斜拉桥毕业设计开题报告 - 副本

毕业设计开题报告

设计（论文）题目: 三宝桥斜拉桥初步设计

院系名称: 土木与建筑工程学院

专业班级: 道桥10-1班

学生姓名:

导师姓名:

开题时间: 2014年3月14日

指导委员会审查意见：

签字：年月日

1、毕业设计目的及意义

1.1内容

三宝桥位于黑龙江省东部绥芬河市，地处北纬44o18’～44o32’，东经130o57’～131o13’。该桥是新华街的西延伸线，东起花园路，向西跨过黄河路落至华南山坡上自然地面。综合考虑当地条件拟采用双塔三跨斜拉桥设计方案。本设计采用有限元软件midas和ansys进行全结构仿真分析，并初步进行探索采用BIM设计理念。

1.2背景

世界上第一座现代斜拉桥1955年在德国工程师狄辛格的帮助下建成，同年，莱昂哈特设计了杜塞尔多夫跨越莱茵河的北桥和赛道胡思桥。我国自1977年建成重庆云阳桥以来，已经建成各种斜拉桥200余座，是世界上斜拉桥最多的国家。世界前50座跨径最大的斜拉桥中，中国占半数以上。

进入20世纪90年代尤其是21世纪以来，斜拉桥结构得到了十分迅速的发展，其跨径已经进入了以前悬索桥适用的特大跨径范围，结构分析的进步对于大跨径斜拉桥的发展起到了关键的推动作用。斜拉桥以其结构受力性能好、跨越能力强、结构造型多姿多彩、抗震能力强及施工方法成熟等特点，在桥梁工程中得到了越来越多的应用。

1.3解决的问题

本题目所涉及的桥梁位于黑龙江省东部绥芬河市，地处北纬44o18’～44o32’，东经130o57’～131o13’。该桥是新华街的西延伸线，东起花园路，向西跨过黄河路落至华南山坡上自然地面。本工程是绥芬河市一项重要市政建设工程，鉴于绥芬河市—国门独特的地理位置，该桥的建成，将成为绥芬河市的标志性建筑，向世人展示绥芬河乃至中国改革开放的建设成就，为绥芬河市连接新老城区，提高过境能力起到积极作用。同时，将促进中俄及东亚贸易和旅游的发展，为打造北方深圳开创新局面。

1.4对学术的推进

毕业设计能使我掌握桥梁设计的整个过程，同时对施工过程和关键工艺进行思考和设计，巩固所学专业知识，并在应用中将其融会贯通。通过该桥梁设计，使我能够正确分析现有的桥位地质、气候等自然条件，根据道路等级、荷载等级、桥面净宽等设计技术标准，结合施工队伍技术力量和设备条件，独立查阅、应用文献资料，正确

使用公路桥涵设计规范进行设计计算，熟练绘制桥梁施工图并撰写设计说明书。能够训练我独立的桥梁设计能力、计算能力、计算机应用能力以及应用中外文献资料的能力，文字表达能力，提高独立分析问题和解决问题的能力，使之成为能够独立解决大、中桥梁的设计和施工问题的高级应用型人才。通过对midas和BIM的学习，初步掌握参数化建模、可视化设计的能力，为我走上工作岗位打下了坚实基础。

2、文献综述

2.1斜拉桥原理

桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车，而是其自重，主要是主梁。以一个索塔为例，索塔的两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了，最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。

2.2 我国斜拉桥发展现状

我国的斜拉桥起步稍晚，1975年建成的跨径76m的四川云阳桥是国内第一座斜拉桥，80年代中后期是我国斜拉桥发展的鼎盛时期，至今为止建成或正在施工的斜拉桥共有100余座，其中跨径大于200m的有52座。跨度超过400m的斜拉桥已达20座，居世界首位。斜拉桥结构按其上部结构的不同，可分为全钢结构斜拉桥，混凝土斜拉桥，结合梁斜拉桥和混合体系斜拉桥，其中结合梁斜拉桥因充分发挥了混凝土抗压性能和钢材抗拉性能的特点，同时与全钢结构相比具有桥面刚度大，维护费用低及行车舒适度高的优势，在我国大跨径斜拉桥的选型中被大量采用（南浦大桥也是结合梁斜拉桥）。随着经济发展的需要，斜拉桥得到快速发展，结构计算也越来越复杂，各种计算方法比如有限元理论、边界元理论、计算机仿真技术、BIM技术得到了广泛应用。

2.3 有限元理论

有限元在数学中是一种为求得偏微分方程边值问题近似解的数值技术。它通过变

分法使误差函数趋于最小值并产生稳定解。50年代首先在连续体力学领域飞机结构静动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元分析计算思路和做法可主要分为物体离散化、特性分析（选择位移模式、分析单元力学性质、计算等效节点效力）、单元组集三个步骤。

2．2．1 桥梁博士

桥梁博士（Dr.Bridge）是由上海同豪土木工程咨询有限公司开发的一款桥梁计算软件系统，该系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行，密切结合桥梁设计规范，充分利用现代计算机技术，完全符合设计人员的习惯。对结构的计算是宁繁勿简，充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况，使用更方便，计算更精确；同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作，使用户不会因一时的失误而造成不必要的工作损失。

2.2.2 midas civic

MIDAS/Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，MIDAS/Civil 结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。

2.2.3 ansys

A NSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于土木、地质、矿业、材料、机械、仪器仪表、热工、电子、水利、生物医学和原子能等工程的分析和科学研究。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。

2.3 BIM设计理念

BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。