同济大学开题报告-范例

毕业设计

(论文)开题报告

（适用于工科类、理科类专业）

课题名称

副 标 题

学院（系）

土木工程学院（桥梁工程系） 专 业

土木工程（桥梁工程课群组） 学生姓名 学号

年 月 日

一、毕业设计（论文）课题背景（含文献综述）

1．课题背景

本课题为结合实际工程的真题习作，是以江阴长江公路大桥为背景，该桥主桥为双索面地锚式悬索桥。悬索桥是当代桥梁中跨越能力最大的桥梁，千米级桥梁的主要形式之一。学生通过方案比选、钢箱梁设计、缆索设计及主塔设计等，掌握结构整体受力分析、悬索桥主塔、缆索以及钢箱梁的设计等桥梁设计的主要环节，巩固和应用了所学桥梁知识，为日后设计、研究工作作铺垫。

江阴大桥位于江苏省中部，是同江到三亚沿海高速公路和京沪高速公路两条国家主干线共线后的越江工程。它是双向六车道高速公路桥，桥面净宽米。长江下游的航运十分繁忙，而所选的桥位正好是该段河流最窄处，江面仅仅。为了防止船舶撞击桥墩，南塔布设在岸边，北塔设在最大水深3米的浅滩上，通航净高为50米保证了五万吨级海轮的通航。

2．项目资料

项目概述

江阴长江公路大桥位于江苏省江阴市西山与靖江市十圩港之间长江江面最窄处（仅有），它是国家2000年前建成“两纵两横”公路骨架中同江至三亚国道主干线以及北京至上海国道主干线跨长江的“咽喉”工程，对于沟通大江南北，促进长江三角洲乃至整个华东地区经济和社会的发展具有十分重要的意义，在国家公路主骨架中占据着重要的地位。

自然条件

桥址位于长江干流下游的江阴河段，江面两端宽中间窄，尤以西山鹅鼻嘴突出江中为天然节点，上下游的河势呈南凸的微弯，河道南岸由于基岩临江，形成抗冲性强的岸线，北岸为高漫滩冲击平原，水流的冲力弱，河床断面呈V形，深泓贴靠南岸且长期保持不变。本河段为感潮河段，水流既受长江径流控制，又受海洋潮汐影响，水位每日两涨两落，径流小时能出现往复流。

江阴属于亚热带季风气候区，春季阴冷多雨冷暖交替，间有寒潮；夏季梅雨明显，酷热期短；秋季受台风低湿影响，秋旱或连日阴雨相间出现；冬季严寒期短，雨日较多。

地质表层为第四系覆盖层，下伏基岩多为三叠系灰岩，风化程度较弱，但北岸的覆盖层厚度较大。

主要技术参数

（1）道路等级：高速公路；

（2）设计荷载：汽车—超20级计算，挂车—120验算；

（3）设计车道：双向六车道；

（4）桥梁宽度：（检修道）+（风嘴）+（紧急停车带）+(行车道)+(中央带)+(行车道)+

（紧急停车带）+（风嘴）+（检修道）=。

（5）设计车速：100km/h；

（6）桥面纵坡：不大于3％；

（7）桥面横坡：车行道2％双向坡；检修道％反向坡；

（8）通航要求：

①设计水位：

最高通航水位：采用重现期20年的最高潮位，为+（黄海高程）；

最低通航水位：采用98%保证率的最低潮位，为（黄海高程）；

②桥下净空尺度：

5万吨级巴拿马型船或16×3000吨顶推船队：净高50m（包括2m富裕），净宽380m（双向通航）和220m（单向通航）；

江轮：净高24m，净宽160m；

设计采用桥下净空50m+（预留主梁挠度）；

（9）设计洪水频率：300年；

（10）设计基准期：100年。

3. 文献综述

江阴位于中国华东，江苏省南部，长江三角洲太湖平原北端，枕山负水，襟带三吴，处于“苏锡常”金三角的几何中心，城江同在，有“延陵古邑”、“春申旧封”、“芙蓉城”之称。江阴位居中国县域经济之首，是城镇经济的领航者，同时地处长江咽喉，历代兵家必争，是大江南北的重要交通枢纽和江河湖海联运换装的天然良港。

江阴长江公路大桥的建设时党中央、国务院实施上海浦东开发开放，带动长江三角洲乃至整个长江流域经济发展战略的一项重大决策，也是江苏省苏南经济发展向苏北辐射延伸、缩小苏南苏北差距、实现江苏省区域经济共同发展的重要举措。

江阴长江公路大桥为跨江大桥，主跨跨径较大，并且桥址处的航运非常繁忙。综合考虑跨径、通航、地质等方面的要求选定斜拉桥和悬索桥两种跨越能力较大的桥型作为备选方案。

悬索桥

悬索桥，又名吊桥（suspension bridge），是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、桥塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，根据理论分析，就目前的建材水平，悬索桥的最大跨径可达到3500m左右。下表是当今已建成的千米级悬索桥。

1998年建成的日本明石海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。同时，由于悬索桥一般体积较大，施工工艺较复杂，需注意施工控制的准确性和实时性。

桥塔也称为主塔，它是支承主缆的重要构件。悬索桥的活载和恒载（包括桥面、加劲梁、吊杆、主缆及其附属构件如塔顶鞍座和索夹等重量）通过主塔传递到下部的塔墩和基础。主缆是通过塔顶鞍座悬挂在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承重构件，主缆本身又通过索夹和吊索承受活载和加劲梁（包括桥面）的恒载，除此之外，它还分担一部分横向风荷载并将它直接传递到塔顶。索夹位于每根吊索和主缆的连接节点上，实际它是主缆和吊索的连接件。索夹以套箍的形式紧固在主缆上，它在主缆上夹紧后产生一定的摩阻力来抵抗滑移，从而固定了吊索与主缆的节点位置。同时，也是固定主缆外形的主要措施。吊索是将活载和加劲梁（包括桥面）的恒载通过索夹传递到主缆的构件。它的上端与索夹相连，下端与加劲梁相连。加劲梁的主要功能是提供桥面和防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲变形。桥面上的活载及加劲梁的恒载通过吊索和索夹传至主缆，加劲梁是悬索桥承受风荷载和其他横向水平力的主要构件。鞍座是塔顶承受主缆的重要构件，通过它可使主缆中的拉力以垂直力和不平衡水平力的方式均匀地传给塔顶。除了主塔的鞍座外，主缆在进入锚锭之前还必须通过散索鞍座讲主缆分散后以索股作单位分散锚固。锚锭是将主缆中的拉力传递给地基的构件，通常分为重力式锚锭和岩隧式锚锭。重力式锚锭依靠巨大的重力来抵抗主缆的垂直分力，水平分力则由锚锭与地基之间的摩阻力或嵌固阻力来抵抗。

悬索桥施工过程中必须对塔柱弯矩、主缆线形及加劲梁线形加以监控，使成桥时塔柱基本只承担竖向力，主梁线形达到道路线形要求。同时要注意空缆状态下主缆的中跨和边跨均为悬链线，加劲梁安装完毕后重力分布接近于均布荷载，主缆线形接近于二次抛物线。两种线形之间转换时，主缆将向中跨移动，加劲梁架设期间，塔顶索鞍应能沿纵桥向移动，待加劲梁架设完毕后再与塔顶固结。

悬索桥是特大跨径桥梁的主要形式之一，国内除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外，其它的跨径超过1000m以上的都是悬索桥，如用自重轻、强度很大的碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超过8000m。悬索桥的历史古老，早期热带原始人利用森林中的藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪，使用的悬索有竖直的，斜拉的，或者两者混合的，公元前三世纪，在中国四川境内就修建了“笮”（竹索桥），而到了早在公元前50年（即汉宣帝甘露4年）