一、选题依据及意义

1. 选题依据

随着时代的进步,人类的日常需求也变得更加多样化,因此,修筑公共基础设施,如道路、桥梁,以满足当今社会的需求,已经变得至关重要。桥梁的修筑,既可以横穿河流、海峡、山谷、道路等地形,也可以将两岸的联系紧密,同时也能够抵御外界的威胁,从而促进社会的进步。桥梁不仅仅是一种用于运输的建筑,它还具有多种不同的形态和美感。它们常常被视为一个地区的标志,代表着这个地方的特色。自1978年改革开放以来,中华民族的交通基础设施取得了长足的进步,其中,桥梁建设尤其突出,它们不仅连接两地,而且极大地减少了交通拥堵,极大地提高了交流效率,使人们能够更加便捷地穿梭于城乡之中,同时还有利于促进地区的繁荣昌盛。

2.选题意义

这座位于湖北省荆州松滋的桥梁的修缮,不仅使得沙道观与松滋市区的交界处的水上运输变得更加顺畅,而且还能够联通荆州市，为当地的经济、文化等领域提供良好的沟通渠道,为当地的社会发展、提升居民的物质福祉、提升精神层次做出了重要贡献。

二、国内外研究的现状简介与分析

国内研究现状：

自1978年改革开放至今，中国公路工程建设获得巨大突破，其中大型桥梁更是不可忽视。尤其在过去几十年里,中国大型桥梁的建造获得了巨大突破,一大批具有创意、精湛、安全可靠、具有较强科学性等优点的大型桥梁陆续投入使用，使中国在世界上处于领跑地位。[1]

但在桥梁设计方面仍存在不足：

（1）道桥设计的安全性是至关重要的,任何不规范的设计、不当的施工方式和计算失误都可能导致道桥坍塌。因此,在设计时必须认真负责,确保桥梁的安全性,避免出现坍塌的情况。

（2）虽然每个建筑物的寿命可能比较长,比如说道路,但是它们的可靠性和稳定性却受到严重的影响。然而,由于缺乏科学的技术支撑,很多人把这些问题放到心里,比如说道路的耐久性,而这些问题又常常被人们所忽略,从而导致潜在的安全风险。因此,我们应该重新审视和评估建筑的可靠性,确保它们的正常运行,同时要定期进行检查和评估,确保它们的可靠性和稳定性,从而保证它们的长期可靠运行。由于潜藏的危险性,一旦受到外力的影响,可能会突然出现,从而导致大量的交通事故,令人不禁反省。

国外研究现状：

目前,国际上,当桥的长度小于15m时,通常使用钢筋混凝土桥;而当桥的长度超过25-40m时,通常使用结构化的桥梁,如预弯的预应力桥。自50年代德国首次使用平衡悬臂技术来修建114.2m长的Worms桥之后,混凝土桥已经被广泛应用到更长的桥梁中。巴拉圭Asuncion桥,一座拥有270m长的巨型混凝土桥,在全球享有盛誉。

国外设计桥梁主要考虑

1.考虑桥梁的生态和环保设计,如考虑采用绿色建筑材料,减少施工过程中的环境污染,以及优化桥梁结构,使其在满足使用要求的同时,能够更好地融入自然环境。2.注重创新和智能化设计,利用先进的计算机技术和数字化技术,提高设计的精度和效率。例如,采用人工智能和大数据分析技术,对桥梁的结构性能进行预测和评估,以提高桥梁的安全性和耐久性。3.强调可持续性和可适应性设计,即考虑桥梁在不同自然条件和环境下的适应性和可持续性。

分析：

桥梁的发展已经证实,简支梁桥依然是一种广泛使用的桥形。这种桥的特点之一,即一个桥墩可以承受多个桥墩,而且比传统的桥墩更加灵活。此外,这种桥的建造过程不需要使用任何技术,只需要进行一定的安全措施。因此,这种桥通常被称为静定体系。静定体系具有极佳的抗震性能,可以有效抵御恶劣的地质条件,尤其适用于建设稳定的桥梁;它的抗拉强度可以得到有效的控制,即使遇到外界因素,如气候变化、土壤流动、施工压力等,也能够有效抵抗,从而保证建筑物的稳定性。通过研究,我们发现,在当前的情况下,采用新的方法来改进桥梁的结构,可以更好地满足当前的要求。

三、研究的主要内容及创新点

主要内容：

（1）简支梁的受力特点及其分析

（2）简支梁桥的基本组成及其分析

（3）基于，，，条件下的简支梁桥桥面板设计（含桥面铺装）

（4）桥台断面及其他参数设计

（5）锥坡尺寸及其他参数设计

（6）桥墩平面设计、立面及其剖面设计

（7）桥墩承载力设计与计算；

（8）承台断面设计及其抗冲切计算

（9）桥基（桩基）平面布置及断面参数设计

（10）单桩竖向承载力验算

预应力简支T梁桥结构内力设计计算。设计内容如下：

①桥面板内力计算：计算T梁翼板所构成的铰接悬臂板和悬臂板的设计内力。

②主梁内力计算：计算各主梁的荷载横向分布系数；

计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力；

进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。

③横隔梁内力计算（可选）；

④Midas Civil软件建模及验算。

设计所需要的信息如下：

1）桥梁跨径：70m

2）主梁信息：

主梁5片，均设置5道横隔梁，高度1.00m。

①主梁梁肋间距（即主梁宽度）：

②所有跨径两侧人行道宽均为1.00m。

③主梁高度：普通梁高与跨度之比，约为1/11～1/13。本次课程设计规定主梁高度取为1.6m。

④梁肋厚度：一般为200mm～400mm，梁肋最小构造厚度为140mm。可取180mm-350mm。

⑤桥面板厚度：悬臂根部≥梁高×1/10，悬臂端部≥10cm（现浇≥14cm）。

⑥桥面横坡：桥面横坡为2.0%，采用铺设不等厚的三角垫层（中间部位厚度为20cm）。

3）设计荷载 ：公路-Ⅱ级; 人群荷载：3.0KN/m2

4）结构重要性系数： 1.1；结构基础频率：8Hz。

5）材料：（1）钢筋，主梁主受力钢筋采用HRB335，其它采用HPB235/300。

（2）混凝土及其技术指标见表2，T形主梁、栏杆、人行道，混凝土采用C40或C50

6）设计依据：

1.混凝土结构设计规范（GB50010-2016）

2.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2018）

7）计算方法：杠杆原理法、偏心压力法和极限状态设计法等方法均可。

8）桥面铺装：5cm沥青砼桥面铺装（容重23kN/m3）+3cm沥青防水层（容重21kN/m3），人行道和栏杆自重线密度按照单侧6kN/m。

9）结构跨中截面惯性距：Ic=0.4m4，挠度增大系数=1.38。

10）使用bim软件进行建模

创新点：

将bim运用到实际的桥梁设计之中,以此来加强设计者与施工方的关联性,减少双方关于桥梁构造方面的误解。随着技术的发展,传统的设计过程已经不再适用,因为它需要将设计者的想法转化为三维图纸,并且施工方必须通过图纸进行还原,这样就容易产生误解,甚至会导致施工错误,从而需要重新进行设计,并且存在安全隐患。另外,设计者也无法凭借自己的智慧和创造力来完成复杂的三维结构设计。

四、研究方法及工作进度

研究方法包括理论分析、数值模拟和实验研究。首先，通过理论分析了解既有桥梁的性能演变规律和影响因素；其次，运用数值模拟软件（如，，，，）方法对不同类型桥梁在,,,,条件下的强度与变形进行动态模拟，为实际检测和评估提供一定的参考；最后，通过实验研究验证维护加固技术的可行性和有效性。

第一阶段（2023年10月11日——2023年10月25日）：确定设计选题及其方向；

第二阶段（2023年10月28日——2023年11月5日）：学习任务书的相关设计要求，回顾《桥梁工程》、《混凝土设计原理》等基本课程内容；

第三阶段（2023年11月8日——2023年11月18日）：查阅文献，完成开题报告初稿；

第四阶段（2023年11月21日——2023年11月24日）：与导师讨论并修改开题报告，将其上传至毕业论文系统；

第五阶段（2023年12月1日——2023年12月7日）：拟定毕业论文的主体内容，撰写毕业论文大纲并与导师讨论相关细节；

第六阶段（2023年12月9日——2023年12月12日）：确定论文各章节的撰写内容，开始着手图纸（或图集）的收集工作；

第七阶段（2023年12月14日——2023年12月30日）：回顾BIM建模步骤，开始使用Revit进行桥梁三维模型的制作；

第八阶段（2024年1月4日——2024年1月15日）：修改模型相关参数，调整模型比例；利用Revit导出全套A3桥梁施工图纸；

第九阶段（2024年1月18日——2024年2月4日）：与导师讨论后，反复修改图纸；

第十阶段（2024年2月17日——2024年2月27日）：拟定论文初稿；

第十一阶段（2024年3月1日——2024年3月4日）：修改论文初稿，拟定二稿；

第十二阶段（2024年3月5日——2024年3月12日）：修改论文二稿，与导师讨论；

第十三阶段（2024年3月14日——2024年3月16日）：论文定稿，打印论文等资料；

第十四阶段（2024年3月17日——2024年3月20日）：学习答辩流程，制作答辩PPT；

第十五阶段（2024年3月21日——2024年3月23日）：进行预答辩，修改答辩PPT；

第十六阶段（2024年4月1日——2024年4月7日）：整理与归档相关毕业资料、刻盘；