吉 林 大 学

交通学院

本科生毕业设计（论文）

开题报告

设计（论文）题目：　

                 学生姓名：　

                                  学    号：　

                 班    级：　

                 专    业：　土木工程（路桥）

                 指导教师：　

一、选题背景及意义

1、背景

“桥梁工程”是土木工程专业最重要的一门专业课程。我们在学习完“结构力学”“结构设计原理”“材料力学”等基础课程的基础上，通过对本课程的学习，可以深入掌握桥梁工程专业技能，具体包括：了解桥梁工程规划、设计、计算的基本知识;掌握常用的桥梁设计构造原理以及中小型桥梁的计算理论和方法；熟悉有关施工方面的知识等。

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我们在对课本知识掌握的基础上要锻炼和提高自己实际设计的能力。毕业设计则是我们将所学知识具体运用的一个重要环节和必不可少的内容。

对于我们来说，整个毕业设计环节的完成应达到使学生树立正确的设计思想，理论联系实际，逐步掌握设计原则，设计方法，设计步骤；独立完成设计，不断提高分析问题和解决问题的能力；将所学的课程系统地训练，以便掌握桥梁的基本理论、基本知识和基本计算方法；学会使用桥梁规范和设计手册，编写技术文件，不断提高计算、绘图，运用电脑等基本技能。

此外在毕设设计进行的过程中，我们还将不断巩固和加深对各种桥型的力学特点、构造特点以及适用范围的了解；通过自行编制的计算程序，完成一项或多项结构辅助设计工作以及熟悉桥梁结构电算的一般方法；通过绘制施工图纸来熟悉AutoCAD软件的使用，真正的成为合格的毕业生。

2、意义

毕业设计是学生独立系统的完成一项工程设计，因而对培养学生的综合素质、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，学生独立分析问题、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。

二、国内外相关研究现状

交通事业是社会主义建设的主要组成部分之一，它对于发展国民经济,促进各地经济发展，促进文化交流和巩固国防，都具有非常重要的意义。桥梁又是公路，铁路，农村道路以及水利建设的重要组成部分。在经济上，桥梁的造价平均仅占公路总造价的10%～20%左右，在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在战争中具有重要的地位。在历史上，每当运输工具发生重大变化，对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求，便推动了桥梁工程技术的发展。在公路施工中，桥梁往往是全线通车的关键。桥梁是线路的重要组成部分。

人类的生活及发展必离不开衣食住行.而随着历史车轮的滚滚向前,出行逐渐成为人们的必然行为.这就自然地要求道路和桥梁的建设要跟上历史的脚步.下面我就单纯地分析一下桥梁的历史和现状以及发展前景：

近代由于战乱，中国桥梁一度滞后。新中国成立以后，桥梁工程得到很大改观和发展。在在第一个五年计划期间迅速修复并加固了不少旧桥，也新建了不少重要大桥。1978年，我国实行了改革开放政策，随着国家经济的迅猛发展和国家力量的增强，桥梁工程出现了前所未有的好局面，正在奋力赶超世界先进水平。具有标志性的，1957年武汉长江大桥。它使我国万里长江无桥的状况结束了，使我国的南北铁路网连接起来了，标志着我国刚桥技术提高到崭新的水平。该桥为公铁两用，大桥正桥为3*128米的连续刚行架桥梁，下层为双线铁路。更有1969年南京长江大桥的建成。它是我国自行设计，制造，施工并采用国产高强度钢材的现代化公铁两用桥。大桥正桥为3联3*160米的连续钢绗梁及1孔128米的简支钢行架梁。下层设双线铁路，全长6772米，上层为公路桥总长4589米。因桥址处于水深流急，河库地质极为复杂，基础施工非常困难。该桥的建成标志着我国刚桥建设技术又上了一个新台阶。

200８年８月芜湖长江大桥顺利合龙．它是目前我国已建成的跨度最大规模最大的公铁两用桥，是在上江上修建的第九座公铁两用桥（椐初步统计目前长江上已建成各种形式的跨度公路，铁路桥30座）它的建成表明我国彻底结束了大车轮渡的历史． 在２０世纪８０年代我国开始研制钢箱梁和正交异性桥面结构，１９８２年在陕西安康建成专用线路桥斜腿钢架桥（主跨１７６km居世界同类桥梁首位）．近十多年来，随着大跨度公路悬索桥，斜拉桥是建设全焊劲钢箱梁结构得到较多的应用　．而钢筋混凝土简支梁在小跨度桥梁中应用较早．从２０世纪５０年代起我国就开始对预应力混凝土桥进行研制和试验．于１９５６年建成第一座跨度为２０米的公路预应力混凝土简支梁桥（京周公路哑巴河桥）和跨度为２３.８m的铁路预应力混凝土简支梁桥（东陇海线新河桥）．几十年来，按各种标准跨度不同截面形式先张法和后张法．

普通高度梁或低高度逐步形成了系列标准设计,使混凝土简支梁桥在中小跨度范围内得到广泛应用. 1965年,我国采用悬臂施工方法,开始建造预应力混凝土T型钢构桥,如江苏盐河公路桥(分跨16.5+33.0+16.5m)和河南五陵卫河窄轨铁路桥(分跨25+50+25m),这为以后修建大跨度预应力混凝土桥提供了有益的经验.1966年,我国铁路上首次应用悬臂拼装法建成了成昆线旧庄河一号桥(预应力混凝土悬臂梁,分跨(25+48+25m).1968年,我国公路首次应用悬臂浇筑法建成了广西柳虹大桥(T钢构,主跨124m;挂孔长25m)1971年建成福建乌龙江公路大桥,主孔跨径为3*144m.1980年建成的重庆长江公路大桥为挂孔式T型结构,主跨达174m.

从20世纪80年代起,采用悬臂法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥以及连续钢构桥得到迅速发展.公路连续梁桥的例子有:广东顺德容奇大桥(分跨73.3+3*90.0+73.3m.1983年).湖北沙洋汉江大桥(分跨62.4+6*111.0+62.4m ,1985年).云南六库怒江大桥(分跨85+154+85m,1990年).1996年,采用预制悬臂拼装方法,建成了广东佛开高速公路九江大桥(分跨50+100+2*160+100+50m).20##年建成的南京长江二桥北汊桥(分跨90+3*165+90m)的主跨达到165m为国内同类桥梁之首. 在其他形式的桥梁建设中，比较典型的有1986年，在广西防城茅岭江桥（连续梁，单线，主跨80米），1991年，在浙江杭州建成的钱塘江二桥（连续梁，双线，主跨80米，1联长度达1340米，居世界首位）。1996年在南昆线上建成了4座具有特色的预应力混凝土桥，清水河桥，板其2号桥，喜旧溪桥和南盘江桥。其中板其2号桥采用曲线连续刚构体系，主跨布置为44+72+44米，曲线半径为450米，是我国铁路上的第一座弯梁桥。20##年，在重庆武隆渝怀线建成的黄草乌江双线铁路桥，主跨达到168米。

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。钢管混凝土拱的新桥型也应运而生。如20##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.20##年6月,宁泼杭州湾跨海大桥开始动工,已于20##年通车(预计20##年建成通车)20##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20##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。
    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.概括地讲:桥梁建设的基本目标是安全,实用,经济,美观.围绕这一基本目标,桥梁技术的发展应表现在:桥梁具有较大的跨越能力和承载能力,车辆能安全运行于桥上并使旅客有舒适感\;讲究经济效益,力图降低造价\;结构优美并考虑其与周围环境的协调.

近代桥梁建造，促进了桥梁科学理论的兴起和发展。1857年由圣沃南在前人对拱的理论、静力学和材料力学研究的基础上，提出了较完整的梁理论和扭转理论。这个时期连续梁和悬臂梁的理论也建立起来。桥梁桁架分也得到解决。19世纪70年代后经德国人K.库尔曼、英国人W.J.M.兰金和J.C.麦克斯韦等人的努力,结构力学获得很大的发展,能够对桥梁各构件在荷载作用下发生的应力进行分析。这些理论的发展，推动了桁架、连续梁和悬臂梁的发展。20世纪30年代，预应力混凝土和高强度钢材相继出现，材料塑性理论和极限理论的研究，桥梁振动的研究和空气动力学的研究，以及土力学的研究等获得了重大进展。从而,为节约桥梁建筑材料，减轻桥重，预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。现代桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和钢桥。 

桥梁的检测技术也日益的成熟，对在役桥梁的劣化与受损情况进行全面检测。进行安全性评估确定结构物实际承载能力，判断损伤是否对桥梁承载力和耐久性构成威胁。通过早期桥梁病害的发现，能够大大节约桥梁的维修费用，可以避免频繁大维修关闭交通所引起的重大损失，最大程度减小桥梁事故造成的损失。 

计算机技术的发展进带动了各行各业的革命，进入了崭新的电子时代，桥梁也开辟了重要的电算转变途径。首先过去认为繁重不堪，甚至不可能的计算工作，有了轻松简便的处理手段，通过（CAE）使力学课题得到解决。目前我国桥梁结构分析专用软件如迈达斯midas、桥梁通、桥梁博士和CAD技术和有限元的发展，不仅为桥梁设计提供了更大的精确度和设计速度，而且为大跨径复杂结构桥梁的计算和设计提供了方便。 

21世纪我国桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的桥梁发展新目标。预应力混凝土，钢管混凝土等的发展也将大大促进我国桥梁事业的发展。新型材料擎起大跨、轻质桥梁，通过今后不懈的努力研究和实际工程经验总结中国的桥梁一定会有达到更高层次的水平。

三、设计（研究）内容和要求

（1）根据毕业设计所提供的工程背景和原始资料(见工程图纸)、20##年版公路桥涵技术标准、技术规范及其它参考资料，针对岚河中桥设计工程背景进行调研。完成开题报告，翻译土木类英文文献

（2） 桥型方案比选，经分析采用预应力混凝土简支梁桥

    （3） 结合相关资料，确定桥的跨径、标高及主梁尺寸

    （4） 桥梁的荷载内力计算

    （5） 主梁的配筋计算及相关验算，画出配筋图

（6） 桥面铺装、护栏、支座设计，画出施工图

（7） 编写相关计算机程序

（8） 编制设计说明书及计算书

四、拟解决的关键问题

 1、要根据实际情况确定桥的类型和总体设计

 2、结构内力计算，主要包括：

（1）主梁内力计算

     ?恒载集度?恒载内力

（2）活载内力计算

     ?横向分布系数的计算

     1、计算主梁抗扭、抗弯惯性矩

     2、计算抗扭修正系数

     3、计算荷载横向分布系数

     4、画出横向分布系数的影响线

    ?计算公路－Ⅱ级荷载的最大弯矩和最大剪力

     1、跨中截面车道活载最大弯矩

     2、计算跨中截面车道活载最大剪力

     3、L/4处截面最大弯矩

     4、L/4处截面车道活载最大剪力

     5、变截面处最大弯矩及最大剪力

     6、计算支点截面车道活载最大剪力

（3）主梁内力组合

     通过公示计算各个位置主梁的内力

（4）预应力钢筋及普通钢筋数量的确定

     采用全预应力混凝土梁设计方法确定预应力钢筋的数量和布置

（5）截面几何性质计算

     根据不同的受力阶段分别计算截面的几何性质

（6）承载能力极限状态的计算

     ?跨中截面正截面承载力计算

     ?斜截面抗剪承载力计算

     1.距支点h/2截面抗剪承载力计算

     2.变截面点处抗剪承载力计算

（7）预应力损失计算

     ? 摩阻损失

     ? 锚具变形损失

     ? 分批张拉损失

     ? 钢筋应力松弛损失

     ? 混凝土收缩、徐变损失

     ? 预应力损失组合

（8）正常使用极限状态计算

     ? 抗裂性计算

     1. 正截面抗裂性计算

     2.斜截面抗裂性计算

     ?变形计算

     1. 使用阶段的挠度计算

     2. 由预加力产生的反拱度及预拱度的设置

（9）持久状况的应力计算

     分别计算使用阶段正截面混凝土法向应力、预应力钢筋拉应力、斜截面主压应力、斜截面主拉应力

（10）短暂状态应力验算

     上缘混凝土应力与下缘混凝土应力计算

     3、截面应力、强度及变形验算

五、拟采用的设计方案（研究方法）

    1、桥梁初步设计阶段： 

    依据给定的水文、地质条件。布置桥孔，分孔选型，拟订上、下部及附属结构尺寸，定出3～5个桥梁设计方案。每组设计方案包括桥梁的平面布置图、纵断面图、横断面图。经指导教师审查通过后，选择一个最优的方案进行初步设计，完成初步设计图一套，包括桥梁的平面布置图（注明桥梁的平曲线半径、超高和加宽、缓和曲线等）、纵断面图（注明桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥面高程与桥下净空、桥头的引道纵坡以及基础的埋置深度等）、横断面图（注明桥梁的净宽、人行道宽度一起其他附属设施的尺寸）。 

完成图纸包括： （1）设计总说明； （2）各个方案的桥型布置图；     

    2、桥梁施工图设计阶段： 

    结构设计任务包括设计计算和绘制结构施工图两大部分内容。 （1）设计计算： ①、荷载统计； ②、内力组合； ③、主梁配筋计算； ④、行车道板计算； ⑤、柱下基础计算 

（2）绘图部分： ①、主梁构造图； ②、主梁配筋图； ③、墩、台构造配筋图； ④、桥面铺装构造图； ⑤、支座构造图； ⑥、墩、台盖梁配筋图。

六、进度安排

    20##年11月     开题报告文献综述

20##年12月     外文翻译

20##年3月      水文计算、方案设计

20##年4月      结构内力计算，内力组合、配筋计算

20##年5月      绘制图纸、点算校核，整理设计说明书

20##年6月      教师评阅、毕业答辩

七、参考文献

[1]  中华人民共和国行业标准《公路桥梁设计通用规范》（JTGD60-2004）．北京：人民交通出版社，2004．

[2]  中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）．北京：人民交通出版社，2004．

[3]  姚玲森《桥梁工程》.北京：人民交通出版社，2006．

[4]  叶见曙《结构设计原理》.人民交通出版社，2004

第二篇：钢结构毕设开题报告

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件B：开题报告 附件B：

毕业设计（论文）开题报告

1、 课题的目的及意义：（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型

分析等）

1.1通过此次单层钢结构厂房的设计让我们充分认识、了解钢结构工程的基本流程和设计方法、设计理念。让我们对国内外建筑钢结构市场有一个较清楚的认识，也能总结我们这四年大学学习的知识，并联系到实际充分发挥理论联系实际的作用，做到学有所用，不做无用之才。

我们知道，钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。

1.2国外钢结构行业发展现状：

二战期间因高施工速度的需要，轻钢房屋得到了快速发展；40年代出现了门式钢架结构；50年代，出现了工业化程度较高的钢结构住宅，形成了工厂化的钢结构住宅建筑体系并延续至今；60年代住宅工业化高潮遍及欧洲并发展到美、加、日等发达国家，彩色压型板及冷弯薄壁檩条组成的轻质维护体系开始大量应用。轻钢结构是发达国家目前主要的建筑形式。发达国家先进的钢铁工业，使得钢铁材料品种和质量可充分满足钢结构的需要，充裕的钢材资源提供了物质保障，钢铁新材料的不断开发推动力钢结构的技术进步，造就了钢结构也的普及，推动现代建筑业发展。近年国外建筑用钢量约占钢材总消耗量的30%，并仍呈明显上升趋势。

这几年来各地正在开发钢结构住宅，集成创新一种既抗震又节能的绿色建筑。钢结构绿色节能建筑体系研究与应用，逐渐成为国家重点研究的课题，从发达国家来看，钢结构建筑已成为主流。其中，高层钢结构已经有110年的发展历史。在欧美国家，钢结构住宅建筑已占到全部建筑总量的65%左右，在日本占到了50%左右。目前美国、日本、英国等发达国家正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅建筑。

1.3我国钢结构发展现状：

钢结构建筑是一种新型的节能环保建筑体系，被誉为是21世纪的“绿色建筑”。因此在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程。住宅建筑中更能发挥钢结构的自身优势。近年来，钢结构在我国发展迅速，应用扩大、用量增加，

B1

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件B：开题报告 涌现大批优秀钢结构设计人才，设计软件和科研成果不断发展，修订钢结构设计、施工、质量验收规范，编写技术规程、设计图集90多本，出版大量钢结构教材，论文著作和应用手册。一大批有实力的钢结构安装企业承担了国内重点大型钢结构工程安装，新技术、新工艺、新设备层出不穷，其施工安装水平达到了国际先进水平。

钢结构代表世界建筑发展的潮流，大的新的高层钢结构建筑在不断涌现。而我国由于国民经济的稳定发展和钢铁产业的迅猛发展，钢结构的优势得到了重视和迅速发展。重大工程、标志性工程普遍使用，呈现了普及现象。例如：北京电视台楼高234米，钢结构主体部分用钢量超过了12万吨。在建的上海电视塔也是钢结构的，而现在的厂房基本都是钢结构的。桥梁也是钢铁发展的快速产业，正在建的京沪高速铁路桥梁、南京大胜关长江公路铁路大桥都是很好的例子。还有飞机场、运动场等的建设都离不开钢结构，这也让我们看得到钢结构发展的美好未来。

2、课题任务、重点研究内容、实现途径

2.1主要任务：

设计武钢集团钢结构厂房。厂房采用轻钢结构纵向尺寸为360米，柱距为24米，结构横向尺寸为30米，要求设计为单层单跨钢架。设计任务包含建筑、结构两部分：建筑设计包括建筑平面布局、立面布置、建筑材料、施工图绘制等内容；结构设计包括结构体系的选择、结构布置、结构计算内容（手算、电算复核）、施工图绘制等。

2.2重点研究内容：

钢结构单层产钢的屋盖系统设计、支撑系统设计、排架结构设计、吊车梁系统设计，其中包括了屋架设计、檩条设计、纵向小梁横向小梁设计、托架设计、横向支撑和纵向支撑的设计与验算、天窗架的设计、柱子的设计、柱间支撑、柱脚设计等等。

2.3 实现途径：

1,、在老师的带领下于第三周进行生产实习，了解钢结构厂房的特点及结构布局。

2、第四周和第五周确定建筑方案，确定建筑平面、立面剖面图形式，完成建筑施工图草图的设计。为结构设计提供必要条件。

3、然后在老师的带领下进行结构布置、钢结构的设计（手算），以及钢结构施工设计。

4、绘制结构施工图纸（详图），建筑施工详图。

B2

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件B：开题报告

5、整理计算书和资料，完成此次设计任务。提交老师审核。

对于在设计过程中遇到的问题，或向导师咨询，或借鉴优秀范例，或参考钢结构设计的相关文献及规范。

主要参考文献：

1、《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001）

2、《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）

4、《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）

5、《建筑结构构造资料集（上、下册）》建筑结构构造资料集编委会编，中国建筑工业出版社出版

6、《混凝土结构计算手册》建筑结构计算手册丛书编委会编，中国建筑工业出版社出版

7、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）

8、《建筑结构荷载规范》（GB5009－2001）

9、《钢结构设计手册》

10、《建筑结构静力设计手册》

11、《钢结构》

12、《冷弯薄壁型钢结构技术规程》（GB50018）

13、《钢结构施工质量验收规范》（GB50205）

3、进度计划

B3

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件B：开题报告

学生签名：

年 月 日

4、指导教师意见

指导教师签名： 校外指导教师签名：

年 月 日

说明：

1、开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计（论文）开始后两周内完成。 2、本页不够，请加页。

B4