桥梁设计方案

作品名称 索知桥 参赛编号 D7 组长姓名 吴波 班级 土木四班 学号 20xx0119 队员姓名 张积昱 班级 土木四班 学号20xx0102 队员姓名 徐玎 班级 土木四班 学号 20xx0106 联系电话 15828044348；13608060453；15881024219. 西南交通大学第十届结构设计竞赛组委会二0一0年摘 要桥梁结构的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味。我们设计并制作了这座模型桥。这座桥，我们采用了悬索与斜拉结合的方式固定，使桥身更具有力度感。桥梁设计的基本要求有：安全可靠，适用耐久，经济合理，美观。桥梁设计的基本原则
　　桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。因此，公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
　　1．安全可靠
　　(1)所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。
　　(2)防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应设防护栏，防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。
　　(3)对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。
　　(4)对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。
　　(5)对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于大跨柔性桥梁，尚应考虑风振效应。
　　2．适用耐久
　　(1)桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量(包括行人通道)。
　　(2)桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝。
　　(3)桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航(跨河桥)或车辆(立交桥)和行人的通行(早桥)。
　　(4)桥梁的两端要便于车辆的进入和疏散，而不致产生交通堵塞现象等。
　　(5)考虑综合利用，方便各种管线(水、电气、通信等)的搭载。
　　3．经济合理
　　(1)桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。
　　(2)经济的桥型应该是造价和养护费用综合最省的桥型。设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或使中断交通的时间最短。
　　(3)所选择的桥位应是地质、水文条件好，并使桥梁长度较短。
　　(4)桥梁应考虑建在能缩短河道两岸运距的位置，以促进该地区的经济发展，产生最大的效益。对于过桥收费的桥梁就能吸引更多的车辆通过，达到尽快回收投资的目的。
　　4．技术先进
　　在因地制宜的前提下，桥梁设计应尽可能采用成熟的新结构、新设备、新材料和新工艺。在注意认真学习国内外的先进技术、充分利用最新科学技术成就的同时，努力创新，淘汰和摒弃原来落后和不合理的设计思想。只有这样才能更好地贯彻适用、经济、安全、美观的原则，提高我国的桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。5．曼观
　　一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应该是优美的。结构布置必须简练，并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览区的桥梁，可较多地考虑建筑艺术上的要求。合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因素，另外，施工质量对桥梁美观也有很大影响。
　　6．环境保护和可持续发展
　　桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。
目录一、设计说明书.............................................................................................................................41方案构思....................................................................................................................................41.1作品名.................................................................................................................................41.2造型.....................................................................................................................................42结构选型....................................................................................................................................42.1设计准则.............................................................................................................................42.2整体选型.............................................................................................................................43材料试验....................................................................................................................................44结构设计....................................................................................................................................54.1结构整体布置图.................................................................................................................54.2构件尺寸详细设计.............................................................................................................54.3构造（节点）设计图.........................................................................................................54.4模型三维效果图................................................................................................................85特色处理....................................................................................................................................86制作工艺....................................................................................................................................9二、模型计算书.............................................................................................................................47计算模型....................................................................................................................................97.1模型简化.............................................................................................................................97.2荷载模拟.............................................................................................................................98内力分析....................................................................................................................................98.1静力荷载工况下的结构内力.............................................................................................98.2移动荷载工况下的结构内力.............................................................................................98.3结构动力响应分析.............................................................................................................99构件验算....................................................................................................................................99.1材料参数.............................................................................................................................99承载力估算.............................................................................................................................10参考文献......................................................................................................................................10

一、 设计说明书

1方案构思 1.1作品名 我们的作品取名“索知桥”，是因为桥是连接两个地区的工具，我们想借此去探索未知领域，不断超越。 1.2造型 我们采用悬索与斜拉结合的方式，再结合用三角形状固定，增加桥梁的稳定性。 2结构选型 2.1设计准则 结构设计的基本准则是：使结构具有足够的承载能力安全储备和充分的刚度，以保证建筑在施工期和使用期内的安全。桥梁结构结构设计准则是在结构设计基本准则的基础上，结合桥梁结构的特点，要做到安全可靠，适用可靠，经济合理，美观。 2.2整体选型 悬索与斜拉结合，同时下方用三角固定。 3材料试验 我们在做第一个模型的过程中，发现了很多的问题，包括节点的连接、杆件的长度裁剪应注意的地方，并将心得记下。为以后的设计提供参考。 3.1材料力学性能指标

表1-3-1.230克白卡纸弹性模量表

名称种类 层数 弹性模量(mPa) 230克白卡纸 1 56.9 2 148.2 其他未知 3.2模型称重 3.2模型的模拟加载试验 为了对模型的最大水平加载做到心中有数，我们将自己所做的第一个模型用哑铃和绳子模拟进行了加载试验，结果还算令人满意。 4结构设计 4.1结构整体布置图 4.2构件尺寸详细设计 桥宽160mm,桥长1200mm,桥塔高210mm. 4.3构造（节点）设计图 …… 4.4模型三维效果图…… 5特色处理……桥墩处用钻孔的方法连接，增加稳定性。同时下方采用三角的方式进行固定，增强力度感。 6制作工艺…… 略

二、 模型计算书

7计算模型 7.1模型简化 由于计算机模拟分析模型的局限性，我们未对计算模型进行了简化和假定， 以下略。 7.2荷载模拟 由于缺少材料的许多参数，我们不能准确的分析出模型的受力特性，故只能定性的得出结论。从而比较得出哪根杆件受轴力、剪力最大，那个地方受弯矩最大。进而对结构进行优化。…… 8内力分析 8.1竖向静力荷载工况下的结构内力 略 8.2水平荷载工况下的结构内力…… 略 8.3结构加载合作用分析…… 略 9材料参数…… 6*6的木条；2*6的木条，薄木板 10承载力估算 对于桥梁承重，重点在桥梁的薄弱点上，比如是俩桥墩之间的地方，最容易断裂。因此处应重点加固。 参考文献 孙训芳，方孝淑，关来泰编.­­材料力学（Ⅰ、Ⅱ）. 北京：高等教育出版社，20xx.8 哈工大理论力学教研室编.理论力学（Ⅰ、Ⅱ）. 高等教育出版社，20xx.2 [3]苏彦江，赵建昌主编.钢结构设计原理.北京:中国铁道出版社,20xx [4]R.c.Hibbeler著.毕继红译.结构分析.电子工业出版社，20xx.11 [5]陈宝胜编著.建筑结构选型（增订版）.同济大学出版社,20xx.8