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本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,对棋盘山立交桥进行方案比选和设计并对棋盘山跨越鱼塘部分的桥梁进行结构设计计算。对于棋盘山立交桥,为使其桥型与周围环境相协调,又节省资金,本论文提出两种不同的立交桥型方案进行比较和选择:方案一为小环型立交桥,方案二为变喇叭式立交桥。通过对桥梁安全、经济、适用、美观、和使用效果等方面的比较,确定变喇叭式立交桥为推荐方案。跨越鱼塘部分的桥梁结构形式定为等截面预应力混凝土箱形连续梁桥。
在设计中,桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工过程中,恒载内力的计算。运用力法方程求解活载内力影响线,并根据新规范的规定进行活载的加载,进而求出活载内力。另外还进行了主梁的配筋计算,估算了钢绞线的六种预应力损失。进行了预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、挠度及预拱度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的单墩柱,支座采用盆式橡胶支座,并分别对支座、桥墩和桩基础进行了计算和验算。根据本桥跨鱼塘线通车的特点和现场条件,采用了满堂红支架的施工方案。
本设计的全部图纸采用AutoCAD绘制。另外,本论文还翻译了《预应力混凝土桥梁》”的英文文献。
夜上海论坛 关键词:变喇叭式立交、预应力、等截面箱形连续梁、计算机辅助设计
Abstract
夜上海论坛 AdesignofpartialbridgestructureovertherailwayinQipanshanwasfinishedinthispaper,accordingtoDesigningAssignmentandtheStandardofRoadandBridge.Basedontypeofthebridgecorrespondingwiththeambienceandcostsaving,thispaperprovidestwodifferenttypesofbridgeforselection.Thefirstonewascircularcrossroadsandthesecondoneistrumpetcrossroads.Afterthecomparisonsofeconomy,appearance,characteristicunderthestrengthandeffect,thesecondoneisselectedforthisdesign.Thebridgestridingoverfishpondadoptedpre-stressedconcretecontinuousbridge.
Inthedesign,inconstructionprocessofthestructuralcalculationoftheupperpartinthecontinuousbridge,thepermanentloadweresimulatedandcalculated.ThemethodofForceEquationisusedtocalculatetheinfluencelineofthevariableload.Alsothemethodofthedynamicprogrammingisusedtoloadthevariableload.Thenthepre-stresslosswasestimated.Thecheckingcalculationofstrengthformaingirderwasprecedednotonlyduringperiodofpre-stressingforcebutalsoinusing.Thedeformationofthemaingirder,deflection,pre-camberandtheassessmentofreinforcingsteelbarwerecheckedtoo.
Thepierofthebridgewasbasedondiggingpile,andtherubberpotbearingisadopted.Accordingtothecharacteristicoftheoverpassbridgeandlocalecondition,aredconstructionwereadopted.
AllofthedesigndrawingsweredrawbyAutoCAD.Inadditiontothethesiscalled“Pre-stressedconcretebridges”wastranslatedintoChinese.
Keywords:BridgeEngineering;Pre-stressedConcrete;ContinuousBridge;AutoCAD
引言
毕业设计对于我们土木工程专业的学生而言是一个十分重要的实践性学习环节。我们通过毕业设计,可以将以往所学的基础课、专业基础课和专业课课程进行综合性应用,同时也是我们毕业走向工作的一次演习。
本设计为棋盘山互通立交工程(跨河区域)方案比选和部分结构设计。按照设计任务书的要求进行设计。本文提出两种立交方案:环形立交和变喇叭形立交。跨越鱼塘部分的桥梁采用预应力混凝土连续梁桥。
夜上海论坛 设计共分为四部分:第一部分为桥梁设计,包括第一章介绍桥型设计方案比选,第二章介绍桥梁上部结构设计,第三章介绍桥梁上部结构设计,第四章介绍施工方案;第二部分为桥梁工程英文资料及文献翻译;第三部分为专题;第四部分为附录。
设计本着安全、经济、适用、美观的原则按照新规范进行设计,并参考了大量的相关书籍。设计数据力求准确无误,满足使用要求。
由于时间、能力和知识有限,设计难免有疏漏之处,敬请指正。
目录
引言6
第一部分桥梁设计7
第一章桥型设计方案比选7
1.1设计说明7
1.1.1设计原始资料7
1.1.2设计范围7
夜上海论坛 1.1.3岩土工程勘查技概况7
1.1.4地层7
1.2方案比选8
1.2.1立交方案说明8
夜上海论坛 1.2.2方案比选:10
第二章上部结构设计11
2.1设计说明11
夜上海论坛 2.1.1任务依据及设计范围11
夜上海论坛 2.1.2桥梁设计概述11
2.2桥型及纵、横断面的布置12
2.2.1桥梁的布置及孔径的划分12
2.2.2截面形式及截面尺寸拟定13
夜上海论坛 2.3恒载内力计算13
2.3.1计算恒载集度13
夜上海论坛 2.3.2解算二次超静定结构:14
2.4温度及支座沉降次内力计算14
2.4.1温度次内力的计算14
夜上海论坛 2.4.2支座沉降次内力计算15
夜上海论坛 2.5活载内力计算16
夜上海论坛 2.5.1活载增大系数16
2.5.2绘制三跨连续梁内力影响线18
2.5.3影响线加载27
2.6内力组合28
夜上海论坛 2.6.1按承载能力极限状态设计28
夜上海论坛 2.6.2按正常使用极限状态设计28
2.7配筋设计33
2.7.1预应力筋计算与设计33
夜上海论坛 2.7.2钢束的布置34
2.7.3毛截面的几何特性与换算截面的几何特性计算36
2.8预应力损失及有效应力的计算37
夜上海论坛 2.8.1摩阻损失的计算37
2.8.2锚具变形、钢束回缩损失的计算40
2.8.3混凝土弹性压缩损失的计算41
夜上海论坛 2.8.4钢筋松弛引起的应力损失的计算42
2.8.5混凝土的收缩和徐变损失43
夜上海论坛 2.8.6预应力损失组合及有效应力44
夜上海论坛 2.9预加力产生的次内力45
夜上海论坛 2.10应力、变形及其它验算46
2.10.1预加应力阶段的正截面应力验算46
夜上海论坛 2.10.2使用阶段正应力验算47
2.10.3使用阶段的主应力的验算48
夜上海论坛 2.10.4非预应力钢筋的设置53
2.10.5截面强度计算54
2.10.6斜截面强度验算54
2.10.7挠度与预拱度计算55
第三章桥梁下部结构的设计57
3.1支座的设计57
3.1.1支座上的荷载组合57
3.1.2支座尺寸的确定59
3.2桥墩的设计59
3.2.1荷载计算59
3.2.2配筋计算61
3.3桩基础及承台的设计62
3.3.1承台的设计62
夜上海论坛 3.3.2桩的设计63
第四章施工方案65
4.1主要材料65
4.1.1施工前的准备工作65
4.2上部结构施工66
4.3预应力混凝土连续箱梁施工68
夜上海论坛 4.3.1工程材料68
4.3.2预应力体系68
4.3.4预应力后张法施工工艺69
4.4下部结构施工70
夜上海论坛 4.4.1盆式橡胶支座的施工70
4.2.2桥墩的施工70
夜上海论坛 4.2.3桩基础的施工70
第二部分桥梁工程英文资料及文献翻译74
第三部分专题81
第四部分附录91
结束语91
致谢92
附件一:弯矩影响线数值表93
夜上海论坛 附件二:设计图纸119
参考文献120
参考文献:
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夜上海论坛 [20]程翔云.桥头跳车防治综述[J].公路,1997,(12).
1系统功能设计
夜上海论坛 计算机专业毕业设计管理系统的操作对象有学生、教师和毕业设计系统管理员,主要完成毕业设计的选题、审批、毕业设计各个阶段的管理、论文提交、答辩管理、统计管理以及查看公告、留言信息等功能。系统功能模块包括学生模块、教师模块和管理员模块。
2系统的数据库设计
夜上海论坛 MYSQL是一个开放源码的中小型数据库管理系统,其体积较小,性能高效,使用成本低廉,针对毕业设计管理系统业务需求和系统规模,选择MySQL作为系统的数据库。本系统同时使用JSP技术,Tomcat服务器,这三者的组合将会使系统的性能得到很大提升。数据库的物理设计主要就是数据表的设计,主要内容包括数据表名、主要功能、字段名称、字段类型、字段属性、主键等。本系统包含的数据表有角色表、管理员表、学生信息表、指导教师信息表、课题信息表、开题报告信息表、中期检查信息表、评阅分组表、学生综合评定表、文件上传信息表、公告信息表。
二、系统的实现
1系统架构本系统采用B/S架构。B/S架构是一种以HTTP协议为基础,基于浏览器的请求和服务器的响应为基本事件的网络结构模式,只需要一个服务器,用户只要上网,就可以通过浏览器的地址栏访问到相应的服务,无需下载和安装客户端,提高了资源的利用率,简化了系统的相关维护操作。考虑到系统的使用人数,采用目前主流的SHH框架进行系统开发,底层采用JavaBean构造数据操作对象,采用DAO封装数据操作,Action对象控制请求和处理页面的显示;另外,采用Hibernate的缓存机制,可以控制系统夜上海论坛实现页面缓存,减少了访问数据的次数,节省了系统资源,便于后期的修改和维护。
夜上海论坛 2系统关键功能模块实现
(1)选题管理模块
学生登录系统后,选择选题管理功能,选择选题。学生可以查看到已经公布、自己所在院系所有的课题信息。课题有两种状态,可选和不可选。学生选择状态可选的课题,一旦选中,不可再进行选题,等待教师确认后完成课题的选择;也可提前与某个教师进行沟通,在教师进行课题申报时就可以指定学生,提前完成选题。学生在Input标签输入筛选条件,点击Button按钮,从课题表Subjects中找到符合条件的课题信息,放到一个List集合里面,并使用JSTL标签遍历该集合,将每一项课题信息显示到JSP页面上,每个学生只可以选择某个教师的状态为可选的课题,在规定时间未完成选题的学生,由院系管理员根据情况进行调剂选题。
(2)文档提交模块
学生可以根据提交文档的类型进行选择,然后填写相应的文档相关信息,选择提交论文即可。通过Select标签选择要提交的文档类型,显示学生填写一个Form表单页面,使用Type为File的Input标签实现文件上传,将表单的信息提交给处理文件上传的Action,采用Fileupload插件保存相应的文件。
(3)审批管理模块
夜上海论坛 审批管理对教师的课题进行审批操作,只有院系管理员审批通过的课题,才会显示在学生选题的列表中;对学生提交的文档,当教师审批通过后,院系管理员会对文档再次进行审批,确保文档质量。管理员选择该功能时,管理员通过教师List列表,选择课题选项之后,会转入被选择教师的所有申报待审核的课题列表中,通过点击教师课题列表中的审核选项,选择通过即可完成课题的审核,将数据库中的Subjects表中的状态字段设为1,审核通过的课题将在学生的选题列表中显示。学生文档审批和教师的课题审批功能与此类似,在此就不进行赘述。
3系统运行结果
夜上海论坛 毕业设计管理系统主界面,其中显示了毕业设计过程的相关情况说明,最新动态,管理规定,通知公告及系统登录等信息。
三、结束语
1.规范性强,填写有“法”可依。
夜上海论坛 “样表”对以往过程文件中一些容易混淆的名称进行了进一步的规范和明确,均做出统一规定和注释。
夜上海论坛 2.示范性好,大量减少师生反复修改而增加的工作量。
夜上海论坛 工科学院毕业生文字能力普遍偏弱,Word软件使用不熟悉,导致过程文件中字体不统一、文字大小各异等,教师要花费大量的时间反复给学生讲解修改,很难集中时间和精力对毕业设计(论文)的内涵进行指导。“样表”对各个部分填写内容的字体要求、文字大小、行间距、参考文献格式等做了详细的标注,一目了然地展示给师生,具有很强的可操作性,节约了师生大量的时间,实践证明,今年的毕业设计(论文)过程文件的规范性显著提高。
夜上海论坛 3.填写内容更加清晰明确,避免填写内容过于空洞。
以往的工作表格对学生任务有规定,而对专业负责人、指导教师的填写意见往往没有要求,很多时候都是填“同意”或“审核通过”,甚至有的文不对题。“样表”对该部分内容的填写要求做了明确规定,引导教师从合理的方面去评价学生的工作。
4.学生成果要求更具体,成果质量有保障。
以学校对毕业设计(论文)相关成果要求为基础,针对建筑工程学院5个专业的各自特点,“样表”又对各个专业作了更具体的规定,促使成果质量的提升。如建筑学专业成果要求:(1)设计图纸不少于15张,A3版面排版(不包括封面、目录、设计说明),报优的同学必须有4张A1展板。(2)设计说明书字数不少于4000字,团队项目设计说明书字数不少于8000字,要把相应的图纸成果穿插到说明书中去,要图文并茂。(3)遵照学校本科毕业设计(论文)撰写规范相关要求进行撰写和排版。
二、在毕业设计(论文)工作启动阶段做好师生动员等准备工作,召开三个会议
夜上海论坛 1.毕业设计(论文)工作启动会议。
会议主要是对当年的毕业设计(论文)工作进行部署,同时检查准备工作情况、协调工作困难、明确工作目标和工作计划等。参会人员包括全体院领导、正高职称教师、实验中心主任、系主任、教研室主任和教务工作人员,体现出对毕业设计(论文)工作的重视度。
夜上海论坛 2.新进教师毕业设计(论文)工作培训会会议。
主要针对学院新进教师和外聘教师,由教学院长对毕业设计(论文)各阶段工作进行讲解和明确要求,教学秘书对毕业设计(论文)管理系统的操作进行讲解培训,让该部分教师尽快进入工作角色。
夜上海论坛 3.毕业设计(论文)学生动员会。
会议目的是使学生了解毕业设计(论文)的意义、目的、步骤、内容以及各阶段的任务和纪律,让学生足够重视毕业设计(论文)。会后指导教师和学生见面,指导工作正式开始。
夜上海论坛 三、全过程监控,各阶段措施得力保质量
1.重视选题工作。
提倡教师将科研课题给学生真题真做和结合生产实践完成毕业设计(论文),选题做到一人一题,团队项目选题要保证既有合作内容又有独立完成的任务。重视选题更新率,更新率不能只是个统计数字,落实更是关键。专业负责人要对教师申报题目的难易程度、广度、深度、工作量及合理性把好第一关。选题完成后,学院组织教学委员会、二级督导,对选题的科学性、合理性、实用性及可行性进行审核,确保选题质量。
夜上海论坛 2.重视中期检查工作。
各专业分别抽取10%的学生进行中期答辩,同时有报优意向的同学必须参加中期答辩方能取得评优资格。其他没有参加中期答辩的同学应在场旁听,并接受指导教师的中期检查,填写毕业设计(论文)中期检查表,上交中期成果。学院专门设计了中期检查答辩表,要求学生在答辩过程中陈述前期的工作进展,后续工作计划和预期达到的成果,有效保证了后续工作的进度和质量。
3.重视答辩工作。
夜上海论坛 要求各专业对毕业设计(论文)答辩工作做出科学合理的安排。原则上每个答辩小组不少于4位专业教师,其中至少有1名高级职称教师担任答辩组长,每位学生汇报10分钟,教师提问10分钟左右,学生答辩10分钟,答辩秘书要做好详细记录。优秀毕业设计(论文)要求二次答辩,先进行小组答辩,再按评优比例确定部分学生参加大组答辩,评优答辩组全部由高级职称教师构成,最后成绩总评由答辩委员会确定,同时评选出学校及学院的优秀毕业设计(论文)。
四、细化规章制度,针对新问题及时出台补充规定
夜上海论坛 1.为了更有效的管理,做到权责分明。
在学校本科生毕业设计(论文)工作条例的基础上又制订了《建筑工程学院毕业设计(论文)工作实施细则》。明晰了毕业设计工作中,系、教研室、专业负责人和指导教师的工作职责,如对指导教师的要求包括:(1)对学生每周至少进行一次面对面的答疑和指导工作,跟踪毕业设计(论文)进程与质量,做好指导记录工作,应避免记录过于简单,以备学院检查。(2)指导学生按照学校统一格式正确撰写毕业设计说明书(论文)或计算书,同时各阶段材料从系统导出并认真核对,格式按照学院毕业设计(论文)工作样表填写。(3)如果学生有弄虚作假、抄袭别人成果或由其他人代替完成毕业设计(论文)的情况,指导教师未发现且同意提交答辩,一经查出,学院将扣除该指导教师本环节一半工作量,等等。
夜上海论坛 2.针对新问题特别是毕业实习结束后,学生在各自实习单位继续实习或者准备研究生复试等方面原因而未能及时返校。