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吊橋工程設(shè)計范文1

關(guān)鍵詞：鋼箱梁，支架 ， 檢算，設(shè)計

Abstract: a framework of the strength, stiffness and stability and flood fighting ability request water shock of this project is the main research topic. This article through the mechanics of scaffold by calculating the structure design of a very detailed elaboration, for the smooth implementation of project provides sufficient theoretical basis and technical support.

Keywords: steel box girder, support, by calculating, design

中圖分類號： S605+.2文獻標識碼：A 文章編號

1工程概況

1.1工程概況

巴中市麻柳灣大橋，全橋長431.63m，橋面寬度28m。橋梁基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，引橋下部結(jié)構(gòu)為圓柱式結(jié)構(gòu)，主橋下部結(jié)構(gòu)為花瓶墩。主橋為55m+90m+55m變截面連續(xù)鋼混組合箱梁。

1.2地質(zhì)情況

地層巖性橋址段分布第四系全新沖洪積（Q4dl+p）卵石土、粉質(zhì)土黏土、粉砂土、坡洪積Q4dl+p）松軟粉質(zhì)黏土、粉土，坡殘積（Q4dl+p））粉質(zhì)土、第四系中更新統(tǒng)冰水沉積、上更新統(tǒng)冰水堆積、沖洪積層（Q2fgl）卵石土，下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2S）泥巖夾砂巖。

2支架設(shè)計

2.1支架系統(tǒng)布置

支架系統(tǒng)橫橋向共設(shè)置6排臨時支墩，外側(cè)兩排采用φ1.4mC30鋼筋混凝土圓柱作吊裝系統(tǒng)支撐；其余四排采用φ820×δ10mm螺旋鋼管作梁底支撐；支墩間距5.5m、7×3m、5.5m。鋼筋混凝土支墩縱向共設(shè)置17排；鋼管支墩縱橋向共設(shè)置15排，均按等間距15m布置。支墩上搭設(shè)工字鋼和貝雷梁形成支撐平臺，龍門吊作吊裝設(shè)備。

2.2支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.2.1支架基礎(chǔ)

支架采用就地澆筑鋼筋砼承臺作基礎(chǔ)；部分覆蓋較厚砂卵石土且有水區(qū)域采用沖擊鉆孔灌水下砼成樁作支架基礎(chǔ)。承臺通過鉆孔置筋錨固在基巖上；鉆孔樁基嵌巖3～4m。

承臺設(shè)計為240×240×200cmC30鋼筋砼；鉆孔樁樁徑為1.5m。測量放樣基礎(chǔ)位置，用手風鉆在巖層上打孔，每個基礎(chǔ)鉆孔100個，孔深2m。在孔眼內(nèi)置入長3m的φ28鋼筋，并用專業(yè)錨固藥包錨入巖層。鋼管立柱下承臺頂面預埋一塊100×100×2cm鋼板預埋件用于連結(jié)固定鋼管。

2.2.2臨時支墩

砼臨時支墩柱身側(cè)面預埋鋼板并在其上加焊綴板。鋼管臨時支墩焊接固定于預埋件上，對應(yīng)砼支墩側(cè)面預埋件高度兩側(cè)焊綴板，用于焊接立柱間橫向聯(lián)結(jié)系。

2.2.3工字鋼橫梁

橫橋向各排臨時墩頂安裝一組工字鋼橫梁。工字鋼橫梁由4根長36m的I50a工字鋼并排焊拼組成。工字鋼接頭處滿焊并在焊縫兩側(cè)加焊兩塊60×45×2cm鋼板加強。立柱間采用雙[20a槽鋼作水平連接和斜支撐。

2.2.4貝雷梁

砼臨時墩頂橫梁上分別布置3組2排單層普通型貝雷梁。對應(yīng)鋼箱梁底每一道腹板下布置1組3排單層普通型貝雷梁。在龍門吊走行軌道下貝雷梁上按0.5m間距布置I28a工字鋼分配梁，以支撐龍門吊走行鋼軌。

3支架受力檢算

主要計算參數(shù)：最重梁段98784.5kg，一臺龍門吊自重100t，跨度32m。走行軌道自重60kg/m。貝雷片，長3m，單片重300kg。

3.1龍門吊走行軌道下縱梁檢算

3.1.1龍門吊支反力計算

吊點距龍門吊一側(cè)立柱距離最小時為最不利荷載位置。箱梁底寬4.25m，則最小距離為2.125m。則：立柱支反力：F1=[987.8/2×（32-2.125）]/32=461.1KN；軌道支反力：F2=（461.1+1000/2）/2=480.6KN。

3.1.2：縱向貝雷梁檢算

吊裝走行時，荷載最不利有兩種情況：其一，當兩臺龍門吊相鄰支腿同時行至跨中時；其二,當兩臺龍門吊相鄰支腿行至距貝雷梁支點距離最小時。龍門吊集中荷載F=480.6KN；貝雷梁自重荷載G=6KN/m；工字鋼分配梁自重荷載：g=2.6KN/m；走行軌道自重荷載：m=0.6KN/m。則縱梁承受荷載：集中力F=468.25KN，均布荷載Q=9.2KN/m。按3跨連續(xù)梁計算，受力簡圖如下：

荷載最不利情況1：

荷載最不利情況2：

采用有限元軟件分析計算：最大彎矩-1912 KN•m；最大剪力1018KN;最大支反力1422.4KN。

貝雷梁參數(shù)：E=2.1×105Mpa；I=250500cm4；六排單層不加強貝雷梁容許值：[M]=4492.8KN•m；[Q]=1397.8KN。計入1.2的安全系數(shù)。

Mmax=1912×1.2=2294.4N•m

3.2梁底支撐縱梁檢算

荷載最不利時受力簡圖如下所示：

最大梁段荷載Q1=987.8KN，貝雷梁自重Q2=3KN/m，則貝雷梁承受荷載：集中力F=987.8/2=493.9KN，均布荷載q=3KN/m。

采用有限元軟件分析計算：最大彎矩-1247.2 KN•m，最大剪力539.4KN，最大支反力714KN。

3排單層不加強貝雷梁容許值：[M]=2246.4 KN•m；[Q]=698.9KN。計入1.2的安全系數(shù)。

Mmax=1247.2×1.2=1496.6N•m

3.3工字鋼橫梁檢算

縱向貝雷梁檢算中最大支反力為714KN。I50a工字鋼自重荷載3.7KN/m。按五跨連續(xù)梁計算，其受力簡圖如下：

采用有限元軟件分析計算：最大彎矩-787.2 KN•m，最大剪力723.8KN，最大支反力1094.2KN。

Q235鋼容許應(yīng)力：[σ]=158Mpa，[τ]=98Mpa；I50a工字鋼參數(shù)：W=1860cm3，A=119cm2。計入1.2的安全系數(shù)。

σ=M/4W=787.2×1.2×103/（4×1860）=127Mpa

3.4鋼管支墩檢算

3.4.1鋼管支墩穩(wěn)定承載力檢算

由以上計算結(jié)果知橫向工字鋼最大支反力為1094.2KN。φ820×δ10mm螺旋鋼管參數(shù)：截面積A=254.5cm2 ；慣性矩I=208728.2cm4；單位重199.8kg/m。Q235鋼容許應(yīng)力：[σ]=158Mpa；立柱平均高度H=12m，計入1.2的安全系數(shù)，則:

σ=N/A=[（1094200+1998×12）×1.2]/25450=44Mpa

3.4.2鋼管支墩抗流水壓力計算

根據(jù)水文資料，設(shè)計流速：V=2.7m/s，阻水面積A=0.82×12=9.84m2，圓柱形狀系數(shù)K=0.8 ，水重力密度γ=10KN/m3 。則流水壓力標準值：Fw=KA（γV2/2g）=0.8×9.84×（10×2.72/2×9.8）=29.3KN。合力作用點位于設(shè)計水位線下0.3倍水深處，則鋼管立柱彎矩：M=2/3HFw=2/3×12×29.3=234.4 KN•m，W=[3.14×（0.823-0.83）]/32=3.86×10-3m3，σ=M/W=60.7Mpa

4結(jié)束語

吊橋工程設(shè)計范文2

關(guān)鍵詞：公路橋梁；工程造價；基礎(chǔ)資料；工程量

工程造價編制一般步驟和工作內(nèi)容可概括為擬定工作方案，確定編制原則；熟悉掌握計價定額內(nèi)容和使用范圍，工程量計算規(guī)則和計算方法，取費用項目和標準；在熟悉設(shè)施圖表資料和文字說明、結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查、做好核對工程量基礎(chǔ)上正確提取工程量；了解施工方案和施工計劃中內(nèi)容，確定先進合理、安全可靠施工方法；進行工程造價和各種價格、費用分析和累計計算，復核及審核，最后編寫編制說明和成稿裝訂.

1 施工預算中如何剝離和提取工程量

我國公路建設(shè)工程設(shè)計圖紙的編制辦法，是設(shè)計人員在完成設(shè)計圖紙同時已進行計算.編制工程造價前造價工程師進行熟悉設(shè)計圖紙和對工程量核對工作.施工計價關(guān)鍵是如何從設(shè)計圖紙中提取工程量.橋梁工程計價較繁瑣，又是占造價文件篇幅最多一項，近年來橋梁設(shè)計及施工技術(shù)地不斷發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝廣泛應(yīng)用，增加工程造價計價難度.

1.1 輔助工程量確定

主體工程包括橋梁基礎(chǔ)、下部和上部工程.設(shè)計圖紙已給定，按照定額要求容易確定計價各項工程量.

輔助工程如屬于基礎(chǔ)工程部分，有挖基、圍堰、排水、工作平臺、護筒、泥漿船及其循環(huán)系統(tǒng)等；屬于上下部工程，有拱盔、支架、吊裝設(shè)備、提升模架、施工電梯等；與基礎(chǔ)和上下部工程都有關(guān)聯(lián)如混凝土構(gòu)件運輸、預制場及其設(shè)施、拌和站、蒸汽養(yǎng)生設(shè)施等.這些輔助工程的計價數(shù)量，除挖基外都要根據(jù)建設(shè)項目實際情況和施工組織設(shè)計要求并參考以往成功經(jīng)驗來取定，設(shè)計圖紙上是不反映可塑性較大，對工程造價有極其重要影響.因此正確取定各項計價工程量有著十分重要意義.

1.2 提取工程量順序

橋涵工程計價項目比較多，工程量計算和提取難度也大.按照通常施工順序提取工程量比較準確和迅速.按照挖基基礎(chǔ)下部工程上部工程順序及相應(yīng)輔助工程順序進行使工作程序系統(tǒng)化，最大程度避免漏項或重復錯誤.

2 橋梁各分部工程提取工程量方法

2.1 開挖基坑

基坑開挖按土方、石方、深度、干處或濕處等不同情況分別統(tǒng)計其數(shù)量并結(jié)合施工期內(nèi)河床水位高低，合理確定圍堰數(shù)量，基坑排水臺班消耗標準及必須采取技術(shù)安全措施等；了解挖基廢方遠運處理、原有地形地貌修復及河道疏通等情況.需按照確定其計價數(shù)量，將所需費用計入工程造價內(nèi).

2.2 基礎(chǔ)工程

砌石基礎(chǔ)按片石、塊石分別進行統(tǒng)計匯總，編制預算時注意劃分砂漿標號，設(shè)計標號與定額規(guī)定不同應(yīng)進行抽換；若設(shè)計圖紙上只有砌體則考慮基礎(chǔ)外緣和分層砌筑等因素，分別按80%片石及20%塊石計價.

編制混凝土基礎(chǔ)預算時按不同標號和是否摻用片石分別進行統(tǒng)計匯總，若設(shè)計標號與定額規(guī)定不同也要進行抽換.

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工工藝比較復雜，計算工程量要結(jié)合實際情況和實施性施工組織設(shè)計進行，注意以下幾點：

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況選定鉆孔機具的型號，根據(jù)實際不同土層厚度對應(yīng)定額中8種鉆孔土質(zhì)選用定額和確定相應(yīng)輔助工程量.當在水中采用圍堰筑島填心進行鉆孔施工時按灌注村外緣3.0m寬左右確定圍堰及筑島填心工程量.計算埋設(shè)護筒數(shù)量時視同為“干處”計價.在干處埋設(shè)護筒按每個護筒長2.0m或按設(shè)計數(shù)量計算；水中埋設(shè)鋼護筒可按設(shè)計數(shù)量計算并按規(guī)定計算回收金額.

若在水中進行鉆孔時計列灌注樁工作平臺，泥漿船及循環(huán)系統(tǒng).鉆孔土質(zhì)定額分為8種并按不同樁徑和鉆孔深度劃分為多項定額標準.按照地質(zhì)鉆探資料，對照定額土質(zhì)種類規(guī)定確定其鉆孔工程量.鉆孔計量單位是以米計，故鉆孔深度以地表面與設(shè)計樁底深度為準.當在水中采用圍堰筑島填心施工時以圍堰頂面與設(shè)計樁底深度為準.鉆孔廢渣若需遠運處理時根據(jù)棄置平均運距另行計價.

一般1座墩臺的灌注樁基礎(chǔ)若只有2根時不設(shè)置承臺，而設(shè)計為系梁按承臺定額計價.當在陸地進行承臺或系梁施工時按實際計算挖基數(shù)量及其排水和廢方遠運處理.澆注水下混凝土工程量按設(shè)計樁徑斷面乘設(shè)計樁長計算，不得將擴孔用量計入工程量.若混凝土拌和需設(shè)置拌和船時取定并計算其費用.

2.3 下部工程

編制預算時按照分部分項工程逐一提取工程量分別進行計價.墩臺計價工程量為墩臺身及翼墻、墩臺帽、拱座、蓋梁及耳背墻、橋臺等二層以下帽石區(qū)分片石和塊石，以及砂漿和混凝土不同標號，臺背及錐坡內(nèi)的填土夯實也需分別計價；墩臺砌石工程數(shù)量，若施工設(shè)計圖紙上未具體劃分片石、塊石時臺身可按75%片石、25#塊石墩身可按60#片石、40#塊石，取定其工程量；凡墩、臺、墩鑲面、拱石、帽石、欄桿等采用漿砌混凝土預制塊編制時預制塊數(shù)量以設(shè)計砌體乘以0.92系數(shù)作為預制塊計價依據(jù).

2.4 上部工程

橋梁上部構(gòu)造工程，通常將其劃分為行車道、橋面鋪裝和人行道3個部分，有砌石、現(xiàn)澆混凝土、預制安裝混凝土構(gòu)件、鋼桁加和鋼索吊橋等不同結(jié)構(gòu)形式.在提取上部構(gòu)造的計價工程量時按車行道橋面鋪裝人行道順序進行，可避免重復和遺漏.

預制及安裝結(jié)構(gòu)主體工程，橋梁多采用預制安裝混凝土結(jié)構(gòu).編制預算時應(yīng)剝離工程有預制、安裝和運輸以構(gòu)件設(shè)計體積為準，構(gòu)件平均運距應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計確定；鋼筋、鋼絞線或高強鋼絲、現(xiàn)澆接縫混凝土、泄水管、支座、伸縮縫均以施工圖設(shè)計資料為準.若吊裝設(shè)備使用期超過定額規(guī)定4個月時按施工的計劃期調(diào)整設(shè)備攤銷費.設(shè)備計劃使用期包括由設(shè)備庫與施工現(xiàn)場往返運輸和安裝前試拼，與完工拆除后清理、修整、油漆所需人全部時間；預制人行道、緣石、欄桿柱及欄桿扶手等小型構(gòu)件工程量按設(shè)計構(gòu)件體積增計場內(nèi)運輸和操作損耗1%.

預制及安裝結(jié)構(gòu)輔助工程， 很多預算人員在編制橋梁上部預算時單價總是偏低，如C50混凝土T梁，正常單價為900元/m3左右，實際編出卻是600元/ m3單價怎么都上不去.主要是沒有弄清楚輔助工程項目.

2.5鋼筋工程

鋼筋工程都是與混凝土分開計量，按分部分項工程要求和I、II級鋼筋，分別提取工程量.鋼筋應(yīng)以共設(shè)計長度所計算理論質(zhì)量為準，施工焊接和下料等操作損耗，已計入定額內(nèi)，不得計入鋼筋工程量內(nèi)；鋼絞線和高強鋼絲工程量為錨固長度和工作長度質(zhì)量之和；現(xiàn)澆墩、臺、塔高度大于鋼筋一般定尺長度，需分節(jié)澆筑接長鋼筋時所需的塔接長度數(shù)量

3結(jié)束語

通過實踐，只要熟悉和掌握設(shè)計圖紙，指出充分利用計價定額資料、施工組織設(shè)計以及計算和提取工程量程序和方法，橋梁工程預算就變得由難而易，進而準確掌握橋梁工程造價.

吊橋工程設(shè)計范文3

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教學；畢業(yè)設(shè)計；概念設(shè)計

作者簡介：劉小燕（1963-），女，湖南益陽人，長沙理工大學土木與建筑學院，教授；涂光亞（1974-），男，湖南漢壽人，長沙理工大學土木與建筑學院，副教授。（湖南長沙410114）

基金項目：本文系湖南省教育廳高等學校教學改革重點項目的研究成果。

中圖分類號：G642.477     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）14-0107-02

工程學科以培養(yǎng)工程師為首要目標。工程設(shè)計是工程師工程實踐的一項重要內(nèi)容，它是追求將科學知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)，創(chuàng)造一個世界上原本不存在的事物，是一種超越存在和創(chuàng)造存在的活動。工程師的核心是創(chuàng)造。縱觀人類發(fā)展的歷史，創(chuàng)新是人類文明進步、社會發(fā)展的源動力，也是一個民族技術(shù)進步、經(jīng)濟發(fā)展的源泉，更是一個國家國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。高等教育在土木工程人才培養(yǎng)目標中，倡導培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，掌握土木工程學科的基本理論和基本知識，獲得土木工程師基本訓練，具有創(chuàng)新精神的高級工程技術(shù)人才，體現(xiàn)了黨和國家對培養(yǎng)創(chuàng)新人才的高度重視。尤其是在社會主義經(jīng)濟大發(fā)展人才競爭十分激烈的時期，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才更是高等學校的一個重要任務(wù)。為此，在畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié)中，針對土木工程專業(yè)橋梁工程方向?qū)W生開展創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學研究，挑選6～8名學業(yè)優(yōu)秀、有興趣的學生成立創(chuàng)新設(shè)計小組，8名骨干老師組成創(chuàng)新設(shè)計指導小組，提倡自主設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計的實踐教學模式，改變以往被動設(shè)計、模仿設(shè)計的教學模式，培養(yǎng)學生主動獲取知識和運用知識的能力、獨立思維和創(chuàng)新思維能力，探索一種融綜合知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為一體的具有時代氣息的人才培養(yǎng)模式。提倡一種創(chuàng)新的理念，追求一種創(chuàng)新的境界，實現(xiàn)一種前所未有的價值，打破一種慣性的思維，探索創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式。

一、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新設(shè)計的認識

“創(chuàng)新”在辭海中的解釋有三個：一是更新的意思，二是創(chuàng)造新的東西，三是改變的意思。思維的創(chuàng)造性是在科學發(fā)明、技術(shù)革新、文藝創(chuàng)作等活動中所特有的思維過程，也是學習、實踐過程中必不可少的心理因素。它既具有一般思維的特性，又不同于一般思維：它往往與創(chuàng)新性活動聯(lián)系在一起；它是思維與想象的統(tǒng)一；它具有潛在性，表現(xiàn)形式往往帶有突發(fā)性，通常稱為“靈感”或“頓悟”（這種“靈感”或“頓悟”實際是長期苦心思索的結(jié)果）；它是多種思維的綜合表現(xiàn)。對于橋梁工程而言，世界上不存在完全一模一樣的地形地質(zhì)條件，因此也就不會有一模一樣的橋，每一座橋都需要設(shè)計，橋梁設(shè)計者必須要有創(chuàng)新性思維。

創(chuàng)新性思維不同于一般的思維活動，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維應(yīng)從以下幾個方面著手：

創(chuàng)造性思維是多種思維的綜合，要求知識結(jié)構(gòu)既專又博，在博的基礎(chǔ)上求專，在專的基礎(chǔ)上求博。圍繞這個特點，在畢業(yè)設(shè)計教學活動中除了加強專業(yè)基礎(chǔ)知識訓練外，還在擴大學生視野、開闊學生思維方面開展教學活動，通過講、練、評等教學實踐，讓學生多看、多思、多做，在看中學，在做中思考。

創(chuàng)造性思維既帶有突發(fā)性又帶有潛在性。“靈感”和“頓悟”來自于平時的積累和教師啟迪?！办`感”和“頓悟”反映一種質(zhì)變，質(zhì)變是通過量變積累后才能得到的。在畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計小組的活動中，通過比較、研討、案例分析，激活學生的“靈感”和“頓悟”，擦出創(chuàng)新的火花。

創(chuàng)新思維與創(chuàng)新活動聯(lián)系在一起。只有創(chuàng)新思維活動而沒有實現(xiàn)創(chuàng)新意識的實踐不能完成創(chuàng)新活動。為了很好地實現(xiàn)創(chuàng)新思維，在教學過程中應(yīng)大膽讓學生進行創(chuàng)新實踐。“設(shè)計”過程原本就是先“假設(shè)”，按照假設(shè)的尺寸去“計算”，如果能夠滿足規(guī)范的各項要求，即被認為假設(shè)合適，方案可行。否則，重新“假設(shè)”，按照新的假設(shè)再去計算，直到滿足規(guī)范的要求為止。

創(chuàng)新設(shè)計是指拋開目的，設(shè)計一個前所未有、與已有設(shè)計完全不同的方案。世界上的橋梁沒有一座是完全相同的。橋梁設(shè)計自始至終是一種創(chuàng)新設(shè)計，在每一個環(huán)節(jié)都貫穿了創(chuàng)新的理念。

二、創(chuàng)新性實踐與創(chuàng)新的評價

設(shè)計的過程是先構(gòu)思，然后反復計算的過程。構(gòu)思就是一種創(chuàng)新活動，它受許多條件的約束和影響。但對于僅有橋梁工程基本知識、只接受過橋梁工程基本訓練的本科學生，要獨立完成這樣的創(chuàng)新活動存在很大的難度和挑戰(zhàn)性，必須確立創(chuàng)新設(shè)計目標和實現(xiàn)目標的措施。經(jīng)過創(chuàng)新設(shè)計指導小組研究討論，以“跳起來可以摘到桃子”為目標，制訂橋梁設(shè)計的“創(chuàng)新”目標，同通過方案設(shè)計―初步評價―優(yōu)化設(shè)計―實踐驗證―再評價的指導策略，在過程指導中強化“概念”設(shè)計，重視設(shè)計實踐，集體研討開展評價，開展畢業(yè)設(shè)計的創(chuàng)新設(shè)計實踐教學。

1.方案設(shè)計

橋梁結(jié)構(gòu)基本體系總體來講分為五大類，它們分別是梁式橋、拱式橋、T型剛構(gòu)橋、懸吊橋、組合體系。橋梁設(shè)計一般是圍繞著這五大類基本形式進行設(shè)計或者及其組合。根據(jù)地質(zhì)、水文、交通功能、政治經(jīng)濟文化等各方面的要求，選擇滿足功能要求（適用）、安全、美觀（尤其在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和旅游勝地）、造價相對低廉、技術(shù)先進的橋梁型式。按照橋梁方案設(shè)計這樣一種基本原則，組織1～2次專題講座，請設(shè)計院的設(shè)計人員和資深教授講課，一方面介紹各種不同體系橋梁的設(shè)計特點、方案設(shè)計時需要解決的問題；另一方面以成功的案例為背景，從五個方面（適應(yīng)、安全、美觀、經(jīng)濟、技術(shù)先進）逐一評價方案的優(yōu)劣，通過講座開闊學生的思路和視野，指導老師還可根據(jù)學生的實際情況制訂相應(yīng)的設(shè)計目標，針對設(shè)計的基本內(nèi)容、步驟、可能的問題進行指導。在這個階段，注意向?qū)W生傳達一種設(shè)計思路和設(shè)計程序的概念。

2.初步評價

長期以來，橋梁設(shè)計由于利用軟件、手冊、程序化的設(shè)計模式等工具，橋梁計算過程變得簡單，也因此缺乏更高層次的思考，到了設(shè)計單位后往往也因為趕任務(wù)而沒有時間思考。在畢業(yè)設(shè)計方案的初步評價環(huán)節(jié)，提出概念設(shè)計，建立一種新的基于概念的思維模式，使設(shè)計者不僅要有這些基本概念，還要知道為什么要設(shè)定這些概念，究其源的過程是概念強化和提升的過程，是工程設(shè)計的基礎(chǔ)。在對學生設(shè)計的方案進行評價時應(yīng)該從適用、安全、經(jīng)濟、美觀、技術(shù)先進五個方面進行評價。

適用概念的要求：首先是能夠滿足通車、行人、自來水運送、電力通信等方面的基本要求，稱為適用性要求。但是橋梁設(shè)計不僅滿足通行等基本要求，還有長期使用和運營維護、維修加固的問題。

安全概念的要求：設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，以抵抗一切外荷載和作用，包括能夠承受恒載、活載、車船碰撞、地震等偶然荷載，還有地基的不均勻沉降、溫度變化等作用。針對各種荷載和作用進行詳細計算和驗算，滿足規(guī)范要求即可達到安全。

美觀概念的要求：建造在城市里或者風景區(qū)的一座大型橋梁往往成為標志性建筑。橋梁的美觀要求十分重要，既要記載歷史的文明又要展現(xiàn)現(xiàn)代的科技與進步，還要滿足大眾的審美要求，像南浦大橋、揚浦大橋、瀘浦大橋、虎門大橋、南京長江大橋、江陰長江大橋等一大批橋梁成為當?shù)氐南笳餍越ㄖ?。這些建筑造型是設(shè)計者智慧和力量的結(jié)晶。

經(jīng)濟性的概念：在社會主義市場經(jīng)濟的大環(huán)境下，追求最大效益，用最小的成本進行生產(chǎn)，實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益，不同的橋型方案有不同的單價指數(shù)。作為設(shè)計者應(yīng)該有經(jīng)濟意識，不能浪費國家的金錢，不能一味貪大求多，要用好國家的每一分錢。

技術(shù)先進體現(xiàn)在設(shè)計理論、設(shè)計手段、設(shè)計內(nèi)容、施工工藝、方法、科研管理上。橋梁建設(shè)不僅是修建一座橋，更重要的是促進橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，爭創(chuàng)世界一流的技術(shù)水平，一代又一代的橋梁建設(shè)者為此付出了畢生的精力。作為每一個橋梁人，要有遠大理想和抱負，采用先進的技術(shù)，建筑一流的橋梁。

3.優(yōu)化設(shè)計階段

在方案設(shè)計的基礎(chǔ)上針對不足進行完善或者補充，逐一落實基本要求，采用概念設(shè)計的評價方式，發(fā)現(xiàn)一些初步的問題，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計階段，補充完善相關(guān)內(nèi)容，著手準備下一階段施工圖設(shè)計。

施工圖設(shè)計是在方案設(shè)計的基礎(chǔ)上對推薦方案進行詳細的設(shè)計計算，繪制出施工圖紙，供施工使用。在畢業(yè)設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計階段，需要結(jié)合施工圖設(shè)計的要求進行詳細的計算。還特別注意結(jié)構(gòu)計算模式應(yīng)考慮施工方案，不同施工方案結(jié)構(gòu)的傳力、受力不同，不同的施工工藝使結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，計算內(nèi)容、模擬過程都不同。在施工圖設(shè)計中還需要考慮一些關(guān)鍵部位的詳細計算，分析了解關(guān)鍵部位，考慮施工工藝設(shè)計、難點問題。有能力的同學還可以進行專題研究?？紤]以上各項內(nèi)容對方案進行修改，進入設(shè)計實踐。

4.實踐論證設(shè)計

經(jīng)過討論，修改方案，按照預定目標進行設(shè)計計算，根據(jù)擬訂的方案、尺寸完成上部結(jié)構(gòu)的配筋設(shè)計、強度復核和變形、應(yīng)力、裂縫寬度驗算等相關(guān)內(nèi)容。具體來講，對預應(yīng)力混凝土T梁橋的設(shè)計計算應(yīng)包括如下步驟：

連續(xù)梁橋設(shè)計的主要內(nèi)容除了控制截面更多、需要考慮施工工藝、需要采用電算程序進行外，其他與預應(yīng)力混凝土T梁橋的設(shè)計計算內(nèi)容相同。當然具體計算時對學生的計算能力要求很高，需要用軟件進行計算；拱橋設(shè)計的主要內(nèi)容與連續(xù)梁橋設(shè)計的主要內(nèi)容相似，控制截面要考慮拱頂、拱腳、1/4L等多個控制截面，也要考慮施工方法。對于多孔拱橋，還要考慮連拱效應(yīng)，也要用電算程序才能實現(xiàn)，存在一定的難度；斜拉橋設(shè)計的主要內(nèi)容除了包括連續(xù)梁橋設(shè)計的內(nèi)容外，還要計算斜拉索的受力并進行調(diào)索計算。如果要準確計算的話，還要考慮材料和幾何非線性，計算有相當?shù)碾y度；懸索橋設(shè)計的主要內(nèi)容除了包括連續(xù)梁橋設(shè)計的內(nèi)容外，懸索橋主纜和吊桿的受力計算是重點、難點，與斜拉橋一樣，在全橋的承載力計算時要考慮材料和幾何非線性，對于本科學生有相當大的難度?？紤]到學生的實際情況，一般不建議做難度太大的橋梁。

5.再評價階段

對設(shè)計計算結(jié)果進行檢查評價，考慮到畢業(yè)設(shè)計時間緊，不安排做施工圖預算，不對經(jīng)濟指標評價。

如果各項驗算都滿足規(guī)范和相關(guān)標準的要求，說明適用、安全性是滿足的。關(guān)于美觀，仁者見仁，智者見智。一般而言，人們喜歡用輕巧、簡潔、高雅、大氣的作品。在這個階段，進一步評價技術(shù)的先進性問題，比較所采用的設(shè)計理論、設(shè)計手段、設(shè)計內(nèi)容以及推薦使用的施工工藝是否先進，這樣一些更新或改進都是創(chuàng)新。

三、結(jié)語

創(chuàng)新是以新思維、新發(fā)明和新設(shè)計為特征的一種概念化過程。創(chuàng)新是人類特有的認識能力和實踐能力，是人類主觀能動性的高級表現(xiàn)形式，是推動民族進步和社會發(fā)展的不竭動力。本文以橋梁工程畢業(yè)設(shè)計教學為平臺，“概念設(shè)計”為主線，以創(chuàng)新設(shè)計小組為榜樣，按照“概念”設(shè)計的要求，在畢業(yè)設(shè)計中進行“創(chuàng)新”教學的實踐，給老師和學生提出了更高的要求，需要老師打破常規(guī)教學模式，探索創(chuàng)新教學的模式，對創(chuàng)新教育的過程管理、質(zhì)量評價等問題需要進一步摸索；學生開展創(chuàng)新設(shè)計，表現(xiàn)出極高的學習興趣，如何將學習的動力化為行動，在失敗中總結(jié)經(jīng)驗，需要進一步探索。

參考文獻：

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吊橋工程設(shè)計范文4

[關(guān)鍵詞]船體結(jié)構(gòu) 設(shè)計 問題分析

中圖分類號：TM121.1.3 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）25-0035-01

一、大型集裝箱船的市場狀況

集裝箱船屬于布置型船舶，因箱位數(shù)大而取得明顯的經(jīng)濟效益。1990年代前，最大箱位數(shù)不超過4730TEU。1995年以來，大型集裝箱船得到了迅猛發(fā)展。目前10000TEU以上的超大型集裝箱船也已在國外開發(fā)成功。這種發(fā)展趨勢完全是適應(yīng)世界航運界的迫切需求。在環(huán)球的三大主要航線（太平洋航線，大西洋航線和東亞）歐洲航線）上絕大多數(shù)依賴超巴拿馬型集裝箱船，而國際集裝箱樞紐港也主要考慮接納超巴拿馬型集裝箱船。通過近幾年的技術(shù)改造和技術(shù)進步，過去認為集裝箱船大型化的障礙）））裝卸吊橋的跨距及主機功率已基本解決。船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、制造工藝和材料選用問題已具備必要的技術(shù)儲備。這樣，為大型集裝箱船的發(fā)展提供了廣闊的前景。

二、大型集裝箱船設(shè)計特點

（1）貨艙開口大。為了在貨艙內(nèi)多裝集裝箱，甲板開口/船寬達80%以上，甚至達到93.2%。船舷的縱向甲板條十分狹小，船體總強度問題十分突出。

（2）航速高。航速一般在24kn以上，從而增大水動力對船體的作用。特別是首部結(jié)構(gòu)，局部強度需認真校核。同時，大功率主機能誘發(fā)激振力，對防振設(shè)計提出更高要求。

（3）穩(wěn)性要求高。與普通貨船不同，滿載航行時為滿足穩(wěn)性要求往往需裝大量壓載水。

（4）艙口變形大。狹小的甲板縱向條，大大削弱了船體剛性，因此在船體結(jié)構(gòu)、艙口蓋及綁扎橋的設(shè)計上應(yīng)考慮大變形的影響。

（5）由于甲板開口大，艙口蓋的跨距比常規(guī)船大。同時承受較長的集裝箱載荷與船舶運動載荷，使艙口蓋設(shè)計難度增大。

三、大型集裝箱船結(jié)構(gòu)設(shè)計探討

3.1結(jié)構(gòu)布置

大型集裝箱船一般采用位于舷側(cè)的抗扭箱和連續(xù)有效的艙口縱向圍板以及雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)來保證總縱強度。在雙殼的上部和下部采用縱骨架。機艙和上層建筑一般布置在船中偏后的位置。機艙采用橫骨架較多，所以艙口圍板和縱艙壁等縱向光順過渡尤為重要。大型集裝箱船的橫艙壁通常分為水密艙壁和結(jié)構(gòu)艙壁。結(jié)構(gòu)艙壁起增加強度和作為導軌的支撐作用。大型集裝箱船通常設(shè)有擋浪板，起著保護甲板上集裝箱的作用。由于方形系數(shù)較小，兩端船型較為尖瘦。為在艙內(nèi)盡可能多布置集裝箱，需要設(shè)置很多平臺，并與相鄰結(jié)構(gòu)牢固連接。

3.2 總縱強度

由于開口極大，大型集裝箱船總縱強度成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的最主要問題。大型集裝箱船抗扭箱上部的板厚較厚，通常為50～60 mm，鋼級采用屈服限高達355 N/mm2，甚至390 N/mm2的高強度鋼。一般甲板板、舷頂列板、縱艙壁上列板、艙口圍板及舷頂抗扭箱內(nèi)的縱骨（扁鋼）采用相同的板厚。

在對橫剖面進行計算時，一般采用的中剖面模數(shù)比規(guī)范要求值適當增加，以滿足在垂向彎矩、水平彎矩及扭矩綜合作用下的強度。根據(jù)資料介紹，一般要給出5%的余量，但具體要根據(jù)應(yīng)力計算來復核。在中部0. 55l（l為甲板開口長度）開口范圍內(nèi)，剖面模數(shù)值可比規(guī)范要求值增加5%。而在開口前后端增大8% ～10%。如果船首有明顯外飄，船舶的波浪彎矩有所增大，則要求船體剖面模數(shù)作適當增加。

對于巴拿馬型集裝箱船，由于船寬受到限制，為保證最小穩(wěn)性高度的要求，在裝載狀態(tài)下需帶一定的壓載水。集裝箱船具有較小的方形系數(shù)，具有最大中拱靜水彎矩。船中雙層底內(nèi)的附加壓載水使設(shè)計的靜水彎矩明顯減小。對于超巴拿馬型集裝箱船，由于船寬不受限制，因而裝載狀態(tài)下附加壓載水可大大減少，靜水彎矩有所增加，總縱強度問題就更加突出。

3.3 箱形梁設(shè)計

上部橫向箱形梁可使艙內(nèi)及甲板上集裝箱由于船舶運動對甲板所產(chǎn)生的應(yīng)力控制在一定范圍內(nèi)，減少艙口變形。同時橫向箱形梁的剛性又能對艙壁垂向扶強材上部提供有效支持，以限制橫艙壁的變形。這種變形隨著船型的加大矛盾越顯突出，特別對9 000 TEU以上的船，其對導軌和綁扎要求更是一個挑戰(zhàn)。下部的縱向箱形梁能增加雙層底和雙殼結(jié)構(gòu)的連接剛性，同時又能提高抗扭剛度，從而能控制扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和艙口變形。對于大型集裝箱船，縱向箱形梁一般取集裝箱高度，其端部與橫艙壁下凳牢固相連。

3.4 扭轉(zhuǎn)強度

船體的扭轉(zhuǎn)剛性主要是與船體縱向抗扭箱（如雙層底，雙殼）及橫向抗扭箱（如雙層艙壁）有關(guān)，同時也與翹曲剛性及兩端部的約束有關(guān)。此外，由縱向及橫向甲板條所構(gòu)成的甲板結(jié)構(gòu)也能增加船體的扭轉(zhuǎn)剛性，但對于大開口集裝箱船而言，這個增加是次要的。

船體的翹曲剛性取決于機艙區(qū)域和首部封閉箱形結(jié)構(gòu)的翹曲約束的有效度。若機艙有足夠長度，且機艙上甲板開口不大，則能提供有效的翹曲約束。但對于首部船體結(jié)構(gòu)，其翹曲剛性通常比中部小，從而降低了翹曲約束的有效度。在首部區(qū)域設(shè)置有效的縱向箱形結(jié)構(gòu)，可對該區(qū)域的翹曲剛性進行某些補償。與首尖艙艙壁相鄰的開口外縱向甲板條的寬度加大，也可提高首部翹曲約束的有效度。

大型集裝箱船的扭轉(zhuǎn)強度計算是結(jié)構(gòu)分析的焦點。這主要是因為結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算較為復雜，涉及整船結(jié)構(gòu)設(shè)計。大型集裝箱船的強度校核需引進全船有限元分析，這不同于一般大型船舶的三艙段分析。

3.5 疲勞強度

由于大型集裝箱船在不同方向浪的作用下應(yīng)力變化較大，指南同時對大型集裝箱船的角隅疲勞強度分析提供了強制要求。特別是機艙前端的艙口角隅，其受到波浪彎矩和扭轉(zhuǎn)明顯，而且結(jié)構(gòu)在此處變化明顯。

船首的艙口角隅是又一個疲勞關(guān)鍵點。因此處由于線型變化，縱艙壁不連續(xù)，波浪彎矩較大。

3.6 其他應(yīng)注意的問題

大型集裝箱船的尾部振動主要包括尾部振動和機器處所的振動，各船級社發(fā)表了很多指導性文件，在設(shè)計時可以參考。另外首部上浪沖擊由于高航速也顯得突出，可以根據(jù)規(guī)范進行計算分析。

四、大型集裝箱船結(jié)構(gòu)制造探討

在船廠設(shè)施固定的情況下，要想提高單船利潤，必須加快造船周期，提高設(shè)施利用率。對于大型集裝箱船，因其尖瘦的線型和復雜的結(jié)構(gòu)給制造提出了新要求。

（1）縮短塢期是制造的首要問題。為此應(yīng)對船體結(jié)構(gòu)制造進行充分策劃，利用計算機模擬技術(shù)，對分段劃分和制造進行分析。對全船的大量分段進行焊接設(shè)計。對塢內(nèi)總段吊裝進行優(yōu)化，減少吊裝時間。

（2）大力推行分段階段的預舾裝和預涂裝。大型集裝箱船的壓載艙空間狹小，首尾過渡區(qū)域很多部位僅有1m寬，分段翻身后將很難進入施工，而且危險性極大。為此需要花大力氣對殼舾涂一體化進行設(shè)計。

（3）大型集裝箱船對船塢快速搭載也提出了挑戰(zhàn)。由于槽形艙壁是一個獨立區(qū)域，且不受線型影響，所以可將雙層底和艙壁作為兩個獨立的總段先行制造，最后將舷側(cè)分段靠上后總組。

（4）對關(guān)鍵對準連接節(jié)點進行監(jiān)控。大型集裝箱船與油船和散貨船相比，高應(yīng)力區(qū)多而復雜。

（5）大型集裝箱船另一個突出問題就是關(guān)鍵疲勞節(jié)點的施工質(zhì)量問題。典型的如艙口圍板的前端終止點、縱向艙口圍板開孔等。

參考文獻