橋梁工程設計實例及智能建模分析 課件 第1章 橋梁工程設計教學導論

橋梁工程設計實例及智能建模分析（第1版）

橋梁工程設計教學導論橋梁智能設計軟件及建模簡介鋼筋混泥土空心板橋結構設計鋼筋混凝土簡支T梁橋結構設計第一章第二章第三章第四章橋梁工程設計實例及智能建模分析預應力混凝土簡支T梁橋設計預應力混凝土簡支箱梁橋設計預應力混凝土簡支T梁橋智能設計第六章第七章第八章第五章預應力混凝土空心板橋結構設計第九章預應力混凝土簡支箱梁橋智能設計橋梁工程設計實例及智能建模分析斜拉橋智能設計懸索橋智能設計第十一章第十二章第十章鋼管混凝土拱橋智能設計橋梁工程設計實例及智能建模分析

第1章

橋梁工程設計教學導論

學習目標

橋梁工程設計教學一般包括橋梁工程課程設計和畢業設計。橋梁工程課程設計主要涉及鋼筋混凝土空心板梁和鋼筋混凝土簡支T梁設計等內容;橋梁工程畢業設計內容主要涉及預應力混凝土空心板梁、預應力混凝土T梁、預應力混凝土箱梁等內容。在人工計算的基礎上,本教材根據不同橋型特點選擇用橋梁智能設計軟件建模分析預應力混凝土T梁、箱梁和鋼管混凝土拱橋、斜拉橋及懸索橋,達到使讀者掌握理論與實際結合進行橋梁設計,同時提升橋梁智能設計能力的目的。

1.1橋梁工程設計內容

橋梁工程設計總體包括橋梁結構布置、構件截面尺寸估選、設計計算、根據構造要求確定參數以及結構施工圖的繪制等,在教學中以課程設計和畢業設計的形式具體體現。1.1.1課程設計計算

橋梁課程設計的內容一般為:①橋梁截面形式及截面尺寸的擬定;②正截面強度計算;③斜截面抗剪強度計算;④斜截面抗彎強度驗算;⑤應力驗算;⑥裂縫最大寬度驗算;⑦變形(撓度)驗算。第一章橋梁工程設計教學導論

1.1.2畢業設計計算

橋梁畢業設計的內容主要涉及預應力混凝土梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋的設計計算。其中預應力混凝土梁橋設計計算內容為:①主梁的構造布置和材料選擇;②預應力鋼筋的估算和布置;③預應力鋼筋的預應力損失計算及有效預應力計算;④預應力混凝土受彎構件的應力計算;⑤預應力混凝土受彎構件的強度計算;第一章橋梁工程設計教學導論

⑥預應力混凝土的抗裂性驗算;⑦端部錨固區計算;⑧變形(撓度)計算。本書以預應力混凝土簡支T梁和箱梁橋為例,分別采用Midas/Civil智能設計軟件和橋梁博士智能設計軟件進行建模計算。

拱橋、斜拉橋、懸索橋多用于大跨徑且多為多次超靜定結構,這三種橋型均采用Midas/Civil軟件進行計算。Midas/Civil軟件和橋梁博士軟件建模計算一般分為前處理和后處理兩個部分,前處理主要包含定義材料和截面、建立節點、建立單元、定義邊界條件、定義荷載工況、輸入荷載;而后處理主要包括分析計算和查看及導出計算結果。通過分析橋梁智能軟件計算的結果,可以輔助橋梁設計,也可以為橋梁健康檢測提供分析依據。第一章橋梁工程設計教學導論

⑥預應力混凝土的抗裂性驗算;⑦端部錨固區計算;⑧變形(撓度)計算。本書以預應力混凝土簡支T梁和箱梁橋為例,分別采用Midas/Civil智能設計軟件和橋梁博士智能設計軟件進行建模計算。

拱橋、斜拉橋、懸索橋多用于大跨徑且多為多次超靜定結構,這三種橋型均采用Midas/Civil軟件進行計算。Midas/Civil軟件和橋梁博士軟件建模計算一般分為前處理和后處理兩個部分,前處理主要包含定義材料和截面、建立節點、建立單元、定義邊界條件、定義荷載工況、輸入荷載;而后處理主要包括分析計算和查看及導出計算結果。通過分析橋梁智能軟件計算的結果,可以輔助橋梁設計,也可以為橋梁健康檢測提供分析依據。第一章橋梁工程設計教學導論

⑥預應力混凝土的抗裂性驗算;⑦端部錨固區計算;⑧變形(撓度)計算。本書以預應力混凝土簡支T梁和箱梁橋為例,分別采用Midas/Civil智能設計軟件和橋梁博士智能設計軟件進行建模計算。

拱橋、斜拉橋、懸索橋多用于大跨徑且多為多次超靜定結構,這三種橋型均采用Midas/Civil軟件進行計算。Midas/Civil軟件和橋梁博士軟件建模計算一般分為前處理和后處理兩個部分,前處理主要包含定義材料和截面、建立節點、建立單元、定義邊界條件、定義荷載工況、輸入荷載;而后處理主要包括分析計算和查看及導出計算結果。通過分析橋梁智能軟件計算的結果,可以輔助橋梁設計,也可以為橋梁健康檢測提供分析依據。第一章橋梁工程設計教學導論

第一章橋梁工程設計教學導論1.2課程設計和畢業設計目的及作用

橋梁工程相關專業課程設計和畢業設計是高等學校教學過程中一個重要的綜合性教學實踐環節,也是實現本科培養目標要求的重要階段。課程設計是結合橋梁工程課程教學過程設置的,目的是加強學生對橋梁設計的理解和應用;畢業設計是學生在完成全部課程學習以后,按照教學大綱的要求,在教師指導下獨立完成的一項工程設計。通過課程設計和畢業設計,學生能綜合運用和鞏固已學的基礎知識與專業知識,培養自身分析問題與解決問題的能力。對于學生來說,課程設計和畢業設計是學習深化、知識拓展、綜合訓練的重要過程,是學習、研究與實踐成果的全面總結,是綜合素質與工程實踐能力培養效果的全面檢驗,是課程和畢業乃至學位資格認定的重要依據。

第一章橋梁工程設計教學導論

橋梁工程相關專業課程設計和畢業設計不僅是道路與橋梁工程專業學生必須掌握的核心技能,也是橋梁工程建設中的重要一環,對于學習者的主要作用體現在以下幾個方面:(1)鞏固與運用橋梁理論的基本概念和專業知識。(2)查閱并使用各種規范、規程和專業參考資料的能力。(3)感知工程設計意識,提高概念設計的能力。(4)熟悉設計步驟并實踐相關設計內容。(5)提高設計計算能力和施工圖識繪的表達能力。(6)探索主動思考,通過主動辨析解決工程實踐問題的能力。(7)提升語言表達能力和團隊合作精神。

第一章橋梁工程設計教學導論1.3課程設計和畢業設計基本要求

課程設計和畢業設計要按正規的程序來進行。課程設計和畢業設計由指導教師編制設計任務書,其主要內容包括設計構思、方案論證、計算分析、繪制工程圖、編制設計說明書和計算書等。學生的設計題目可以直接來自工程建設或科研項目的實際課題,也可以是有某工程背景的模擬課題。但是,不論是哪種課題,都應該有明確的教學要求;不論是做哪種課題,都應該要求學生以嚴謹、勤奮、求實、創新的良好學風完成整個課程設計或畢業設計工作。

第一章橋梁工程設計教學導論

課程設計和畢業設計均要求學生具備理論聯系實際的專業綜合能力,且設計過程中的各個階段、每個環節都有著各自的特點和要求。要做好這兩項設計應做到以下幾點:1)內容科學、態度嚴謹、表達規范

課程設計和畢業設計與其他工程設計、產品設計一樣,包括設計方案、圖紙及其解釋說明資料,都是一種技術性文件。技術性文件要求內容科學、態度嚴謹、表達規范,必須確切地表達事物的本質特征,以及這一事物和其他事物的區別性。這就要求繪圖準確、清晰,敘述客觀、合理,避免絕對化。

第一章橋梁工程設計教學導論2)語言精確、簡潔、清晰、樸實

課程設計和畢業設計中自然語言符號系統和人工語言符號系統(技術性術語圖表、公式等假定性符號)結合使用,以便更精確地表達所反映的事物及其規律,既要闡明事物定性的確切性,又要表達出事物數量上的差異性,切忌語言形容夸張和含糊其詞。3)處理好詳略關系

設計說明書在處理詳寫與略寫的關系上與其他文體截然不同。對設計所依據的原理可以略寫,在理論方面也不必發揮,而對于設計所涉及的技術方面的問題,如方案的選擇與論證,應詳細寫清楚;對于計算要極為慎重,對工程中的一些細節也不可忽視。

第一章橋梁工程設計教學導論1.4課程設計和畢業設計前期準備1)下達任務書

課程設計任務書和畢業設計任務書是向學生下達設計任務的文件,一般由指導教師制定,經教研室和系審批后發給學生。其內容一般包括:①設計題目;②院、系、專業名稱,學生姓名、學號,指導教師姓名以及進行設計的時間、地點;③設計的目的和要求;④設計的主要內容,包括研究專題及技術要求等;⑤設計的原始數據及應收集的基本資料;⑥說明書應該論述的內容及應該完成圖紙的名稱、規格和數量;⑦主要參考資料等。

第一章橋梁工程設計教學導論2)擬定進度計劃

課程設計和畢業設計開始前,由指導教師擬定詳細的設計進度計劃表。進度計劃表內容包括起止日期、周次、各設計階段的詳細任務、工作內容要求、完成時間及占工作量的百分比等。3)了解設計意圖

學生接到設計任務書之后要認真閱讀教師編寫的設計任務書和指導書,了解整個設計的目的、意圖、設計依據、設計標準、設計內容和基本要求。一個好的設計,除技術先進外,還要經濟合理,符合國家規定的建設方針和技術政策。

第一章橋梁工程設計教學導論4)資料準備

課程設計或畢業設計的資料準備,主要通過調查研究、查閱中外文獻和采集網絡信息資料,以及參加專業實習兩個渠道進行。一方面在進入專業課學習時,就要根據自己興趣、愛好、特長以及客觀條件,考慮自己課程設計或畢業設計的選題方向,有目的、有計劃地查閱與選題方向有關的文獻資料,進行一般目標上的資料收集;另一方面在參加生產實習及畢業實習的過程中搜集專業資料。

第一章橋梁工程設計教學導論1.5課程設計和畢業設計能力培養和選題原則1.5.1能力培養

土木工程專業本科橋梁工程方向課程設計的時間一般為1周,畢業設計的時間一般為12~16周。設計因學科類型、指導教師不同,要求學生在兩種設計中所完成的內容也不盡相同。對于土木工程專業橋梁工程方向的學生來說,要想在這么短的時間內完成工程各階段的規劃、設計工作是不可能的。教師只能選擇對某一階段的某些重點內容下達課程設計或畢業設計任務,并通過其他手段和措施使學生了解和掌握設計的全過程,既要適應教學需要,又不能完全按實際工程設計的工作階段和深度要求學生。因此,課程設計或畢業設計作為培養學生創新精神和實踐能力的一次較為系統的訓練,應注重以下幾方面能力的培養。

第一章橋梁工程設計教學導論(1)調查研究、查閱和應用中外文獻及采集網絡信息資料的能力。(2)理論分析、運用所學知識進行綜合分析、比較,構思設計方案的能力。(3)設計、計算及制圖的能力。(4)計算機專業軟件的應用及數據處理的能力。(5)綜合分析、凝練創新、編制設計說明書的能力。(6)外語閱讀與翻譯的能力。

第一章橋梁工程設計教學導論1.5.2選題原則

課程設計和畢業設計首先要進行課題選擇、編制設計任務書。這個環節工作的好壞直接影響著整個設計的進度和質量。設計選題應遵循的基本原則如下:1)專業性原則

選擇要符合專業培養目標,有利于學生的綜合訓練和各種能力的培養,緊跟時代科技發展,力求有利于鞏固、深化學生所學的知識;有利于培養學生的獨立工作能力和創新能力;有利于使學生得到較全面的專業基本訓練和科研工作能力的培養。

第一章橋梁工程設計教學導論2)實踐性原則

設計的選題應盡可能結合生產實踐、社會實踐和科研實踐,鼓勵學院與科研院所、大型企事業研發和生產單位聯合擬定選題,促進產、學、研的結合,增加課程的應用價值,有條件的可采取校內外聯合指導的方式。3)創新性原則

設計的選題應突出創新性,充分發揮學生的專長和創造潛能,要結合學科創新、技術創新和具體產品創新,注重新技術、新理論、新方法的運用