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道路桥梁工程毕业设计

道路桥梁工程毕业设计

道路桥梁工程毕业设计范文第1篇

关键词 土木工程专业 毕业设计 改革 实践

中图分类号:G642 文献标识码:A

1 土木工程(交通方向)毕业设计现状及存在问题

目前普通高校土木工程交通土建方向本科学生的毕业设计选题一般分为桥梁工程和道路工程两个大方向,通常由学生选择其中的一个方向开展毕业设计。道路工程或桥梁工程方向的选题又细分为工程设计、施工组织设计和工程造价等多种不同的方面。

学生在毕业设计选题时,一般是先确定选择道路工程或桥梁工程方向,再在选好的方向中选择设计、施工组织或造价等方面中的一个独立进行毕业设计,这就势必使学生在毕业设计过程中仅能得到单一方面技能训练的机会(如选择道路工程设计的学生,一般仅能掌握道路设计的流程与方法,而对施工过程、施工技术、施工可行性、工程造价等却不能得到较系统的锻炼;而对于选择道路施工组织设计的学生而言,对道路工程设计的内容了解甚少)。

就毕业设计教学效果而言,现有毕业设计选题模式所培养的学生虽然通过毕业设计得到了锻炼,但没有系统有效地将大学四年所学的各门课程串联起来形成解决工程设计、施工、管理以及造价等一个完整工程项目所必需的知识结构体系。虽然各门课程在经历课堂教学、试验及课程设计等训练后,学生对该课程有了较深入的理解并具备一定的应用能力,但各专业的整个培养体系属于一个系统工程,系统中单个知识结构在没有形成有效联系时,系统的效能是极其低下的,专业课程必须相互配合才能形成整个专业知识体系,也只有形成了这一知识体系的学生才符合毕业的基本要求。另一方面,用人单位要求员工对工程的设计、施工技术、施工管理均有较全面的了解,且对其中某一方面知识掌握的很扎实,到实际工作中能马上着手工作并懂得如何与同一项目所涉及的其余方面的技术人员开展有效的协作。显然,当前的这种毕业设计培养方式在人才培养上还有待进一步完善,还达不到用人单位对员工的要求,因而必须与时俱进,对毕业设计培养模式进行适当的改革与创新,以适应土木工程交通土建方向专业教育的发展。

现代社会对人才的要求越来越高,知识发展和更新也越来越快,虽然整个社会的分工越来越细,但在整个职业生涯中,所从事的工作发生调整的可能性也越来越大。社会分工细化就要求人才能在自己的领域有深厚的知识根基,并且随时要学习接受并运用新的创新成果。每一项工程本身就是一个复杂的系统,这就要求专业人才必须具有足够的专业视野以便与相关专业人员开展合作或协调(如对从事桥梁设计的工程师而言,就必须在具备扎实的桥梁专业技能的同时,了解甚至掌握施工、管理、工程造价等专业领域的基本技能),没有足够的专业视野就难以在同一项目的不同岗位之间协调与配合,最终就很难生产出令人满意的产品。因此,土木工程交通土建方向本科学生的毕业设计选题应尽量使学生能得到多方面的锻炼,使其尽可能获得较全面、系统的专业知识和技能,为后续职业生涯中的工作和终生学习打下坚实而较全面的专业根基。

2毕业设计改革内容与思路

2.1毕业设计的选题改革

让学生以毕业设计小组的形式在桥梁工程与道路工程两大方向、桥梁或道路方向中的不同方面中均适当进行横向联系,使设计小组中的每一个成员都能对道路或桥梁方向以及同一方向的不同方面均获得锻炼和协作的机会,同时每一个成员又都选择一个方面作为自己的侧重点开展毕业设计工作,以期获得最佳的毕业设计锻炼效果,为学生在职业生涯中的工作和终生学习打下坚实的专业知识体系基础。主要采用以下两种选题方式:(1)对立志于从事道桥设计工作的同学,由几位同学组成一个设计小组,对整个公路工程项目中的道路工程及桥梁工程开展设计工作,全部的设计主体内容由小组成员共同完成,道路工程或桥梁工程中的细节部分则在小组内部进行分工,使学生对道路工程及桥梁工程设计均有一定的理解,同时又能使每一位组员都有自己的主攻方向,最大限度地符合实际工程设计过程。(2)将道路或桥梁工程的设计、施工组织及工程造价作为一个毕业选题,由两个或两个以上的学生合作完成,学生首先根据设计资料完成道路或桥梁设计内容,再对所设计的道路或桥梁编写施工组织设计(一个学生侧重设计,另一个学生侧重施工组织设计)。

2.2指导老师配置的改革

每个选题配置两个以上分别在道路或桥梁设计和施工管理方面有较丰富经验的指导老师,通过相互配合指导学生毕业设计。

2.3毕业设计考核 (下转第59页)(上接第48页)

由一个设计小组共同完成一个较系统的工程项目,参与毕业设计的小组成员成果考核变得相对较复杂。拟采用“成果权剩答辩权剩平时监控#权数-权数2)”的方式对小组内成员毕业设计质量进行考核。对于小组毕业设计成果,可视整个项目完成质量给予一定的分数(项目分,百分制),同时对每一成员所负责的专题内容进行分项考核(分项分,百分制),每位同学的设计成果成绩=项目分系剩分项分#系数1)。在答辩环节,学生根据自己所负责的专业方面设计成果进行阐述,回答答辩小组老师的问题,根据阐述质量和答题质量,形成该学生的答辩成绩(百分制)。同时,指导教师在日常指导及考勤过程中要求对小组成员进行评价,形成各自的平时成绩(百分制)。

3改革取得的成效与存在问题

对2013届交通土建方向的40名毕业生进行对比性试验,其中20名学生(选做道路设计和桥梁设计各10人)按常规的方法进行毕业设计选题、指导、答辩等环节,10名学生按“道路设计+桥梁设计”组合的毕业设计改革实践,剩余的10名学生按“道路设计+道路施工组织设计”的组合进行改革试验。

通过对这些学生在毕业设计整个过程中的管理、观察与考核,情况大体如下:

(1)按常规方法进行道路或桥梁设计的20名学生,在自己的设计领域对设计的内容、思路、方法及涉及的规范了解较全面,对知识有较高的提升,达到毕业设计任务的要求。但他们对自己设计的内容之外的东西涉及很少(如路线与桥位的关系、施工的方法的可行性与经济性等都没有考虑)。这些学生基本在10周多或更短一点的时间内基本可以完成毕业设计的初稿。

道路桥梁工程毕业设计范文第2篇

关键词:桥梁工程;毕业设计;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0097-02

我国“十三五规划纲要”第七篇“构筑现代基础设施网络”中提到2020年,我国高速铁路营业里程达到3万千米,覆盖80%以上的大城市,新建改建高速公路通车里程约3万千米,新增城市轨道交通运营里程约3000千米,基本建成京津冀、长三角、珠三角等城市群城际铁路网,建设其他城市群城际铁路网主骨架。从此规划可以看出,随着经济发展和铁路、公路网、轨道交通新建及改造建设工作的不断深入,道桥工程技术人员在当前和今后一段时期内需求量还将不断上升。但随着高校毕业生的增多,在人才市场上的竞争越来越激烈,用人单位对毕业生也提出了更高的要求。如何提高学生在就业市场中的竞争力,高校的培养教育是非常重要的。

2004年由麻省理工学院、瑞典皇家工学院等4所大学创立CDIO教育模式。CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)4个英文单词的缩写,它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达,它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,使学生养成现代工程技术的职业素养[1]。

2007年,美国土木工程师学会(ASCE)出版的专题报告《2025年的土木工程》,在有关工程师培养改革方面,进一步明确了大学教育将工程理论和工程实践结合的重要性,指出了持续学习的能力、团队协作与沟通能力、创造性的思维能力是21世纪土木工程师的立业之本。这与CDIO工程教育理念(全过程培养学生的工程能力)基本相同。

综上所述,对土木工程这一与实践紧密结合的学科专业,我国及世界多个国家都认识到:当今社会,学校不仅要培养学生的专业知识,还要培养学生的动手实践能力、团队协作能力、沟通能力、创新思维、工程管理等多方面的素质,造就适应现代土木工程需求的“高素质”人才[2-3]。

本文将结合我校土木工程道桥方向桥梁工程毕业设计这一教学计划中最后的重要教学实践环节。首先指出我校在毕业设计这一环节中出现的问题,接着,针对这些问题分析讨论如何在毕业设计环节更好地贯彻实施“高素质”具备工程能力本科毕业生培养的途径和方法。

一、桥梁工程毕业设计中存在的问题

1.学生对待毕业设计态度不够端正,不认真,不积极主动,缺少钻研精神。相当一部分同学对待毕业设计的态度是敷衍了事,但求及格能毕业就行。在这样的态度下,进行桥梁方案比选时尽可能地选择较为容易完成的等截面的简支转连续桥型方案。只有少部分同学进行变截面连续梁或者连续刚构的设计。对于钢管混凝土等桥型则基本没有同学愿意做。在进行横向分布系数计算、冲击系数等手算内容时也是根据范例照葫芦画瓢,缺少自己的独立思考,对于计算结果的对错也不加判断,直接将其带入进行后续的内力计算,从而导致最后的结果也是错误的。例如:有的同学连续梁的基频算出来小于1.5HZ,有的是大于14HZ,明显不符合连续梁的基频合理范围,从而导致求得的冲击系数过小或是过大,影响活载内力结果。

2.CAD工程图绘制能力弱,缺少基本的绘图常识。毕业设计要求提交的图纸成果较多。主要有方案比选图、桥型布置图、主梁构造图、钢束布置图等。很多同学在图纸绘制时犯一些低级错误:例如不按实际尺寸绘图,各部分构造比例不协调;立面图与平面图不对应,尺寸标注字体太小,图纸布局不合理等。由此反映出很多同学对于基本的绘图常识不了解,平时对实际工程图纸关注少,对一些基本的绘图命令掌握不好,没有养成良好的图纸绘制习惯。

3.利用专业软件完成毕业设计主要的计算内容,缺乏对结果正确与否的判断。由于毕业设计桥型为多跨连续梁,为多次超静定结果,学生主要依靠桥梁博士软件或者MIDAS完成主体计算内容。在毕业设计中需要花时间学习如何利用软件进行建模,特别是施工过程如何准确地在软件中加以模拟费时较多。所以很多同学只管利用软件能算出个结果,而对于结果的对错却缺少初步的判断。例如有同学在支座不均匀沉降值输入时小数点搞错,多输入10倍,造成活载内力结果很大却还继续往下配筋,做了无用功。有的同学在施工过程中边界条件设置错误造成计算结果有误却不知道问题出在哪里。在进行配筋后的验算时,很多同学对于截面应力验算不能通过的情况不知道如何进行调整,乱调一气,造成越调整问题越多。出现以上问题,总的来说还是学生基本力学概念不清晰,出现问题时不懂得如何从受力原理出发分析产生问题的原因从而有的放矢地进行调整来解决问题。

4.部分同学对毕业设计投入时间、精力不够。部分同学在毕业设计初期尚未找到工作,因此无心做毕业设计,耗费较多时间外出找工作。另外,考研同学因为要准备研究生复试,在接近一个月的时间里也基本没有进行毕业设计。这样就导致这部分同学需要在毕业设计剩下的时间内赶进度,造成毕业设计质量不佳。

5.“双师型”毕业设计指导教师数量严重不足。近几年学院教师学历学位的不断提升,一大批高学历的年轻教师走上了大学的讲坛,尽管这些年轻教师理论基础雄厚,自学能力强,思维敏捷,但大多从高校到高校,从书本到书本,理论知识具备但缺乏实践锻炼,动手能力欠缺,普遍存在“重科学研究,轻工程实践”,再加上高校“重论文、轻应用”等评价体系的错位,使专业教师自身不重视工程实践。

二、桥梁工程毕业设计教学改革途径和方法

1.将生产实习与毕业设计及今后工作相结合。我校道桥专业学生的生产实习安排在大四上学期,总共八周。同时将暑假的时间也利用起来实习,所以学生在实习单位能够有16周的实习时间。在安排实习时,详细了解实习单位将来的用人需求,然后将符合条件的学生安排过去。由于有足够长的实习考察期,用人单位一般都会优先录用在实习期间表现良好的学生。这些同学的毕业设计题目跟生产实习期间的工程项目结合起来做,学生进行毕业设计的兴趣较高,愿意主动思考解决在毕业设计中遇到的问题。还有的同学毕业设计选题为今后工作的内容,为了提高在今后就业单位的竞争力,这部分同学愿意选择一些具有挑战性的题目,并且很积极主动地完成。例如:有个同学的就业单位主要是进行钢管混凝土拱桥的施工,他的毕业设计桥型就选择了钢管混凝土拱桥,且利用MIDAS软件进行建模计算,虽然该同学之前从未用过该软件。但在老师的指导和自己的钻研下顺利地利用MIDAS软件完成了钢管混凝土拱桥的3维建模以及施工过程的模拟,最终很好地完成了毕业设计,该毕业设计还被评为学校优秀毕业设计。

2.对学生进行工程图纸绘制基本常识的培训。在进行毕业设计前,在计算机房,花两天时间对毕业生专门讲解工程绘图的一些常识,包括图框怎么确定;说明字体、标题、标注字体大小如何确定;如何利用分层进行绘图;图纸如何合理布局;常用的一些绘图命令的讲解。并且针对以往同学容易犯的错误专门进行强调。然后结合交通部T梁和斜腹板小箱梁标准图进一步让同学们认识到正规的施工图纸应该绘制成什么样。实践表明通过这样集中培训后,基本可以杜绝以往同学易犯的绘图中的一些低级错误,且绘图效率和图纸质量明显提高。

3.加强过程控制,定期组织集中讨论。指导老师除了平时在网上通过QQ、微信等方式及时解答同学在毕业设计中遇到的问题外,每周至少组织所带同学集中在一起面对面的交流毕业设计进展以及讨论相关问题。通过这样的交流讨论更能激发同学的学习热情,许多问题也在讨论中迎刃而解,且大家印象深刻。同时也锻炼了大家的团队协作能力。

4.提高专业课程教师工程素养,加强“双师”型师资队伍建设。一是向专业教师开展有计划、有步骤、有重点的培养培训工作,健全专业教师到生产单位进行工程实践、学习交流的机制。鼓励支持教师赴企业挂职锻炼,参加工程项目设计、产学研合作项目研究和技术服务。二是积极开展国际合作与技术交流,培养具有国际视野的教师队伍,选派教师到国外高等院校学习和开展合作项目研究,选派教师到国际知名企业进行培训。三是建立一支数量质量稳定、来自生产一线、实践经验丰富的兼职教师队伍,健全专兼结合、校外专家兼职授课机制。四是提倡、鼓励、促进教师积极参加注册工程师考试认证、申报工程系列职称,努力承担工程设计、检测、鉴定、咨询等技术服务项目,参与各种工程技术评审会议,全方位地提升专业教师的工程素养。

三、结语

通过对近几年来在道桥方向桥梁工程毕业设计中存在的问题分析及探讨。文章给出针对性的解决问题的方法及手段。通过将其运用于桥梁工程毕业设计指导中取得了比较明显的教学效果改善,毕业设计以及人才培养的质量也得以提高。

参考文献:

[1]包秋燕.基于CDIO理念探讨大学生现代工程意识培养[J].福建工程学院学报,2008,6(5):451-454.

道路桥梁工程毕业设计范文第3篇

关键词:铁路营业线运行安全;人工挖孔桩;便梁加固;H型钢加固

随着铁路运行图的逐年调整,行车密度已趋于饱和,安全、正点运行越来越显得尤为重要。为能够实现列车安全、正点运行,目前铁路营业线正线最低限速45km/h,站线限速较低,为15km/h。本工程站线位于岔区,为使营业线行车确保安全,同时能够节约投资、降低成本、缩短工期,本工程使用便梁对正线进行加固、纵横抬梁对岔区站线进行加固。在确保铁路营业线运行安全的前提下,本文将结合工程实例对线路组合加固进行论述。

1 工程概况

1.1 设计概况

本工程为济南市刘长山路西延线下穿京沪铁路立交工程。既有桥为2-6.0m钢筋砼框架桥,2孔既有框架桥位于新建桥位北侧。

济南市刘长山路拓宽,对既有2孔框架桥进行拆除,新建10.5+15.0+15.0+10.5m 4孔框架桥,框架桥与线路斜交角为40,箱桥之间的缝隙均为10cm,其他尺寸见图1(图中尺寸单位均以m计)。

桥上有到发线、京沪上行线、水白上行线、京沪下行线、水白下行线、到发线、机待线7股线路。线路均为直线。桥上有两组道岔。

1.2 水文地质

桥址范围内宏观地貌单元属山前倾斜平原中下部,地形较平坦,桥址附近地面高程23.63-24.01m,基底置于亚黏土层上,地基允许承载力[σ]=110Kpa。各层岩土的物理力学指标及岩土施工工程分级见表1。

2 线路加固方案

2.1 纵横抬梁加固方式

2股到发线、1股机待线线路限速15km/h,其中1股到发线、1股机待线位于岔区,连同另一股到发线均采用纵横抬梁对线路进行加固。

框架桥顶进时两侧到发线、机待线在箱桥两侧采用12.5m 9扣扣轨梁、桥顶上采用12.5m 5扣扣轨梁、6.25m 5扣扣轨梁等形式对线路进行加固;横抬梁采用长18m、间距0.5m 400×400H型钢。

2.2 便梁加固方式

京沪上行线、水白上行线、京沪下行线、水白下行线4股线路采用D24m、D12m 2种便梁对线路进行加固,便梁支点采用挖孔桩。挖孔桩平面布置见图2(图中尺寸单位均以cm计),桩直径为Φ2.0m、长23.5m。

线路重量按1t/m计算,未考虑列车冲击时的均布荷载:q1=22/1.5+1=15.67t/m;列车限速45km/h,冲击系数:1+μ=1+2*6/(30+0.5)=1.40。考虑列车冲击时的均布荷载:q2=1.40*15.67=21.94t/m。

路基开挖深度按10.0m计。因墙背直立光滑、土体表面水平,α、β、δ均取值为00。

线路加固见图2。

2.3 挖孔桩检算:按桩为悬臂顶部无拉结进行检算

2.3.1 桩深检算

根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002的要求,通过计算,桩需入土深度为12.5m,挖孔桩挖深为10.0+12.5m=22.5m,满足抗倾覆及承载力要求,施工时按23.5m开挖。

2.3.2 挖孔桩截面计算

根据《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002的要求,通过计算,挖孔桩直径采用Φ2000mm,砼采用C30;钢筋选用HRB335Φ22钢筋,根数为48根;满足抗倾覆及承载力要求。

2.3.3 挖孔桩护臂厚度计算

通过计算,挖孔桩护壁厚度为6.8cm,根据施工经验,一般护臂厚度最小为8cm,但因有火车动载,为确保施工安全,取20cm。

2.4 H型钢纵、横抬梁检算

路基开挖深度为10m,每次顶程为2m,所以最大跨度按12.0m进行控制,按0.5m间距放置1根40H(400*400)型所组成的横抬梁进行检算。

单层H型钢横抬梁主要受挠度控制。假设H型钢横抬梁在整个顶进过程中承受全部的轨道和列车荷载,横抬梁在顶进中的最大跨度按12.0m控制,最不利的情况为2股线路同时承受列车荷载,经分析计算当箱体向前顶进到到发线、机待线路基中心线时,此时横抬梁所产生的挠度最大。

利用图乘法检算,按0.5m间距布置满足挠度要求。

3 箱桥顶进施工

3.1 顶进顺序

(1)上海方边孔、北京方中孔(2)上海方中孔、北京方边孔。

3.2 线路加固及顶进

3.2.1 防联电及防滑

扣轨梁与轨枕间用Φ22U型螺栓每隔2根轨枕联结一道。H型钢横抬梁与扣轨梁之间须垫木板,用来防止两者之间产生滑移及联电,并调整两者之间空隙。

3.2.2 施工步骤

(1)到发线及站线

利用封锁点,扣轨梁逐股拉入线路;扣轨梁拉入完毕,穿入横抬梁。施工时列车限速15km/h。

(2)4股正线

a.用4孔便梁对4股正线路进行防护,同时开挖2排挖孔桩,施工时列车限速45km/h;

b.人工进行挖孔桩施工;

c.挖孔桩施工完毕,利用封锁点,对4孔便梁进行纵移对线路进行加固;用D12m便梁对线路进行加固;

d.顶进上海方边孔、北京方中孔,直至箱桥就位;

e.纵移便梁,顶进上海方中孔、北京方边孔,直至箱桥就位;

f.利用慢行点,拉出H型钢横抬梁;

g.利用封锁点,拉出便梁及扣轨梁;

h.线路恢复常速。

3.2.3 安全措施

(1)箱体顶进前应具备的条件

a.箱体钢筋混凝土强度达到100%并安装钢刃脚;

b.施工慢行计划已批准;

c.无缝线路已完成应力放散;

d.线路加固完毕;地下电缆改移完毕;后背检查完毕和顶进设备安装调试完毕。

(2)箱桥顶进中的监控内容

a.加强对线路设备的监控;

b.加强对箱桥方向、标高的监控;

c.加强对顶进设备的监控;

d.加强对后背梁的监控。

(3)顶进作业时前方开挖面坡度控制在1∶0.5左右,以防路基坍塌伤人;侧壁直立开挖,使箱身紧靠开挖面,侧壁和基底均不得超挖,保持吃土顶进。

(4)每顶进一次测量一次桥身的中线方向及标高,并作好记录,若框架出现中心偏移或标高(抬)扎头的趋势时,及时采取有利措施进行纠正,确保框架顶进精确就位。

(5)对线路进行24h巡守、养护,在营业线上作业,严禁使用齿条式起道机。在顶进过程中,每顶进一次或每次列车通过前、中、后,对线路进行观察、检修,确保线路轨向顺直,轨面水平。

(6)在轨道电路的线路上作业时,线路养护机具(如捣固机、捣固架等),万能道尺和各种轻型车辆的车轮应有绝缘装置,撬棍、起道机、拨道器及单轨车手柄等应有绝缘套管。

4 结束语

通过对济南市刘长山路西延线下穿京沪铁路立交工程线路加固情况来看,本方法对营业线行车安全是可靠的――工程已顺利实施;节约工程投资、降低工程成本;缩短工程工期――采用挖孔桩施工,整个挖孔桩工期不到30天。采用挖孔桩、纵横抬梁对大跨径顶进箱桥的营业线加固,收到了良好的效果,在以后似工程施工中能起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1]TB10002.1-99.铁路桥桥设计基本规范[S].

[2]TB10203-2002.铁路桥桥施工规范[S].

[3]TB10203-2002.铁路轨道施工及验收规范[S].

[4]GB50330-2002.建筑边坡工程技术规范[S].

[5]GB50007.建筑地基基础设计规范[S].

[6]GB50010.砼结构设计规范[S].

道路桥梁工程毕业设计范文第4篇

关键词:波折腹板;组合结构桥梁;毕业设计;探讨

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0186-02

一、引言

毕业设计有助于学生熟练所学专业知识,培养学生独立分析、解决实际问题的能力,有利于学生使用软件、树立正确的工程意识,是实现本科生培养目标的重要教学阶段,是衡量学生所学知识的重要评价内容。本科生毕业设计可以使学生的素质和动手实践能力提升,对学生以后的发展有着重要的作用,因此对本科生毕业设计的指导有着重大的意义。钢与混凝土组合结构作为仅次于钢结构、混凝土结构的第三种结构形式,利用钢结构和混凝土结构的优点,以达到充分利用材料特性的目的。桥梁工程课群组本科生系统地学习钢与组合结构桥梁基本知识,进行课程设计和毕业设计有着重要的工程意义。

二、波折钢腹板组合桥梁

为了减轻下部结构、地基和基础的负担,减小桥梁结构自重,提高桥梁结构受力性能,解决混凝土箱梁顶底板的温差及其腹板的干燥收缩、徐变等引起的应力集中问题,法国工程界提出用弯成波折形状的钢板代替混凝土腹板,与混凝土顶底板形成组合箱梁体系新型结构,由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力钢筋或钢索等构成,如图1所示。

波折钢腹板组合箱梁主要利用波折钢腹板较高的抗剪承载性能抵抗截面剪力,混凝土顶、底板单独承担截面弯矩;通过波折钢板的自由伸缩变形减小预应力施加量。波折钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率,在国内外具有很强的生命力,是因为这种结构具有许多优越性:(1)波折钢板充当腹板,使得箱梁自重大为降低,大约可以减轻20%-30%,从而可以增大跨径、减少基础用量;(2)波折钢腹板纵向刚度较低,因此对上、下混凝土板的徐变、干燥收缩变形不起约束作用,避免预加力向钢腹板的转移,大幅度提高施加预应力的效率;(3)波折钢板具有较高的抗剪屈曲能力,因而可以做得很薄,且无需纵横向加劲;(4)波折钢腹板制作可以实行工厂化,并且伴随着自重减轻,架设施工容易;(5)波折钢腹板使桥梁具有较强的美感,易与周围的环境相协调,是山区、风景区较好的桥型选择;(6)采用体外预应力筋方式,可免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工序,缩短工期,使施工更加方便,利用传统的施工设备和方法就能完成桥梁架设,对于因工期受到制约的地区,施工非常有效。

随着我国钢桥和组合结构桥梁技术的发展,越来越多的波折腹板组合结构桥梁应用于工程实际。对于即将进入设计、施工工作岗位的土木工程专业毕业生,通过毕业设计初步了解这种新型组合结构桥梁的特点,基本掌握该类型桥梁的设计、计算流程,为今后该新型桥梁的大力推广奠定基础。

三、现存问题分析

1.结构新颖,设计难度较大。波折钢腹板组合箱梁桥在国外获得了工程界的广泛关注,相关的学术研究和工程实践与创新也是方兴未艾。我国对于波折钢腹板组合箱梁桥的研究起步不久,理论研究相对滞后,波折腹板组合箱梁在受力机理、构造措施和设计、新型连接构造及施工方法仍需要系统的理论分析和试验验证来逐步解决,本科生进行波折腹板组合结构桥梁毕业设计,难度较一般混凝土桥梁设计大。

2.学生对组合结构力学知识了解较少。土木工程专业本科生在土木大类基础课程中,进行了《结构设计原理》《混凝土结构基本原理》和《钢结构基本原理》的学习,对钢与混凝土组合结构知识了解较少,基础知识不扎实、牢靠。

四、改进方法

1.弥补学生组合结构知识。在进行波折腹板组合结构桥梁设计之前,通过波折腹板桥梁的图片、视频等多媒体手段结合工程实例对该新型桥梁的设计特点以及细节构造等进行介绍,使学生从感性角度认识与了解这种桥型的特点、优点以及与常规桥梁的不同点。其次通过现场参观实际工程,设计与施工代表现场讲解加深学生对波折腹板桥梁设计流程与施工方法的认识。最后结合讲座学习、答疑为辅的方法,让学生了解组合结构连接件的类型,学习波折腹板桥梁的剪切性能、弯曲性能、扭转性能、长期性能、动力性能及连接性能,掌握焊钉连接件及开孔板连接件极限承载力以及抗剪刚度计算方法,为波折腹板桥梁的毕业设计打下理论基础。

2.规范设计思路。通过介绍国内外波折腹板组合桥梁的设计规范,包括美国AASHTO规范、欧洲EC4规范、日本波折钢腹板组合结构桥梁设计指南,以及我国目前正在修订的波折腹板组合桥梁设计指南,熟悉该新型桥梁的设计流程以及设计相关内容。综合各规范与指南的相关规定,将波折腹板组合结构桥梁设计分为混凝土构件设计、波折腹板设计和连接件设计三部分,指导学生从桥跨布置、方案必选、混凝土构件尺寸拟定、波折腹板尺寸拟定、连接件布置设计、施工阶段力学性能验算、成桥阶段力学性能验算分步进行,对学生进行阶段辅导和检查。

3.鼓励学生创新。波折钢板不仅局限于替代混凝土腹板应用在组合箱梁结构,而且具有新的应用价值,通过为学生讲解及剖析波折腹板与管状翼缘I-型梁,波折钢腹板钢管混凝土梁,波折钢腹板钢管混凝土拱,波折钢腹板悬臂挑梁的钢-混凝土组合脊骨梁,蜂窝组合结构梁等工程创新实例,开发学生大脑,鼓励学生进行创新。

4.与工程实际相结合。指导学生运用桥梁博士、Midas、ANSYS等桥梁结构计算软件,与企业合作,让学生的毕业设计与实际工程相结合,让学生更加真实地了解实际工程的设计,培养学生的集体意识和互相协作能力,提高学生独立钻研和学习的能力。

毕业设计有助于学生熟练所学专业知识,培养学生独立分析、解决实际问题的能力,有利于学生使用软件、树立正确的工程意识,是实现本科生培养目标的重要教学阶段,是衡量学生所学知识的重要评价内容。应进一步通过探讨波折腹板钢与组合结构桥梁理论与毕业设计内容的结合,并融入相关工程背景,鼓励学生多思考,激发学生创新的热情。

参考文献:

[1]童乐为,张伟平,刘匀等.土木工程毕业设计教学质量提升与创新研究[J].高等建筑教育,2011,20(3).

[2]刘玉擎.组合结构桥梁[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]刘玉擎,辛灏辉.钢与组合结构桥梁课程设计的教学实践[J].教育教学论坛,2013(10).

道路桥梁工程毕业设计范文第5篇

关键词:现浇箱梁;临时支撑;施工技术

中图分类号 U448 文献标识码:A文章编号:

1 工程概况

该工程是新区东部重要的交通枢纽,立交设计道路等级为城市主干道,设计车速80kM/h。主线桥全长1.42kM,下设10个匝道。立交主线桥第七联(20#~24#墩)采用4×27.2m预应力混凝土连续箱梁,桥宽29m,左幅为单箱三室,右幅为单箱两室,梁高为1.6m。20#墩墩高15.8m,24#墩墩高17.7m,20#墩与24#墩处均设有后浇段。但由于立交征地拆迁不到位,只能施工主线桥第七联,20#墩及24#墩的后浇段无法施工,此两跨现浇梁的满堂支架也无法拆除。如果时间过长,会使满堂支架基础下沉而发生质量事故,并且满堂支架长时间得不到拆除,其租赁费过高,增加施工成本。

2 现浇梁临时支撑材料及规格的选择

2.1 临时支撑基础

由于20#及24#墩承台宽度为2.5m,故基础材料选择尺寸为2.5m×1.83m、厚度为20mm的钢板共计6块,每块钢板上设置间距为30cm×30cm、长度为25cm的M20螺栓共计48个,承台植螺栓如与承台钢筋冲突,可适当调整植筋间距,植螺栓工工艺必须满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)及《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/TJ23-2008)的要求。

2.2临时支撑的支墩

临时支墩主材选用直径为53cm、厚度为12mm的无缝钢管。长度根据承台顶至盖梁顶的高度予以适当调节。

2.3临时支撑的顶部

临时支墩钢管顶部放置尺寸2.5m×1.83m、厚度20mm的钢板。钢板上部设置四个砂箱予以调节现浇梁底部标高。砂箱上方设置2.5m×1.83m、厚度为20mm的钢板予以调平。砂箱的设置方便后浇段施工完毕后临时支墩的拆除。

2.4支墩以外的其余部分

西安后围寨立交主线桥第七联现浇箱梁除钢管临时支撑外,其余部分采用碗扣式满堂支架,所用碗扣支架钢管为φ48、t=3.5mm,材质为A3钢,轴向容许应力[σ0]=215 MPa。数据如表1。

表1碗扣支架钢管截面特性

3 现浇梁临时支撑施工工序

3.1临时支撑处基础处理

现浇箱梁的基础处理是支架整体稳定性的保障,立交主线桥对基础的处理要求较高,采用30cm厚3︰7灰土+20cm厚C25混凝土处治,支架周围设置环形排水沟,防止支架地基受雨水浸泡,发生沉陷变形。对于原有桩基施工过程中可能存在的泥浆池重点关注,如果存在泥浆池将采取换填处理,确保万无一失。临时支撑处的基础处理是采用50cm的3︰7灰土+30cmC25混凝土,宽度为桥面净宽每边外扩1m,长度为纵向5m。为了防止雨水汇集于基础内造成沉陷、裂缝,在实际施工中基础四周做20cm深环形排水沟,并将水引至支架基础之外。

3.2 临时支撑施工工艺

3.2.1开挖基坑

将主线桥20#墩北侧及24#墩南侧进行开挖,开挖长度为25m,开挖宽度3.5m,开挖至承台顶面;开挖边坡按照1︰0.75的坡比进行放坡。

3.2.2安装承台顶面钢板

开挖完毕后在每个承台顶面安装尺寸2.5m×1.83m、厚度20mm的钢板,每个钢板上设置间距为30cm×30cm、长度为25cm的M20螺栓共计48个,承台植螺栓如与承台钢筋冲突,可适当调整植筋间距,植螺栓工工艺必须满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)及《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/TJ23-2008)的要求。承台顶面钢板安装如图1所示。

图1 承台顶面钢板安装图(尺寸:cm)

3.2.3安装钢管柱

每个承台上设置4个Φ530×12mm的钢管柱,长度根据测量队测量标高进行确定。钢管柱与下钢板进行满焊连接,使用б22加劲肋将钢管柱与钢板进行焊接,焊接合格后浇筑70cm高度的混凝土将钢管及钢板进行包裹,以便整体受力。钢管柱竖向每2m设置一道连接缀板将4根钢管连接,钢管柱与桥墩竖向每4m设置一道连接缀板(第一道设置在承台上3m位置),钢管柱与桥墩之间采用支架填充密实。

3.2.4安装砂箱

钢管柱顶放置尺寸为2.5m×1.83m、厚度为20mm的钢板,钢管柱与上钢板之间进行焊接。每个钢板上方放置4个总体高度约为90cm的沙箱,以便调节现浇梁地板标高。沙箱上方设置尺寸为2.5m×1.83m、厚度为20mm的钢板予以调平。

3.2.5搭设满堂支架

钢管柱临时支撑设置完毕后,正常搭设现浇梁满堂支架。待现浇梁张拉压浆完毕后,进行满堂支架的拆除工作。在钢管柱内侧预留4排×0.6m的满堂支架不予拆除,以防止现浇梁的沉降。临时支撑处的满堂支架搭设如图2所示。

图2 临时支撑处的满堂支架搭设图

4 现浇梁临时支撑施工监控

项目部测量队及现场工程师全面负责对现浇梁的沉降观测。由于是首次接触到此种工程,所以为保证施工质量,现浇梁沉降观测分两个阶段进行

4.1沉降观测第一阶段

为了解支架及临时支撑的沉降情况,在加载预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向底模底每排钢管柱布置一排,支架混凝土基础布置一排,每排5个点。

在临时支撑及满堂支架搭设完毕后,使用砂袋进行预压。预压重量为设计荷载(箱梁自重、内外模板重量及施工荷载之和)的120%。加载时按照设计荷载的60%、80%、100%、120%分四级加载,测出各测点加载前后的高程。加载材料使用砂袋、用吊车吊至支架中间,从中间向两端分层码放,均匀加载。加载中由技术人员现场控制加载重量和位置,避免出现大的误差,卸载时宜一次性卸载。

在加载60%、80%、100%、120%后每天上午和下午均要复测各控制点标高1次,如果加载120%后所测数据与加载前所测数据支架日沉降量24h内小于2.0mm(不含测量误差)或72h内小于5mm时即视支架合格,表明地基及支架已基本沉降到位,可进行卸载。

满堂支架预压观测点布置按照规范,每跨纵向等间距布置5排,横向等间距布置5个观测点。主线桥第7联两端的临时支撑共计观测点30个。经观测预压后的沉降量均满足设计和规范要求。4.2 沉降观测第二阶段

在主线桥第七联混凝土浇筑完成,张拉压浆后,需要对除临时支撑以外的满堂支架进行拆除,为了确保梁体稳定,需要设置观测点对满堂支架拆除前后梁体挠度值及沉降值的变化进行观测。观测点布置在混凝土桥面上,每跨纵向等间距布置5排,每排等间距布置5个观测点,主线桥第7联两端的临时支撑处共计观测点30个。临时支撑沉降观测值见表2。

表2临时支撑沉降观测表

根据CJJ2-2008《城市桥梁工程施工与质量验收规范》要求,相邻节段的高程允许偏差10mm,通过以上数据得知,现浇梁的沉降量满足设计和规范要求。

5 结语