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大学生桥梁设计方案

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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............................................................................................................................. 4 1 方案构思.................................................................................................................................... 4 1.1作品名................................................................................................................................. 4 1.2造型..................................................................................................................................... 4 2 结构选型.................................................................................................................................... 4 2.1设计准则............................................................................................................................. 4 2.2整体选型............................................................................................................................. 4 3 材料试验.................................................................................................................................... 4 4 结构设计.................................................................................................................................... 5 4.1结构整体布置图................................................................................................................. 5 4.2构件尺寸详细设计............................................................................................................. 5 4.3构造(节点)设计图......................................................................................................... 5 4.4 模型三维效果图................................................................................................................ 8 5 特色处理.................................................................................................................................... 8 6 制作工艺.................................................................................................................................... 9 二、模型计算书............................................................................................................................. 4 7 计算模型.................................................................................................................................... 9 7.1模型简化............................................................................................................................. 9 7.2荷载模拟............................................................................................................................. 9 8 内力分析.................................................................................................................................... 9 8.1静力荷载工况下的结构内力............................................................................................. 9 8.2移动荷载工况下的结构内力............................................................................................. 9 8.3结构动力响应分析............................................................................................................. 9 9 构件验算.................................................................................................................................... 9 9.1材料参数............................................................................................................................. 9 9 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……

     


 

 
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


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

[1]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,XX.8

[2]哈工大理论力学教研室 编.理论力学(ⅰ、ⅱ).  高等教育出版社,XX.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,XX

[4]r.c.hibbeler著.毕继红译.结构分析. 电子工业出版社,XX.11

[5]陈宝胜编著.建筑结构选型(增订版). 同济大学出版社,XX.8



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