1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1 前言

我国幅员辽阔，人口众多，物产丰富，有着纵横全国的山脉还有江河。特别是在江浙沪地区，水网密布，为了满足社会主义工业，农业，国防的现代化发展需求，需要建设大量公路，铁路和桥梁。对我们新一代的桥梁领域的新人提出了光荣而艰巨的任务。我们应该秉承历史，开拓创新，去续写21世纪中国桥梁建设新的历史。

2 课题由来

本次毕业设计课题是金港大道至扬中快速通道夹江四桥设计-第六联。作为镇江重要的组成部分，扬中与镇江市区、新区等地联系十分密切，交通需求量巨大，并且对通行时效性和舒适性的要求也越来越高。但长期以来，扬中与镇江市区之间只能依赖交通流量较大的老省道238，通行效率不高。据市交通运输局局长丁锋介绍，尽管金港大道（至新区段）已顺利实施，但这条路至县道大姚线后，只能重新利用一桥与扬中进行联系，它的快速通道优势并未充分发挥。扬中市往西出行仍然存在夹江一桥这一瓶颈，扬中市区与金港大道的衔接十分不便。于是，便提出了夹江四桥这一建设需求。

3 中国现代桥梁的发展历史

新中国诞生后，面对美国的经济封锁和制裁，向苏联学习是我们唯一的选择。在桥工程领域我们也派出了许多留学生赴苏联学习他们的预应力混凝土和钢桥技术。在苏联专家的帮助下，铁道部筹建了山海关、丰台、宝鸡和株州桥梁厂。交通部组建了北京的公路规划设计院、西安的第一设计院和武汉的第二设计院以及从事施工的公路一局和二局。各省的交通厅也都建立起公路桥梁的设计和施工队伍。

1952年政府决定建设第一座长江大桥#8212;#8212;武汉长江大桥，使天堑变通途。为此专门设立了铁道部大桥工程局和铁道部科学研究院，全面学习研究苏联在钢桥疲惫、焊接、振动，以及桥梁上下结构设计、制造和施工等方面的科学技术。中国第一片预应力混凝土也在丰台桥梁厂基地研究试制，并于1956年首先在东陇海线新沂河铁路桥上建成了跨度为23.9米的预应力混凝土简支梁，迈出了重要的一步。第一座20米跨度的京周公路桥也同时建成。 1957年武汉长江大桥建成通车，它是五十年代中国桥梁的一座里程碑，也是中苏友好的结晶，为中国现代桥梁工程技术和第二座南京长江大桥的兴建以及桥梁深水基础工程的发展奠定了基础。

1964年建成的南宁邕江大桥是我国第一座按苏联闭口薄壁构件理论设计的主跨55米的钢筋混凝土悬臂箱梁桥，具有非凡的意义。 六十年代建造主跨50米的第一座预应力混凝土T型钢构桥#8212;#8212;河南五陵卫河桥，主跨124米的广西柳州桥以及主跨144米的福州乌龙江桥。

到了八十年代，中国进入了改革开放的新时期，经济开始复苏。六十年代已传入中国的一种新型的现代斜拉桥的信息终于在七十年代初于四川、上海和山东同时开始修建实验桥，其中四川云阳汤溪河桥于1975年2月首先建成，是中国第一座主跨为75.84米的斜拉桥。由于当时国内尚无平行钢丝拉索的产品，该桥采用钢芯缆索制成斜拉索，而另一座主跨54米的上海新五桥则用粗钢筋为拉索。

1980年建成的四川三台涪江桥，主跨已达128米，斜拉索采用24Φ5高强度钢丝组成，外涂沥青后缠包玻璃丝布，待全桥完成后再用三层环氧树脂缠绕三层玻璃丝布防腐，工艺十分繁复，是早期斜拉桥采用的拉索防腐系统。

八十年代，在拱桥方面出现了两种新型的结构#8212;#8212;钢管混凝土拱以及无风撑的下承式系杆拱桥。前者以四川旺苍东河桥，和广东高明桥为代表；后者则以芜湖元泽桥和广东惠州水门大桥为代表。无风撑拱圈的侧向稳定性由吊杆的非保向力效应保证，反映出国际的新潮流。

九十年代时，1991年开工的上海杨浦大桥是第一次攀登。主跨602米的结合梁斜拉桥在1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现名列第三。它是中国大跨度桥梁的又一里程碑，标志着中国正在走向世界桥梁强国之列。

跨江、跨河等大跨度桥梁的建设将会是21世纪桥梁工程的发展主流。比如2004年的上海长江隧桥工程，该工程是交通部确定的国家重点公路建设规划中上海至西安线的重要组成部分。工程起自浦东五号沟，与郊区环线相接，经长兴岛，止于祟明陈家镇，全长约25.5公里。其中，以隧道方式穿越长江南港水域，长约8.9公里；以桥梁方式跨越长江北港水域，长约10.3公里；长兴岛和崇明岛接线道路共长约6.3公里。

中国桥梁在古代是基本上保持在领先水平，近代虽然筑桥技术远远落后于发达国家，但在新中国成立后，我们奋起直追，五十年的时间赶上世界先进水平。虽然我国桥梁建造在设计上还不够新颖，在管理上还不够科学，但相信通过不断的努力，桥梁技术会更加先进，应用会更加广泛。

4 我国桥梁未来发展趋势

针对未来桥梁工程施技术的发展趋势，根据相关行业的了解和研究，我发现未来面临的问题是桥梁施工技术的突破，以及未来桥梁建设的发展管理。为了使我国未来更好的发展针对发展趋势分析了一下几点：

　　4.1 实现现在化科技管理

　　未来在我国桥梁工程施工技术的发展方向上，必将迎来现代化科技管理的实现，目前桥梁技术发展不断复杂化，对施工要求不断的提高，各项技术不断更新不断提升，对相应的桥梁工程建设管理工作也提出了新的要求，管理传统化已经不能适应新型技术和新型设备的工作管理要求，在未来桥梁工程施工过程中一定要运用新技术管理模式来进行管理，为实现桥梁建设管理现代化而努力。

　　4.2 创新加固技术方法

　　在新的形势下，要想提高桥梁工程建设的质量，就要不断的更新加固技术的方法。在桥梁工程的建设中，桥梁的施工质量是第一位的，它决定了桥梁投入使用的时间长度，以及桥梁所承受的最高载重量，相信未来桥梁工程施工建设人员也会不断的向着这个方向发展。笔者对其技术发展趋势将出现新的方法进行深入研究。新科技技术下，可以通过改变桥梁的结构体系，来进行改变桥梁的承受能力。应用新的混凝土技术，即喷射混凝土技术来对实施工程进行加固，这项技术利用了相应的科学理念，对混凝土硬度进行了改变，这样就加固了桥梁的承受能力，提升了桥梁的整体载重量。材料技术的创新，利用最新型的材料，例如碳布纤维作预应力筋，这种材料和之前有的材料很大不同，它极度抗腐蚀，并且具有较轻重量的优点，弥补了传统材料上的缺点。

　　4.3施工技术智能化

　　新形势下，桥梁建设发展不断的进步，其施工技术也发生了巨大的变化，智能化技术是未来桥梁建设发展的方向。这种技术会带给桥梁施工过程更加简单、快捷、方便的操作，在未来时期它将在人们的生活中发挥着重要的作用，这也是桥梁工程建设研究人员的发展目标，实现智能化建设，提高智能化技术。未来的智能化技术不仅仅是在桥梁建设的建设中，还要在管理过程中，安全预警管理中等桥梁建设内部提高智能化。桥梁施工技术未来智能化已经不能阻挡，这将是未来桥梁建设的引领技术发展的方向。

　　4.4 施工技术的节能化

　　新时期情况下，我国更加注重了环境的保护，为了发展绿色工程建设就必须寻求新的发展技术。施工技术节能化已经开始实施，节能环保倡导逐步深入，相关行业也越来越看重未来绿色技术的革新，相信未来绿色发展将是科技研发的趋向。目前随着现在桥梁施工材料、施工技术、施工工艺等方面的节能型研发不断扩大，桥梁施工技术和相关操作也慢慢实现节能化发展趋势，科学技术的支持位节能发展提供了有利的生产土壤。近年来，我国对于桥梁施工技术的节能研发。

5 总结

总的来讲，桥梁建设的基本目标是安全,实用,经济,美观。围绕这一基本目标,桥梁技术的发展应表现在:桥梁具有较大的跨越能力和承载能力,车辆能安全运行于桥上并使旅客有舒适感;讲究经济效益,力图降低造价;结构优美并考虑其与周围环境的协调。

21 世纪建成的新型大桥在实现桥梁的基本功能之外，更体现着科学技术的进步，桥梁技术的发展。

6 参考文献

[1] 项海帆. 《21世纪世界桥梁工程的展望》；土木工程学报，2000.6

[2] 程进. 《2004年桥梁的发展》；2004年工程学科的重大进展，第9期，2004

[3] 李佰岩，张维琪. 《中国桥梁发展浅析》，林业科技情报，2007

[4] 中华人民共和国交通部《中国桥谱》，北京外文出版社

[5] 李亚东. 《桥梁工程概论》（第二版）

[6] 姚玲森. 《桥梁工程》（第二版），人民交通出版社

[7] 刘效尧，赵立成，张继尧．公路桥涵设计手册#8212;梁桥(下册)[M]．北京：人民交通出版社，2000

[8] 张树仁，郑绍珪，黄侨，鲍卫刚．钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理[M]．北京：人民交通出版社，2004

[9] 李国平. 《预应力混凝土结构设计原理》，人民交通出版社

[10] 徐岳 等．公路桥涵设计丛书#8212;预应力混凝土连续梁桥设计[M]．北京：人民交通出版社，2000

[11] 张树仁，黄侨. 《结构设计原理》，人民交通出版社

[12] 盛洪飞. 《桥梁墩台与基础工程》.人民交通出版社，2006

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[14] 崔亚斌. 《桥梁工程分析及程序系统》.北京：人民交通出版社，2010

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[16] 郑小爽. 《桥梁工程结构中的负剪力滞效应》.北京：人民交通出版社，2014

[17] 周水兴，向中富．桥梁工程[M]．重庆：重庆大学出版社，2001

[18] 马尔立．公路桥梁墩台设计与施工[M]．北京：人民交通出版社，1999

方 案 比 选

一、工程概况

该项目起自金港大道与大姚线相交处，沿着金港大道走向向东延伸约1km折转向东北，通过夹江四桥横跨长江夹江，跨过夹江后继续向东北，绕过在建厂房，穿过华扬新村四区，顺接外环南路已建路段，路线全长6.036km。本次设计为第六联长度为158（38 40*3）米。

二、设计标准

公路等级：双向六车道一级公路；设计行车速度：80km/h；设计基准期：100年；安全等级：一级；荷载等级：公路一I级；设计洪水频率：大、中、小桥及涵洞等小型构造物1/100；桥面宽度：双幅34.5m；桥梁横坡：2%；设计基本地震动加速度峰值：0.1g，抗震设防类别为B类；桥梁工程场地类别：Ⅳ类场地。

三、工程地质情况

场地地貌为长江三角洲冲积平原地貌，类型较简单。地形平坦开阔，地面起伏不大，土层分布相对稳定，层底坡度不大，软土及液化土发育，场地及地基稳定性一般。场区20m以浅分布的第四系全新统饱和砂土主要为砂夹粉质黏土及粉、细砂，经判别，均属可液化土层，液化等级轻微。场区位于新华夏系第二隆起带与淮阳山字型东翼宁镇反射弧及秦岭东西向复杂构造带复合地带，地层发育齐全，岩浆活动频繁。扬中区属于湿润型气候，年平均降雨量为1062.4毫米。

四、方案比选

考虑预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土刚构桥两种。

考虑到与前后联的协调性，桥跨布置选择为44m 70m 44m ，采用连续梁体系，由于支点负弯矩的卸载作用大大降低跨中弯矩，从而降低截面高度，节省材料，增大跨度，节省支座。另外连续梁上伸缩缝少，汽车行驶舒适。但是连续梁体系对温度变支点沉降很敏感。

1 主梁主要截面尺寸图：

主梁支座处截面

主梁跨中截面

2 桥面车道尺寸拟定

桥梁标准宽度34.5m，为双向六车道，采用双幅截面设计，即双箱截面。单幅桥面宽16m，采用单箱单室截面形式。外边设0.5m防撞护栏理面，中间为2.5 m宽的分隔带。箱梁顶板预采用钢筋混凝土，顶板翼缘外悬4 m，两侧腹板采用斜腹板形式。考虑到布置横向钢筋和预应力钢筋的需要，箱梁顶板取28cm,底板于根部取40cm,跨中25cm,中间线性变化；翼缘外沿18cm，根部40cm。腹板与底板连接处做成30cm#215;30cm的承托，顶板和腹板连接处做成40cm#215;120cm的承托。

本设计拟采用实体重力式桥墩。拟取定：顺桥向墩帽宽50cm,墩底150cm。侧坡拟采用20:1；横桥向墩帽宽100cm 墩底20cm。侧坡拟采用20:1。

方案一：预应力混凝土连续梁桥

预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本次设计将混凝土箱梁用盆式橡胶支座与墩柱连接。这样的好处就是便于养护，施工方便快捷，施工难度低，技术成熟，拟定采用悬臂浇筑法。

方案二：预应力混凝土连续T型刚构桥

T型刚构桥的设计思路是在梁体弯矩为0处设计断开，中部支座与梁体固结，这样的好处是，中部墩柱参与弯矩的分配，使梁体支座处承受弯矩能力增加，从而增加桥梁跨度。

方案比较：

方案综合比较表
方案	方案一	方案二
造价	较低	较低
结构耐久性	一般，属于超静定结构，温差等因素容易造成次内力。	良好，静定结构比较稳定
适用性	较好，修缮较方便	一般，牛腿处容易损坏，容易造成道路不平，跳车等现象
施工难易程度	采用悬臂浇筑，对通航影响较小，施工难度容易	施工方法类似
美观程度	好	较好
抗震性能	良好	一般

综合上述，选择方案一，预应力混凝土变截面箱梁。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1 研究的问题

本课题主要研究的是混凝土连续箱梁结构设计的问题。建设应符合四项指标：经济，适用，安全，美观。因为方案是金港大道至扬中快速通道夹江四桥设计-第六联，所以桥梁应当除了考虑安全适用的问题，结构美观，施工节能也应当着重考虑。跨河桥梁可以推动两岸地区的经济发展，所以本次设计将是我们新一代桥梁工程建设者第一次参与的比较实质的社会工作。

预应力钢筋混凝土结构是本次设计的主体，结构设计的内容包括：主梁尺寸设计，支座设计，盖梁设计，预应力筋设计，墩柱设计，以及桩基础设计。我认为，桩基础设计和主梁设计是本次设计的关键。在结构设计时要充分考虑地形条件的影响。了解桥梁受力特性对本次设计尤为重要。由于场地地貌为长江三角洲冲积平原地貌，类型较简单。地形平坦开阔，地面起伏不大，土层分布相对稳定，层底坡度不大，软土及液化土发育，场地及地基稳定性一般。场区20m以浅分布的第四系全新统饱和砂土主要为砂夹粉质黏土及粉、细砂，经判别，均属可液化土层，液化等级轻微。场区位于新华夏系第二隆起带与淮阳山字型东翼宁镇反射弧及秦岭东西向复杂构造带复合地带，地层发育齐全，岩浆活动频繁，所以，抗震设计也非常关键。

总结有以下几点内容：

（1）方案的拟定

（2）主梁梁体尺寸的设计

（3）墩柱，盖梁尺寸设计

（4）基础及桩长设计

（5）抗震设计

（6）桥面及上部结构

（7）工程量的计算及施工方案拟定

2 研究的途径

前期准备：收集相关资料，查阅中外文献、请教老师和同学讨论。学习、掌握预应力钢筋混凝土梁体结构的受力特点、钢筋混凝土构件的一般设计过程、钢筋混凝土构件设计注意要点等内容，并且学习使用迈达斯、AutoCAD软件；

针对地质报告选择不同的设计方案确保结构的安全性，建立迈达斯模型，通过改变预应力钢筋基础荷载的大小和方向等参数，了解在不同条件下钢筋混凝土结构的内力特点。

对迈达斯软件运算的结果进行分析，得出关于钢筋混凝土框架的内力特点的结论。选择最优方案进行计算。

进行桥梁设计设计，运用AutoCAD等绘图软件，绘制施工图。

起讫日期	设计（论文）各阶段工作内容	备 注
第1-2周（2.20-3.5）	方案比选；确定初步设计方案；	2.0周
第3周（3.6-3.12）	恒载、活载计算	1.0周
第4-5周（3.13-3.26）	内力及温度、支座等次内力计算	2.0周
第6周（3.27-4.2）	内力组合	1.0周
第7-8周（4.3-4.16）	预应力筋的计算及预应力损失分析	2.0周
第9-10周（4.17-4.30） （期中检查）	各种荷载状况下的相关结构验算	2.0周
第11-12周（5.1-5.14）	墩台基础的初步设计	2.0周
第13-15周（5.15-6.4）	计算书撰写、施工图绘制	3.0周
第16周（6.5-6.14）	评阅、答辩，评定成绩	1.0周