高速铁路70m+120m+70m连续梁桥设计开题报告

轨道交通学院

毕业设计（论文）开题报告

题目：高速铁路70m+120m+70m连续梁桥设计

专业土木工程（轨道工程）

班级10115312

学号

姓名

指导教师

2014 年 3 月 2 日

1 本课题的目的和意义、国内外研究现状、水平和发展趋势

1.1课题的目的和意义

毕业设计是专业理论知识灵活运用于工程设计实践的一次升华，是大学学习的闭幕。毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓展、综合教与学的重要过程，是对大学期间所学知识的全面总结。

毕业设计是由我独立系统的完成一项工程设计，因而对培养自身的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。通过毕业设计这一时间较长的教学环节，我独立分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力都会有很大的提高，还可以培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解决具体问题的能力。以达到具备初步专业工程人员的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。

1.2国内外研究现状与水平

我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近对年来发展迅速，在预应力混凝土桥梁的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平[1]。

表1 我国部分已建成连续梁桥[2]

在20世纪90年代，钢管混凝土拱在发挥材料性能，降低工程造价，美化结构造型和减少施工设备等方面的优点逐步被桥梁界所重视[3]。钢管混凝土拱的新桥型也应运而生。如2005年初开通的巫峡长江大桥（中承式，主跨径460米）居同类桥梁跨度世界第

一。自20世纪50年代公路斜拉桥问世以来，这种结构合理，跨越能力大，外形美观的桥型就异军突起，发展迅猛。斜拉桥以其结构形式多样，造型挺拔飘逸而受到人们青睐。在技术上大跨斜拉桥需要继续研究的课题是结构的抗风，抗震设计及拉索的防护。从20世纪90年代中期起,我国开始规划超长的跨海桥梁工程，2003年6月,宁泼杭州湾跨海大桥开始动工,已于2008年通车。2002年6月，东海跨海大桥开工建设，该桥是上海国际航运中心洋深水港区一期工程的重要配套工程，全长约为31km，已于2005年底建成通车。国外也有同我国桥梁一样的经典作品，如瑞士Chapel桥（1333年）；法国加德水道桥（167-158BC）；罗马天使桥（134AD）；英国铸铁拱桥（1779年）；英国锻铁悬索桥（1820-1826年）;美国布鲁克林桥（1867-1883年）；日本lkitsuki,ohashi桥（1991年）；巴西Rio-Niteroi桥（1974年）；澳大利亚门道桥（1986年）；瑞士Salginatobel桥（1930年）；法国诺曼底桥（1995年）；丹麦大贝尔特桥（1998年）等[4]。

图1 澳大利亚门道（Gateway）桥（单位：cm）[5]

现代桥梁走过了100余年的发展历程,可知本世纪的桥梁建设会表现出以下几个特点：1，桥跨结构继续向大跨发展。2，新桥设计理论与旧桥评估理论更趋完善。3，建桥材料向富强,轻质,多功能方向发展。4，信息技术在桥梁工程中的应用更趋广泛。5，日益重视桥梁美学,建筑造型和景观设计[6]。

虽然我国的预应力混凝土连续梁在不断地发展，然而与国际先进水平仍存在一定差距[7]。想要赶超国际先进水平，必须要解决好下面几个问题：

1.发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。

2.在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续刚构体系，尽可能不采用养护调换不易的大吨位支座。

3.充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度[8]。

图2 广东洛溪大桥（单位：cm）

1.3发展趋势

桥梁工程已被确认为一门独立的科学技术,不再是仅凭桥梁设计者们智慧和经验的创造过程。它已发展成融理论分析、设计、施工控制及管理于一体的系统性学科。由于科技的进步,一些相关的学科也渗透入桥梁工程领域中,发展了新的分支学科,如桥梁抗风、抗震、桥梁CAD、桥梁的施工控制及桥梁检测技术等等[9]。随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的主要途径，出现了诸如ANSYS、SAP2000、ABAQUS、MIDAS、桥梁博士等专门针对土木工程问题进行有限元分析的大型技术软件。并且这些工程软件的更新也非常的快，它们的技术越来越成熟，操作越来越方便，计算越来越精确，学习并掌握这些软件已是当代土木工程类专业学生的必然趋势。

1.3.1跨径不断增大

目前,钢梁、钢拱的最大跨径已超过500m，钢斜拉桥为890m,而钢悬索桥达1990m。随着跨江跨海的需要,钢斜拉桥的跨径将突破1000m，钢悬索桥将超过3000m。至于混凝土桥,梁桥的最大跨径为270m,拱桥已达420m，斜拉桥为530m。

1.3.2桥型不断丰富

20世纪50~60年代,桥梁技术经历了一次飞跃：混凝土梁桥悬臂平衡施工法、顶推法和拱桥无支架方法的出现,极大地提高了混凝土桥梁的竞争能力；斜拉桥的涌现和崛起，展示了丰富多彩的内容和极大的生命力；悬索桥采用钢箱加劲梁，技术上出现新的突破。所有这一切,使桥梁技术得到空前的发展。

1.3.3结构不断轻型化

悬索桥采用钢箱加劲梁,斜拉桥在密索体系的基础上采用开口截面甚至是板，使梁的高跨比大大减少,非常轻颖；拱桥采用少箱甚至拱肋或桁架体系;梁桥采用长悬臂、板件减薄等,这些都使桥梁上部结构越来越轻型化。

1.3.4桥梁墩台及基础技术不断发展

随着上部结构的迅猛发展,必然给下部结构提出更高的要求。自钢筋混凝土推广使用以来,桥梁墩台的结构形式趋于多样化。除了传统的重力墩台外,发展了空心墩、桩柱式墩台、构架式墩台、框架式墩台、双柱式墩、拼装墩台及预应力钢筋薄壁墩等新型墩台,并日趋轻型、柔性化。高墩技术也有较大发展。与此同时,桥梁基础也在发展。50年代以后,越江、跨海湾、海峡大桥的兴建以中国、日本为首大力发展了深水基础技术[10]。如50年代在武汉长江大桥中首创了管柱基础;60年代在南京长江大桥中发展了重型沉井、深水钢筋混凝土沉井和钢沉井;70年代在九江长江大桥中创造了双壁钢围堰钻孔桩基础;80年代后进一步发展了复合基础[11]。在日本，由于本四联络线工程的建设，近20年来,其深水基础技术发展很快,以地下连续墙、设置沉井和无人沉箱技术最为突出。