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大學生橋樑設計方案

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作爲一個土木學子,我們的目標是成爲一名優秀的土木工程師,因此我們想通過參加這樣的一次結構設計大賽,提前感受下“工程師”的滋味。我們設計並製作了這座模型橋。這座橋,我們採用了懸索與斜拉結合的方式固定,使橋身更具有力度感。橋樑設計的基本要求有:安全可靠,適用耐久,經濟合理,美觀。橋樑設計的基本原則
   橋樑是鐵路、公路或城市道路的重要組成部分,特別是大、中橋樑的建設對當地政治、經濟、國防等都具有重要意義。因此,公路橋樑應根據所在公路的作用、性質和將來發展的需要,除應符合技術先進、安全可靠、適用耐久、經濟合理的要求外,還應按照美觀和有利環保的原則進行設計,並考慮因地制宜、就地取材、便於施工和養護等因素。
   1.安全可靠
   (1)所設計的橋樑結構在強度、穩定和耐久性方面應有足夠的安全儲備。
   (2)防撞欄杆應具有足夠的高度和強度,人與車流之間應設防護欄,防止車輛撞人人行道或撞壞欄杆而落到橋下。
   (3)對於交通繁忙的橋樑,應設計好照明設施,並有明確的交通標誌,兩端引橋坡度不宜太陡,以避免發生車輛碰撞等引起的車禍。
   (4)對於河牀易變遷的河道,應設計好導流設施,防止橋樑基礎底部被過度沖刷;對於通行大噸位船舶的河道,除按規定加大橋孔跨徑外,必要時設置防撞構築物等。
   (5)對修建在地震區的橋樑,應按抗震要求採取防震措施;對於大跨柔性橋樑,尚應考慮風振效應。
   2.適用耐久
   (1)橋面寬度能滿足當前以及今後規劃年限內的交通流量(包括行人通道)。
   (2)橋樑結構在通過設計荷載時不出現過大的變形和過寬的裂縫。
   (3)橋跨結構的下方要有利於泄洪、通航(跨河橋)或車輛(立交橋)和行人的通行(早橋)。
   (4)橋樑的兩端要便於車輛的進入和疏散,而不致產生交通堵塞現象等。
   (5)考慮綜合利用,方便各種管線(水、電氣、通信等)的搭載。
   3.經濟合理
   (1)橋樑設計應遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原則。
   (2)經濟的橋型應該是造價和養護費用綜合最省的橋型。設計中應充分考慮維修的方便和維修費用少,維修時儘可能不中斷交通,或使中斷交通的時間最短。
   (3)所選擇的橋位應是地質、水文條件好,並使橋樑長度較短。
   (4)橋樑應考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置,以促進該地區的經濟發展,產生最大的效益。對於過橋收費的橋樑就能吸引更多的車輛通過,達到儘快回收投資的目的。
   4.技術先進
   在因地制宜的前提下,橋樑設計應儘可能採用成熟的新結構、新設備、新材料和新工藝。在注意認真學習國內外的先進技術、充分利用最新科學技術成就的同時,努力創新,淘汰和摒棄原來落後和不合理的設計思想。只有這樣才能更好地貫徹適用、經濟、安全、美觀的原則,提高我國的橋樑建設水平,趕上和超過世界先進水平。 5.曼觀
   一座橋樑應具有優美的外形,而且這種外形從任何角度看都應該是優美的。結構佈置必須簡練,並在空間上有和諧的比例。橋型應與周圍環境相協調,城市橋樑和遊覽區的橋樑,可較多地考慮建築藝術上的要求。合理的結構佈局和輪廓是橋樑美觀的主要因素,另外,施工質量對橋樑美觀也有很大影響。
   6.環境保護和可持續發展
   橋樑設計應考慮環境保護和可持續發展的要求。從橋位選擇、橋跨佈置、基礎方案、墩身外形、上部結構施工方法、施工組織設計等全面考慮環境要求,採取必要的工程控制措施,並建立環境監測保護體系,將不利影響減至最小。
目錄一、設計說明書............................................................................................................................. 4 1 方案構思.................................................................................................................................... 4 1.1作品名................................................................................................................................. 4 1.2造型..................................................................................................................................... 4 2 結構選型.................................................................................................................................... 4 2.1設計準則............................................................................................................................. 4 2.2整體選型............................................................................................................................. 4 3 材料試驗.................................................................................................................................... 4 4 結構設計.................................................................................................................................... 5 4.1結構整體佈置圖................................................................................................................. 5 4.2構件尺寸詳細設計............................................................................................................. 5 4.3構造(節點)設計圖......................................................................................................... 5 4.4 模型三維效果圖................................................................................................................ 8 5 特色處理.................................................................................................................................... 8 6 製作工藝.................................................................................................................................... 9 二、模型計算書............................................................................................................................. 4 7 計算模型.................................................................................................................................... 9 7.1模型簡化............................................................................................................................. 9 7.2荷載模擬............................................................................................................................. 9 8 內力分析.................................................................................................................................... 9 8.1靜力荷載工況下的結構內力............................................................................................. 9 8.2移動荷載工況下的結構內力............................................................................................. 9 8.3結構動力響應分析............................................................................................................. 9 9 構件驗算.................................................................................................................................... 9 9.1材料參數............................................................................................................................. 9 9 承載力估算............................................................................................................................. 10 參考文獻...................................................................................................................................... 10
一、 設計說明書

大學生橋樑設計方案


1 方案構思

1.1作品名
我們的作品取名“索知橋”,是因爲橋是連接兩個地區的工具,我們想借此去探索未知領域,不斷超越。

1.2造型

我們採用懸索與斜拉結合的方式,再結合用三角形狀固定,增加橋樑的穩定性。

2 結構選型

2.1設計準則

結構設計的基本準則是:使結構具有足夠的承載能力安全儲備和充分的剛度,以保證建築在施工期和使用期內的安全。橋樑結構結構設計準則是在結構設計基本準則的基礎上,結合橋樑結構的特點,要做到安全可靠,適用可靠,經濟合理,美觀。

2.2整體選型

懸索與斜拉結合,同時下方用三角固定。

3材料試驗

我們在做第一個模型的過程中,發現了很多的問題,包括節點的連接、杆件的長度裁剪應注意的地方,並將心得記下。爲以後的設計提供參考。

3.1材料力學性能指標

表1-3-1.230克白卡紙彈性模量表


名稱種類
層數
彈性模量(MPa)

230克白卡紙
1
56.9

2
148.2

其他未知
3.2模型稱重



3.2模型的模擬加載試驗

爲了對模型的最大水平加載做到心中有數,我們將自己所做的第一個模型用啞鈴和繩子模擬進行了加載試驗,結果還算令人滿意。

4 結構設計

4.1結構整體佈置圖



4.2構件尺寸詳細設計

橋寬160mm,橋長1200mm,橋塔高210mm.
4.3構造(節點)設計圖 ……



4.4 模型三維效果圖……



5 特色處理……
橋墩處用鑽孔的方法連接,增加穩定性。同時下方採用三角的方式進行固定,增強力度感。

6 製作工藝……



二、 模型計算書


7計算模型

7.1模型簡化

由於計算機模擬分析模型的侷限性,我們未對計算模型進行了簡化和假定,

以下略。

7.2荷載模擬

由於缺少材料的許多參數,我們不能準確的分析出模型的受力特性,故只能定性的得出結論。從而比較得出哪根杆件受軸力、剪力最大,那個地方受彎矩最大。進而對結構進行優化。……

8 內力分析

8.1豎向靜力荷載工況下的結構內力


8.2水平荷載工況下的結構內力……


8.3結構加載合作用分析……

9 材料參數……

6*6的木條;2*6的木條,薄木板


10 承載力估算

對於橋樑承重,重點在橋樑的薄弱點上,比如是倆橋墩之間的地方,最容易斷裂。因此處應重點加固。

參考文獻

[1]孫訓芳,方孝淑,關來泰編.­­材料力學(Ⅰ、Ⅱ). 北京:高等教育出版社,20XX.8

[2]哈工大理論力學教研室 編.理論力學(Ⅰ、Ⅱ). 高等教育出版社,20XX.2

[3]蘇彥江,趙建昌主編.鋼結構設計原理. 北京:中國鐵道出版社,20XX

[4]eler著.畢繼紅譯.結構分析. 電子工業出版社,20XX.11

[5]陳寶勝編著.建築結構選型(增訂版). 同濟大學出版社,20XX.8