怎么样才能做出比较好的桥梁设计方案

桥梁的原则根据经济、合理、安全的原则来筛选的

1.首先根据行车要求 公路等级 通航要求 地质条件选择2-4个桥型方案

2.拟定各方案的尺寸 分为上部结构 下部结构

3.根据拟定的尺寸估算混凝土和钢筋的用量 方便之后的比选

4.根据桥梁比选原则 适用 经济 安全 美观 最终选定一个方案

 理论上讲，桥梁设计分为三个阶段。国内一般的(常规的)桥梁设计采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计，对于技术简单、方案明确的小桥，也可采用一阶段设计，即施工图设计。

1、初步设计    初步设计应根据批复的可行性研究报告、测设合同和初测、初勘或定测、详勘资料编制。初步设计的目的是确定设计方案，应通过多个桥型方案的比选，推荐最优方案，报上级审批。在编制各个桥型方案时，应提供平、纵、横布置图，标明主要尺寸，并估算工程数量和主要材料数量，提出施工方案的意见，编制设计概算，提供文字说明和图表资料，初步设计经批复后，则成为施工准备、编制施工图设计文件和控制建设项目投资等的依据。       这个过程也是两阶段（三阶段）施工图设计的第一阶段。

2、技术设计    对于技术上复杂的特大桥、互通式立交或新型桥梁结构，需进行技术设计。技术设计应根据初步设计批复意见、测设合同的要求，对重大、复杂的技术问题通过科学试验、专题研究、加深勘探调查及分析比较，进一步完善批复的桥型方案的总体和细部各种技术问题以及施工方案，并修正工程概算。       这个过程也是三阶段施工图设计的第二阶段。

3、施工图设计    两阶段(或三阶段)施工图设计应根据初步设计(或技术设计)批复意见、测设合同，进一步对所审定的修建原则、设计方案、技术决定加以具体和深化，在此阶段中，必须对桥梁各种构件进行详细的结构计算，并且确保强度、稳定、刚度、裂缝、构造等各种技术指标满足规范要求，绘制出施工详图，提出文字说明及施工组织计划，并编制施工图预算。

这个过程是三阶段施工图设计的第三个阶段。

黄土高原某地区二级公路6标段综合设计

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施工图设计

分类： 毕业设计

黄土高原某地区二级公路6标段综合设计

一、工程概况

1、工程名称：黄土高原某地区新建二级、三级公路设计。

2、建设单位：中交第一公路工程局有限公司。

3、建设场地：拟建公路位于某山区，具体位置见地形图。

4、建设规模：路线总长3～5km。

5、本项目拟定开工日期：2015年7月1日，竣工日期：2016年12月30日。

二、设计原始资料

1、气象条件

（1）夏季近30年连续7天平均最高温度39℃，冬季最低气温—15℃。

（2）主导风向：西北。基本风压0.37kN/m2。

（3）基本雪压：0.25kN/m2。

（4）年降雨量：412mm；日最大降雨量：63mm；时最大降雨量：33mm；雨季集中在9、10月份。

（5）土壤最大冻结深度550mm。

2、工程地质条件

（1）工程建筑场地属山岭重丘区。

（2）平均地下水位高度1.5～2.0m。

3、施工条件

（1）建设场地为山岭重丘，地形复杂，有施工便道，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。

（2）拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。

4、交通组成及交通量（设计过程中提供）

5、材料供应情况

沿途有砂石、石灰、粉煤灰、水泥供应。

三、设计任务及要求

1、设计任务

根据业主单位提供的设计委托书，完成公路等级及其主要技术标准确定、路线方案比选、路线平面设计、路线纵断面设计、路基横断面设计、路基超高、加宽设计、土石方数量计算与调配、防护工程设计、路面结构及材料设计、路基路面排水设计和桥梁涵洞设计等内容。

2、设计内容

（1）路线设计

a) 公路等级及其主要技术标准确定；

b) 路线方案比选；

c) 路线平面设计；

d) 路线纵断面设计。

（2）路基设计

a) 路基横断面设计

b) 路基超高、加宽设计

c) 土石方数量计算与调配

d) 防护工程设计

（3）路面设计

a) 路面等级确定

b) 路面结构组合设计

c) 路面厚度设计与计算

（4）桥梁设计或挡土墙设计（二选一）

a) 桥梁位置、孔数及跨径、结构类型确定

b) 截面配筋设计（钢筋砼或预应力砼结构）或桥面系结构设计（钢桥或圬工拱桥）

c) 挡土墙结构形式确定、构造与布置以及重力式挡土墙设计

（5）其他（选做）

a) 施工组织设计

b) 公路工程概预算编制

3、设计成果

设计成果包括两部分：

（1）文件

①设计说明书

按设计内容，分章节详细说明设计依据、设计思想、方案论证、计算方法及过程。

②设计计算说明书

应用设计软件输入参数及输出结果等。

（2）图纸和表格（A3纸）

 路线

① 路线平面图；

② 路线纵断面图；

③ 直线、曲线及转角表等图表；

 路基、路面

① 路基设计表（>1km）；

② 路基横断面图（>1km）；

③ 路基土石方数量计算表（>1km）；

④ 路基标准横断面图；

⑤ 路基路面排水系统布置图（>1km）；

⑥ 路基路面排水设施设计图；

⑦ 路基防护工程设计图（针对具体桩号，标出有关尺寸）；

⑧ 路面结构设计图等图表。

 桥梁、涵洞

桥梁、涵洞布设图（在路线纵断面图中示出位置、结构类型、孔数及跨径）；

 其他（选做）

① 工程施工进度图；

② 概预算文件等图表。

四、设计成果统一要求

毕业设计完成后提交的文件分两本装订：

（1）设计说明书（文件）

应完整地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程；论述充分，条理清晰，叙述准确，简明扼要；书写整齐；计算过程尽可能表格化。设计说明书的字数应在10000字以上，打印。

设计说明书应按下列顺序装订：

① 封面；

② 扉页；

③ 毕业设计任务书；

④ 中英文摘要和关键词；

⑤ 目录；

⑥ 正文；

⑦ 参考文献；

⑧ 致谢。

（2）图纸和表格（A3纸）

设计图纸应符合国家有关制图标准，正确体现设计意图；图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。

图纸和表格应按下列顺序装订：

① 封面；

② 目录；

③ 图纸和表格。（按照设计成果中的图表顺序）

五、国家标准及设计参考资料

1.现行规范标准

（1）《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）；

（2）《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）；

（3）《公路路基设计规范》（JTG D30—2004）；

（4）《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）；

（5）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）；

（6）《公路排水设计规范》（JTG/T D33—2012）；

（7）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）；

（8）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）等。

2.教材

（1）《道路勘测设计》；

（2）《路基路面工程》；

（3）《桥梁工程》；

（4）《公路施工组织与概预算》等。

3.公路设计手册

（1）《公路设计手册（路线）》；

（2）《公路设计手册（路基）》；

（3）《公路设计手册（路面）》；

（4）《公路小桥涵设计手册》等。

4.其它

（1）土木工程专业毕业设计指南：道路工程分册．北京：中国水利水电出版社，2000

（2）土木工程专业毕业设计指南：桥梁工程分册．北京：中国水利水电出版社，2000

第1章 路线平面设计

1.1 公路等级的确定

1.1.1交通量资料

所给道路交通量资料如表1.1所示。

表1.1 道路交通量

序号 车型 交通量（辆/日）

1 小客车 2500

2 解放CA15 800

3 东风EQ140 650

4 黄河JN162 500

1.2设计交通量确定

道路上行驶的的车辆主要是汽车，对于混合交通的道路还有一部分非机动车辆，汽车的行驶性能、外廓尺寸以及不同种类车辆的组成对道路几何设计具有决定作用，比如确定路幅组成、车道宽度、平曲线加宽、纵坡大小、行车视距都与设计车辆有密切关系。因此选择有代表性的车辆作为道路设计的依据是必要的。作为道路设计依据的车辆可分为四类：小客车、载重汽车、鞍式列车、铰接车。当道路上行驶的车辆种类较多时，其行驶规律、速度以及占用道路的净空差异较大，作为道路设计的交通量应折算成某一标准车型。《公路工程技术标准》（JTBG

B01-2003）2.0.2规定交通量换算采用小客车为标准车型。确定公路等级的各代表车型和车辆折算系数规定如表1.2。

表1.2 各汽车代表车型与车辆折算系数

序号 代表

车型 折算系数 说明

1 小客车 1.0 ≤19座的客车载质量≤2t的货车

2 中型车 1.5 >19座的客车载质量>2t-≤7t的货车

3 大型货车 2.0 载质量>7t-≤14t的货车

4 拖挂车 3.0 载质量>14t的货车

1.3道路交通量参数表

序号 汽车 型 号 总重力（kN） 载重力（kN） 前轴重力（kN） 后轴重力（kN）后轴数 轮组数 出产国

1 解放CA15 91.35 50.00 20.97 70.38 1 双 中国

2 东风EQ140 92.90 50.00 23.70 69.20 1 双 中国

3 黄河JN162 174.5 100.00 59.50 115.00 1 双 中国

1、方案构思与结构选型

根据竞赛规则要求，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，采用白卡纸、白乳胶和白棉线设计制作了桥梁模型。

为了达到轻简抗挠的效果，通过对稳定性的分析，我们采用了悬索与拱桥组合的结构。简支梁是我们结构的核心部分，为了增加其的刚度和稳定性，在接点出增加了承台，两条梁用棉线绑扎固定。

2．模型规格：

1）模型总跨度1050mm，桥面宽220mm，桥面高

差>150mm。

2） 桥梁模型设计为双跨不对称结构，左跨300mm右跨

650mm，每个车道宽100mm。

3.） 受力构件设计

a) 核心部分为支架简支梁。桥面板和简支梁的组合，作为压弯系统，承担结构的整体受压、受弯；

b) 简支梁之间用棉线绑扎为了增加简支梁的稳定性； c) 多层梁组合作为抗拉系统，承担桥梁变形由简支梁传递过来的的拉力。

二、设计过程：

1.材料性能分析

白卡纸：A0图纸。此模型设计的重点是抵抗均布载荷和动载过程对桥梁产生的屈 曲、断裂、磨损以及弯曲等破坏。所以考虑到白卡纸具有两考的抗拉性能，而且通过简易的构建制作，能够大大提高白卡纸的强度。组合成一个具有良好结构体系的桥模型。发挥纸所体现出的钢的特性。

乳白胶：粘结力强，满足结构受力特点，使纸间紧密结合。缺点是湿度 大，不易干燥，干燥后硬度强，但容易产生脆性破坏。

棉线：韧性较好，材质较轻，易于绑扎节点与乳白胶配合使用可以使结构更加牢固，还可以承受一定的拉力。

2.结构选型

此模型设计的重点是抵抗静载加载砝码对桥梁产生的弯矩总和，利用好卡纸自身抗拉的力学特性。再者组合梁结构综合应用了刚性构件抗弯刚度高的优点，结构可以做到结构自重相对较轻，体系的刚度和稳定性相对较大，因而可以承受较大的载荷。

1.承重性好，美观性好；

2.满足材料要求：40 张标准A4 纸，4 卷15mm 双面胶；

3.跨度55cm，高度10cm，桥面铺满纸张。

二、 设计思路：

采用了排除法的设计思路： 1.如果采用四根梁，上下双桥面，中间桁架的桥型，虽然在美观上有一定 优势，但是鉴于材料、时间有限，且工艺难度大，承重并不理想，所以认为 这种桥型设计不可取。

2.担架式桥型不符合高度要求。

3.拱桥式桥型由于纸的韧性比较小，且工艺难度大，所以亦不可取。

4.最终，选择了双梁单面，两端三角架式桥墩支撑型的桥梁设计方案， 然后在中间设计一些限制自由度不使其失稳的杆连接。

三、 简要分析：要使桥稳定并能承重，可见需提高桥梁的抗弯曲能力（ 桥梁会重点加强），桥墩支架的抗压能力，同时也要使纸带足够结实（桥梁弯曲， 为使整个桥身稳定，必须在下方加纸带以减小桥梁的弯曲）。

四、改善： 为保证桥的稳定性，在整体框架上加一些固定杆以限制造成失稳的自 由度；同时这些杆也会起到提升桥的总的强度的作用。