieuc52499分離式單箱單室6.50.043.00.030六跨連續(xù)Kentucky River236.798.5分離式單箱單室4.80.052.440.025三跨連續(xù)Danube378.8115分離式單箱單室4

18、.350.0383.350.029五跨連續(xù)Mangfall30510818.6單箱單室5.40.055.40.05三跨連續(xù)Saint-Maurice-Interchange2703117.512單箱單室8.00.0682.00.017多跨連續(xù)Kochertal112813830.5單箱三室6.770.0496.770.049多跨連續(xù)Neue Necker22910713.8單箱單室5.30.0502.50.023三跨連續(xù)Tricaltin203142.510.0單箱單室7.50.0532.50.018三跨連續(xù)Gabriel Johnson Trucker426.7106.714.0單箱單室4.

19、780.0451.830.017有鉸五跨連續(xù)續(xù)表4 預應力混凝土連續(xù)梁設計實例橋 名橋長(m)最大主跨(m)橋面全寬(m)截面型式梁高H(m)，高跨比H/L特征H支H支LH中H中LShubenacadie River440.1213.410.8單箱單室10.670.0502.440.011有鉸三跨連續(xù)New Reichs865.5169.6126.1雙箱單室8.780.0525.490.032五跨連續(xù)青海川橋286.6110分離式單箱單室6.50.0593.00.027三跨連續(xù)Zilwankee2469119.5分離式單箱單室6.10.0512.440.020三跨連續(xù)Bossuit-Kortr

20、jk channel20810440.6多箱單室5.00.0482.50.024多跨連續(xù)Zolder214103.1216.5分離式單箱單室4.50.0442.50.024六跨連續(xù)上輪橋321.312511.9單箱單室7.50.064.30.034三跨連續(xù)大潼坎鹽谷橋285.01255.2單箱單室7.50.062.40.019六跨連續(xù)Bialschina64516012.14+13.89分離式單箱單室9.50.0592.60.016三跨連續(xù)Gateway162726022.2單箱單室15.00.0585.20.02三跨連續(xù)注：目前隨著橋梁施工技術的進步，橋面寬度少于20m的橋梁，截面均采用單箱

21、單室結構。表5 鋼管混凝土系桿拱橋設計實例序號橋 名跨徑(m)矢跨比拱軸線型結構型式拱圈(肋)截面橋總寬(m)型式高度(m)管徑×壁厚(mm)1江蘇無錫新安北橋601/6拋物線下承式系桿拱單圓0.8800×16152江蘇泰州引江大橋701/5.38拋物線下承式系桿拱單圓0.8800×16133福建福安群益大橋46拋物線中承式肋拱單圓0.8800×14184四川旺蒼東河大橋1151/6m=1.543下承式系桿拱啞鈴形2.0800×1014.65廣東高明大橋1001/4m=1.756中承式肋拱啞鈴形2.0750×106浙江新安江望江大橋1

22、201/4拋物線中承式肋拱啞鈴形2.0900×10(12,14)109廣東南海佛陳大橋112.81/5m=1.167下承式系桿拱啞鈴形2.51000×142511福建福清玉融大橋761/4拋物線中承式肋拱啞鈴形1.9800×1028.412福建安溪銘選大橋901/4.5拋物線中承式肋拱啞鈴形1.9800×101413三峽黃柏河特大橋1601/5m=1.543上承式肋拱啞鈴形2.5(2.9)800×1018.514三峽下牢溪特大橋1601/5m=1.543上承式肋拱啞鈴形2.5(2.9)1000×10(12)18.515三峽蓮沱特大橋1

23、141/5m=1.50中承式肋拱啞鈴形3.01000×10(12)2016廣州解放大橋81.61/5拋物線下承式系桿拱啞鈴形2.41200×142517福建福州外沙洲大橋601/3.5m=1.347中承式肋拱啞鈴形1.2950×14618福建仙游蘭溪大橋641/3.2拋物線中承式肋拱啞鈴形2.0480×1027.719福建福州解放大橋801/5拋物線中承式肋拱啞鈴形1.8750×101420江蘇常熟海虞橋441/4拋物線下承式系桿拱啞鈴形1.2800×1013.521江蘇常熟之和塘橋391/3.79拋物線中承式肋拱啞鈴形1.3450&

24、#215;101122射陽河大橋68.51/4拋物線下承式系桿拱啞鈴形1.75500×91324四川成都磨子灣大橋1201/5.5m=1.543中承式肋拱啞鈴形2.001100×127.526福建閩清石潭溪大橋1361/5m=1.167中承式桁肋拱四肢3.0600×101227黑龍江依蘭牡丹江大橋1001/4m=1.756中承式桁肋拱三肢2.5550×828河南安陽文峰路立交橋1351/5m=1.05下承式系桿拱橫啞鈴3.0600×1231.429峨邊縣大渡河橋1401/5m=1.352下承式系桿拱橫啞鈴3.0720×1213.530

25、廣東南海三山西大橋2001/4.5m=1.3中承自錨式橫啞鈴3.5550×1028 表6 混凝土斜拉橋部分設計實例(m)橋 名主跨L梁高h梁寬B有效梁寬b塔高Hh/LH/Lb/B附注上海泖港大橋2002.2012.5012.0044.001/90.91/4.550.96雙塔雙索面天津永和大橋2602.0013.6011.0052.001/1301/5.00.81濟南黃河大橋2202.7519.5019.0051.271/801/4.290.97東營黃河大橋2882.4019.5019.0057.001/1201/5.050.97蚌埠淮河大橋2242.5021.1019.00

26、53.751/89.61/4.170.90遼寧長興島大橋1761.7510.5010.0040.771/1011/4.320.95犍為岷江大橋2402.4014.1012.0057.001/1001/4.210.85武漢長江公路大橋4003.0029.4026.0091.001/1331/4.40.88鄖陽漢江大橋4142.0015.6012.0090.421/2071/4.60.77上海南浦大橋4232.3630.2527.45105.01/1791/4.030.90上海楊浦大橋6022.9630.2527.45144.01/2031/4.180.98 4.2下部結構主要尺寸的擬定

27、1、基礎 常用的基礎形式有剛性擴大基礎、樁基礎、沉井基礎等。當上部結構為中、小跨徑的橋梁，地表較淺深度范圍內(nèi)有適宜的持力層（如硬塑粘土、砂性土、巖石等），且地表無水或水深不大，圍堰較易時可采用明挖的剛性擴大基礎?；A埋深應考慮地質(zhì)、沖刷、凍結、上部結構型式、地形及最小埋置深度等因素。基礎頂面一般不高于最低水位，季節(jié)性河流不宜高出池面，基礎厚度在12m左右，基礎厚度超過1 m時應澆砌成臺階形?；A平面尺寸由墩、臺身底面的形狀尺寸確定，基礎襟邊最小值2030cm，并應滿足基礎材料剛性角的要求。剛性擴大基礎的驗算內(nèi)容包括：持力層、軟弱下臥層的強度驗算、基底合力偏心距驗算（控制不均勻沉降）、基礎抗傾覆

28、、抗滑動穩(wěn)定驗算、地基穩(wěn)定驗算（特殊地形條件，如基礎位于斜坡上或基礎下有夾層）、沉降驗算等。 當?shù)乇頊\層沒有適宜的持力層或水深較大、圍堰困難時，多采用樁基礎。樁的直徑、根數(shù)、入土深度可參考已建成的同等規(guī)模的橋梁初步擬定。當?shù)乇硪韵逻m宜深度范圍內(nèi)有基巖時可采用柱樁，沒有基巖時采用摩擦樁。摩擦樁的樁長也可由設計荷載，通過單樁軸向容許承載力公式反算求得。樁基礎確定后應驗算的內(nèi)容包括：單樁軸向容許承載力、樁身強度驗算、功表處樁身水平位移驗算及抗裂驗算。 剛性擴大基礎和樁基的驗算內(nèi)容可根據(jù)時間的緊緩選作部分內(nèi)容。2、橋墩、橋臺 橋墩形式可采用實體（重力式）橋墩、樁式橋墩等。橋臺形式可采用U型（重力式）橋

29、臺、埋置式橋臺等。墩、臺尺寸的擬定可參考已建成橋梁的有關資料，也可查閱有關設計手冊來確定。附錄一 交通部公路工程標準圖及設計圖目錄（部分）（1） 公路橋涵標準圖圖號圖名跨徑(米)載重凈 空其他技術指標JTGQB00973裝配式鋼筋混凝土T型梁上部構造10、1316、20汽20掛1000.25凈72×0.751.50凈92×1.01.55號螺紋鋼筋01173裝配式鋼筋混凝土T型梁上部構造10、1316、20汽20掛1000.25凈72×0.751.50凈92×1.0錳鋼、II級鋼筋01373裝配式鋼筋混凝土T型梁上部構造10、1316汽20掛1000.25凈72×0.751.50凈92×1.01.5III級螺絲鋼筋016-73灌注樁墩臺汽20掛100配裝式鋼筋混凝土T型梁上部結構墩高H513臺高H31801873石拱橋6、8、1013、16汽20掛100凈72×0.75矢跨比、拱軸線型園孤線墩臺高314米01973混凝土預制拱橋6、8、1013、16、20