首页 > 文章中心 > 桥梁设计论文

桥梁设计论文范文精选

桥梁设计论文

桥梁设计论文范文第1篇

关键词:道路桥梁

具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值,必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备,是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值,对应于适用性的要求。

暂且不论这些控制方程和计算理论是否完全合理,它们至少从定性和定量的形式上保证了安全性和适用性两项要求,而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然,在方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求(中小桥梁主要关注经济性,而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视);但需要指出的是该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本,而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑,因此这种评估经常是比较片面的。一个典型的例子是斜拉桥的换索问题。由于目前技术水平的限制,斜拉桥拉索的平均使用寿命在20年到30年之间,也就是在其服役期期间至少要进行一次换索,如果考虑到后期换索的巨大投入,那么在跨度1000米以下的桥型竞争中,悬索桥与斜拉桥在经济性方面的差距将大大减小。

现在,国内的结构设计过程中,有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态而不重视使用极限状态,而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现;重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上,目前的桥梁设计中,对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注,既没有明确提出使用年限的要求,也没有进行专门的耐久性设计(从材料、结构措施及设计程序上上保证耐久性,并明确声明在何种维护和使用条件下,桥梁具有哪种程度的耐久性)。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果;也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背;也不符合结构动态和综合经济性(考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用)的要求。

桥梁安全性、耐久性差的主要原因

1)施工和管理水平低

国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌,已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌,多是由于施工质量没有达到规范和设计要求,典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等;也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题,更是对桥梁安全造成致命的损害。

而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时,出现了影响正常使用的病害与劣化;特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题,这也与施工质量低下有重要关系,典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题(主要原因包括:水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等)。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响,但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。

2)设计理论和结构构造体系不够完善

在承认施工存在问题的同时,也不可否认,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足,冗余性小;有的计算图式和受力路线不明确,造成局部受力过大;有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄;这些都削弱了结构耐久性,会严重影响结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求,仅用了5~10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题,设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。

不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此,合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外,还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。

需要改进和努力的方向

1)应该更加重视结构的耐久性问题

桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域,国内从上世纪80年代以来,修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索,既影响了使用又增大了经济损失。

需要指出的是,很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上(也即设计上)的缺陷。

国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究,也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的,对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

国外的桥梁设计有鉴于耐久性不足导致的严重损失,近年来十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则,统一考虑合理的结构布局和构造细节,强调使结构易于检查、维修,以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用,取得了较好的综合经济效益。实际上,国内外的研究和实践都表明,结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

2)重视对疲劳损伤的研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载,会在结构内产生循环变化的应力,不但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳损伤。

由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的,实际上存在许多微小的缺陷,在循环荷载作用下,这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制,极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到,但其带来的后果往往是灾难性的。

疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题,由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多,亦有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的例子。近20年来,疲劳损伤的研究已进入混凝土结构,但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还需加强。

对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言,事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效,例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

3)充分重视桥梁的超载问题

汽车超载主要有三种情况:其一是早期修建的老桥超龄负载运营;其二是桥梁通行的车流量超过原设计;另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加;后者是车辆使用者违法超载营运,后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。

桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面,由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。例如,混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性,但在汽车超载作用下,可能发生开裂;裂缝即使在荷载卸除后能够闭合,但由于混凝土结构内部已经受到损伤,构件的开裂弯距降低、刚度下降;于是在正常使用荷载作用下,本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响,因此除了交管部门要加强管理外,也需要对超载带来的后果进行研究、分析。

4)积极借鉴国外的经验和成果

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差(指与设计期望相比,可归结为适用性能差,包括桥梁的过大振动、线形不平顺、接头跳车、结构开裂和过大的变形等)、耐久性和安全性差(包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等)。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关,但平心而论,既然这种现状不能在短期内得到解决,那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提,充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平,采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到,这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家(如德国、丹麦等),非常重视对结构物进行性能设计(即PBD,PerformanceBasedDesign),内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外,尚应有良好的使用性能(包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等)。就其本质而言,欧洲国家的PBD理论,主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能,分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律,寻求新的结构设计理念和方法。

桥梁设计论文范文第2篇

关键词:道路桥梁

具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值,必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备,是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值,对应于适用性的要求。

暂且不论这些控制方程和计算理论是否完全合理,它们至少从定性和定量的形式上保证了安全性和适用性两项要求,而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然,在方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求(中小桥梁主要关注经济性,而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视);但需要指出的是该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本,而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑,因此这种评估经常是比较片面的。一个典型的例子是斜拉桥的换索问题。由于目前技术水平的限制,斜拉桥拉索的平均使用寿命在20年到30年之间,也就是在其服役期期间至少要进行一次换索,如果考虑到后期换索的巨大投入,那么在跨度1000米以下的桥型竞争中,悬索桥与斜拉桥在经济性方面的差距将大大减小。

现在,国内的结构设计过程中,有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态而不重视使用极限状态,而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现;重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上,目前的桥梁设计中,对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注,既没有明确提出使用年限的要求,也没有进行专门的耐久性设计(从材料、结构措施及设计程序上上保证耐久性,并明确声明在何种维护和使用条件下,桥梁具有哪种程度的耐久性)。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果;也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背;也不符合结构动态和综合经济性(考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用)的要求。

桥梁安全性、耐久性差的主要原因

1)施工和管理水平低

国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌,已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌,多是由于施工质量没有达到规范和设计要求,典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等;也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题,更是对桥梁安全造成致命的损害。

而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时,出现了影响正常使用的病害与劣化;特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题,这也与施工质量低下有重要关系,典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题(主要原因包括:水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等)。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响,但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。

2)设计理论和结构构造体系不够完善

在承认施工存在问题的同时,也不可否认,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足,冗余性小;有的计算图式和受力路线不明确,造成局部受力过大;有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄;这些都削弱了结构耐久性,会严重影响结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求,仅用了5~10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题,设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。

不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此,合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外,还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。

需要改进和努力的方向

1)应该更加重视结构的耐久性问题

桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域,国内从上世纪80年代以来,修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索,既影响了使用又增大了经济损失。

需要指出的是,很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上(也即设计上)的缺陷。

国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究,也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的,对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

国外的桥梁设计有鉴于耐久性不足导致的严重损失,近年来十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则,统一考虑合理的结构布局和构造细节,强调使结构易于检查、维修,以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用,取得了较好的综合经济效益。实际上,国内外的研究和实践都表明,结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

2)重视对疲劳损伤的研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载,会在结构内产生循环变化的应力,不但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳损伤。

由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的,实际上存在许多微小的缺陷,在循环荷载作用下,这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制,极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到,但其带来的后果往往是灾难性的。

疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题,由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多,亦有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的例子。近20年来,疲劳损伤的研究已进入混凝土结构,但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还需加强。

对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言,事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效,例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

3)充分重视桥梁的超载问题

汽车超载主要有三种情况:其一是早期修建的老桥超龄负载运营;其二是桥梁通行的车流量超过原设计;另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加;后者是车辆使用者违法超载营运,后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。

桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面,由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。例如,混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性,但在汽车超载作用下,可能发生开裂;裂缝即使在荷载卸除后能够闭合,但由于混凝土结构内部已经受到损伤,构件的开裂弯距降低、刚度下降;于是在正常使用荷载作用下,本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响,因此除了交管部门要加强管理外,也需要对超载带来的后果进行研究、分析。

4)积极借鉴国外的经验和成果

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差(指与设计期望相比,可归结为适用性能差,包括桥梁的过大振动、线形不平顺、接头跳车、结构开裂和过大的变形等)、耐久性和安全性差(包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等)。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关,但平心而论,既然这种现状不能在短期内得到解决,那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提,充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平,采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到,这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家(如德国、丹麦等),非常重视对结构物进行性能设计(即PBD,PerformanceBasedDesign),内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外,尚应有良好的使用性能(包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等)。就其本质而言,欧洲国家的PBD理论,主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能,分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律,寻求新的结构设计理念和方法。

桥梁设计论文范文第3篇

现实技术是道路桥梁设计在公路桥梁设计中,设计人员经过对公路桥梁的设计技术、设计方案及基础设备等进行有效的设计,形成设计方案,用于工程施工的使用。在计算机技术的大量应,与传统的设计方式相结合,通过现实虚拟技术与其模拟技术以及用传感器等技术将设计方案进行模拟,设计师将改设计方案整合成为三维式的设计,使设计方案利用图纸的形式展现出来;在施工中,不仅能够直观的将设计进行良好的运用,还能够使设计具有方便携带、美观等特点。使公路桥梁设计与计算机技术结合,促进了社会及公路桥梁事业更加优质,有利于计算机技术的推广使用。

2高速公路计算机设计和虚拟现实

2.1国内辅助道路平面设计

道路平面是不亚于金牌的平面,平面设计的高速公路的和平的方向是表面上的程度与信息媒介元素,最终确定因素的木桩的坐标木桩高速公路。首先,根据地形线等确定高平面设计的开始和结束时和污染要素的人行道上。确定总趋势和自然美设计的高速公路。道路设计中做出怎样的选择污染轮廓,考虑到各种因素:

(1)创下了历史最高纪录。对应该是水平齐的连续兼用地形协调的环境和周围地形。(2)维持打破均衡和型号飞机。(3)皮犀利的直线。

2.2道路辅助设计

根据直线道路中央部署文件共享和扩大,总是起伏的空间设计概要道路的举动,汽车主要任务是根据当地等级、道路性能的自然条件和工程经济研究和空间的大小和长几何结构,人口迅速、交通、经济、合理的安全、高旅客。这种需求需要高速公路上好的形象。垂直截断面的主要道路概要设计的结果,也是道路设计的重要技术文件。道路纵断面的结合,平面图明确确定道路的位置。

3两个电脑和建模高度化技术

公路企业建设中工程中分,设计人员必须进行综合性因素的考虑。将设计方案与实际工程项相组合,取得良好的效果。建筑设计中,基础的模型与施工的模式在通过电脑的制图技术,运用图纸的形式明确的展现出来。

4联合业务系统的电脑技术

提供计算机技术的使用使人类得到更多的效益,因此对于计算机技术的发展续期越来越高,计算机技术逐渐受到重视。CSCW(computersupportedcooperativework)的具体的意义是指人的任何地方,得益于计算机技术,计算机技术可以进行信息及资源的共享,在虚拟环境下将信息的接收传送功能进行结合。道路桥梁设计中,充分的运用了计算机技术的这一特点,将工程中的各种信息进行统一管理,在设计中明确的体现出来。

5电脑ERP技术

对于电脑生产技术是1950年代末太空梭和军事工业发达国家。道路桥梁设计也为了缩短工期的整体事业,届时韩国,对于3比CAM,提出了并行的概念。CE简称公社事业执行的主要需求能够共享数据库和相关人士和计算机网络技术的赞助下,产品数据管理系统。20世纪80年代以后产品数据管理系统(PDM)的设计和开发PDM-II系统。计算机技术的应用,在很早的太空与军事领域方广泛应用,计算机技术应用主要包括工程的设计、检测、图片处理、机械制造等高端领域的应用;计算机事业的发展,在近些年,被各国普遍应用。公路桥梁设计中也逐渐应用计算机技术,利用计算机技术的高效、智能、科技化先进等特点与设计有效结合。

6电脑辅助报道

桥梁设计论文范文第4篇

桥梁工程毕业设计是我校土木工程专业和道桥专业重要的实践教学课程,也是培养和发掘学生创新性思维最关键的实践性教学环节。笔者基于多年指导桥梁毕业设计的经历,认为在以往的桥梁工程毕业设计教学中尚存在较多的问题,主要表现在:

1.学生缺乏对专业知识学习的主动性

作为大四学生最后学习阶段的一种总结性的实践教学环节,桥梁毕业设计的总体要求内容,包括从设计方案的选取、结构的设计计算以及施工图的绘制等,均需要学生有较强的自学意识和自学能力,能够综合运用所学的各种专业理论知识,提高独立思考问题、分析问题及解决问题的能力。但是,从近几年毕业设计的现状来看,由于就业形势及诸多因素的影响,学生在毕业设计期间纪律涣散,自主学习意识差,不能积极主动地完成毕业设计各阶段要求的内容,成为影响毕业设计成果质量的主要因素。有很多学生的毕业设计到最后并不是出于自身的设计成果,甚至存在完全抄袭毕业设计的现象,这就很难能达到毕业设计的教学目的和要求,影响了学生以后的就业和发展。

2.学生设计的桥型过于单一化

毕业设计中,虽然学过的桥梁形式有很多,但是学生在选择设计方案时,一般是反向思维,即觉得哪个桥型好做,能方便找到参考示例,就以哪个桥型作为重点设计对象。而对各类拱桥、连续刚构桥、T型刚构桥、斜腿刚构桥、悬索桥等很多具有结构创新特点的,并且在实际工程中使用得也较多的桥型却很少甚至没有学生选择,最终导致毕业设计成果雷同化的现象很严重,也使优秀学生的科研创新能力得不到很好的提升和锻炼。

3.毕业设计过多依赖设计软件,忽视对基础理论的理解

桥梁设计软件为学生在毕业设计中选择更多种形式的桥梁创造了条件,也为解决复杂的结构分析计算提供了有效的途径。但是,一些突出问题也随之而来。主要体现在两个方面:一是很多学生由于不能在短期内熟悉设计软件的操作方法和基本理论,在毕业设计初期,忽略了对桥梁基本知识的学习,而只是埋头于对设计软件的操作练习,影响了设计质量和效果;二是有的学生虽然能够使用软件进行设计计算,但是对结构设计相关概念模糊、计算原理不清楚,使得学生的工程创新能力和实践能力受到了限制。综上所述,为了更好地培养学生的专业理论知识和工程创新能力,需要对现有的桥梁毕业设计教学进行相应的改革和完善。

二、桥梁毕业设计教学改革研究

针对桥梁毕业设计现状,课题组人员从2012年开始对其教学方法和手段进行了改革探索尝试,至今效果显著。现总结如下:

1.采取严格的教学监管措施,督促学生自主学习

①提前拟定思考题,定期汇报讨论。指导老师在毕业设计任务书下达后,针对每个阶段的设计内容,提前拟定一些思考的题目,采取每周定期汇报、定期集中讨论的形式,督促学生真正深入自己的设计任务进行研究和思考,锻炼他们的独立思考能力和自学能力。例如在方案比选阶段,要求每个学生结合拟定的思考题,把自己比选的方案逐一论述清楚,包括:桥梁结构常用的上下部结构形式的优缺点分析;不同的桥梁结构适用的跨径范围;主梁截面形式如何选择等等。论述和讨论问题的过程,不仅可以锻炼学生的语言和沟通表达能力,使他们对所学的专业基本知识有更深入的掌握,另一方面还可以督促引导他们自行学习和研究,提高自主学习的能力。

②严格控制阶段性成果。毕业设计系统中要定期提交阶段性成果,需严把质量关。对那些不合格的设计结果或抄袭设计的成果,采取不允许进入下一阶段设计、退回修改或延迟提交,必要时增加中期答辩、推迟毕业答辩、毕业设计不予通过等处理。这些措施不应只流于表面,而是要切实落到实处,这样才能激励督促学生重视自主学习,提高学习意识和主动性。

2.举办各类专题讲座,培养创新意识

创新意识的培养不仅在于对学生,指导教师应首先具有创新意识和指导能力,这是培养学生的创新意识并实施创新设计的前提。两年的实践表明,举办各类专题学术报告,无论对老师还是学生创新意识的培养都是非常有效的途径和方法,具体实施如下:首先,在毕业设计正式开始前,邀请了天津城建设计院的总工为所有师生做了专题报告,就城市景观桥梁(包括天津大沽桥、赤峰桥、进步桥等新型城市桥梁)的设计理念、设计计算、施工管理等方面进行了详细的介绍,进一步拓展了广大师生的知识面,极大地增进了师生进行创新桥梁设计的意识和兴趣。除此之外,还邀请了同济大学等名校的教授,进行了桥梁抗震新理念、桥梁冲刷研究等方面的学术报告,这些都快速引导师生进入学科最前沿,激发了他们的创新热情和研究动力。另外,还多次邀请高校及设计院技术人员就桥梁博士、Midas等桥梁设计软件的应用进行培训讲座,这些都为创新设计提供了必要的手段和工具,也使创新设计成为可能,避免了前期占用大量的时间学习软件操作。

3.设计选题中鼓励创新设计

毕业设计中具有创新性的题目有两类:一是来自于与工程实际相结合的科研项目,二是自拟设计选题,包括复杂桥型(如拱式桥、斜拉桥、悬索桥、连续刚构桥等)或传统桥型的部分创新性的研究内容(如不同施工方法、抗风抗震、优化设计、拱轴线型确定及各类专题研究)。其中科研性的题目,一般要由师生团体合作完成,不仅可提高学生的学习能力、实践能力、科研能力、创新能力,更能锻炼他们的沟通和团体协作能力,是培养学生工程能力重要的途径。尤其对于优秀的学生,要鼓励他们积极参与,大胆创新,并把是否有创新作为毕业设计最终评价体系的重要因素。近几年,随着计算手段的先进化和师生创新意识的提高,针对不同层次水平的学生,桥梁毕业设计向着多样化、创新型方向积极发展,体现了教学改革的新气象。我校桥梁毕业设计除了常规的梁式桥设计外,更增添了多方面的创新型研究内容,其中与实际工程相结合的科研选题包括体外预应力或碳纤维加固钢筋混凝土T梁设计、倒T梁体系设计研究、既有桥梁检测与荷载试验、斜拉桥的设计优化研究、轻质混凝土梁桥设计,等等;复杂桥型的创新性设计包括自锚式梁拱组合体系拱桥设计、无背索斜塔式部分斜拉桥设计、波形钢腹板PC梁矮塔斜拉桥设计、大跨径组合体系拱桥设计、无桥台斜腿刚构桥设计、采用悬浇法施工的连续刚构桥或连续梁桥设计、斜拉桥设计,等等。在这样的教学环境影响下,学生进行创新设计的热情和信心逐年上升,连续几届的毕业生的工程能力得到了充分的提高,其就业水平逐步提升,也体现了毕业设计创新性选题对培养学生工程能力的重要性。通过桥梁毕业设计教学方法的改革,越来越多的学生选择具有创新性的题目作为主要设计内容,其创新意识的培养和工程能力的提高也成为他们个人的需求和努力的目标。

三、总结

桥梁设计论文范文第5篇

本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨(30m+50m+30m)主跨50m,边跨对称30m;主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁,跨中梁高为1.5m,支座处梁高为2.8m,截面高度按二次抛物线形式变化;桥面净宽为7+2×1.5m;设计荷载为公路-Ⅰ级。

在设计中,运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型,并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算,得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确,内力分布合理,符合设计任务的要求

关键词桥梁设计;预应力混凝土;箱梁;变截面连续梁;Midas桥梁模型

Abstract:Thedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterprincipleof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.

Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.

Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.

Keywords:bridgedesign;prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel

目录

设计原始资料…………………………………………………………………………….1

第一章方案比选………………………………………………………………………2

第二章上部结构形式及尺寸拟定…………………………………………………5

一.主跨径的拟定……………………………………………………………………5

二.顺桥向梁的尺寸拟定……………………………………………………………5

三.横桥向的尺寸拟定………………………………………………………………5

四.桥面铺装…………………………………………………………………………6

五.本桥主要材料……………………………………………………………………6

第三章桥面板的计算…………………………………………………………………8

一.桥面板的设计弯矩………………………………………………………………8

二.悬臂板的内力计算………………………………………………………………11

三.桥面板的配筋……………………………………………………………………12

第四章主梁内力计算…………………………………………………………………14

一.全桥节段的划分…………………………………………………………………14

二.恒载活载内力计算………………………………………………………………17

第五章主梁配筋计算…………………………………………………………………32

一.预应力筋的估算原理……………………………………………………………32

二.预应力筋的估算…………………………………………………………………34

三.预应力筋布置……………………………………………………………………38

四.非预应力钢筋截面积估算及布置………………………………………………45

第六章截面承载能力极限状态计算………………………………………………47

一.正截面承载力计算………………………………………………………………47

二.斜截面承载力计算………………………………………………………………47

第七章钢束预应力损失计算………………………………………………………50

第八章应力验算…………………………………………………………………………56

一.短暂状况的正应力验算…………………………………………………………56

二.持久状况的正应力验算…………………………………………………………57

第九章抗裂性验算………………………………………………………………………59

一.正截面抗裂性……………………………………………………………………59

二.斜截面抗裂性……………………………………………………………………61

第十章主梁变形计算……………………………………………………………………62

参考文献…………………………………………………………………………………63

英文翻译…………………………………………………………………………………64

致谢………………………………………………………………………………………90

致谢

首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节,何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象,为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔,令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

通过这次毕业设计,我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识,深感我们这门专业系统的博大精深,觉得自己存在的差距还很大。但是,在这炎炎夏日工作的几十天,我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改,一遍一遍的看书,和同学一次又一次的讨论,一次又一次的请教老师的过程中,通过集中的毕业设计和专业系统的培养,我提高了自己综合运用所学的基础理论,基本知识和基本技能,分析解决问题的能力。在老师的指导下,通过独立系统的完成一个工程项目的设计,比较具体的了解了一个工程设计的全过程,巩固已学课程的基础上,培养了自己考虑问题,分析问题,解决问题的能力,同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会,为我将来的学习工作做了很好的铺垫,是我人生中很重要的一次经历。

最后,感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计,我衷心的感谢各位老师!

南华大学船山学院本科生毕业设计(论文)开题报告

设计(论文)题目

宝石路5号桥

设计(论文)题目来源

设计(论文)题目类型

起止时间

2008.12.1~2008.12.12

一、设计(论文)依据及研究意义:

桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较,从安全、适用、经济、美观等方面比选,最终确定桥梁形式。

二、设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)

本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则,提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥,方案二为梁拱组合体系桥,方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后,确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

三、设计(论文)的研究重点及难点

计算量大,工程量大,绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂

四、进行设计(论文)所需条件: