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吊桥工程设计范文1
关键词：钢箱梁，支架 ， 检算，设计
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
中图分类号： S605+.2文献标识码：A 文章编号
1工程概况
1.1工程概况
巴中市麻柳湾大桥，全桥长431.63m，桥面宽度28m。桥梁基础采用桩基础，引桥下部结构为圆柱式结构，主桥下部结构为花瓶墩。主桥为55m+90m+55m变截面连续钢混组合箱梁。
1.2地质情况
地层岩性桥址段分布第四系全新冲洪积（Q4dl+p）卵石土、粉质土黏土、粉砂土、坡洪积Q4dl+p）松软粉质黏土、粉土，坡残积（Q4dl+p））粉质土、第四系中更新统冰水沉积、上更新统冰水堆积、冲洪积层（Q2fgl）卵石土，下伏基岩为侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）泥岩夹砂岩。
2支架设计
2.1支架系统布置
支架系统横桥向共设置6排临时支墩，外侧两排采用φ1.4mC30钢筋混凝土圆柱作吊装系统支撑；其余四排采用φ820×δ10mm螺旋钢管作梁底支撑；支墩间距5.5m、7×3m、5.5m。钢筋混凝土支墩纵向共设置17排；钢管支墩纵桥向共设置15排，均按等间距15m布置。支墩上搭设工字钢和贝雷梁形成支撑平台，龙门吊作吊装设备。
2.2支架结构设计
2.2.1支架基础
支架采用就地浇筑钢筋砼承台作基础；部分覆盖较厚砂卵石土且有水区域采用冲击钻孔灌水下砼成桩作支架基础。承台通过钻孔置筋锚固在基岩上；钻孔桩基嵌岩3～4m。
承台设计为240×240×200cmC30钢筋砼；钻孔桩桩径为1.5m。测量放样基础位置，用手风钻在岩层上打孔，每个基础钻孔100个，孔深2m。在孔眼内置入长3m的φ28钢筋，并用专业锚固药包锚入岩层。钢管立柱下承台顶面预埋一块100×100×2cm钢板预埋件用于连结固定钢管。
2.2.2临时支墩
砼临时支墩柱身侧面预埋钢板并在其上加焊缀板。钢管临时支墩焊接固定于预埋件上，对应砼支墩侧面预埋件高度两侧焊缀板，用于焊接立柱间横向联结系。
2.2.3工字钢横梁
横桥向各排临时墩顶安装一组工字钢横梁。工字钢横梁由4根长36m的I50a工字钢并排焊拼组成。工字钢接头处满焊并在焊缝两侧加焊两块60×45×2cm钢板加强。立柱间采用双[20a槽钢作水平连接和斜支撑。
2.2.4贝雷梁
砼临时墩顶横梁上分别布置3组2排单层普通型贝雷梁。对应钢箱梁底每一道腹板下布置1组3排单层普通型贝雷梁。在龙门吊走行轨道下贝雷梁上按0.5m间距布置I28a工字钢分配梁，以支撑龙门吊走行钢轨。
3支架受力检算
主要计算参数：最重梁段98784.5kg，一台龙门吊自重100t，跨度32m。走行轨道自重60kg/m。贝雷片，长3m，单片重300kg。
3.1龙门吊走行轨道下纵梁检算
3.1.1龙门吊支反力计算
吊点距龙门吊一侧立柱距离最小时为最不利荷载位置。箱梁底宽4.25m，则最小距离为2.125m。则：立柱支反力：F1=[987.8/2×（32-2.125）]/32=461.1KN；轨道支反力：F2=（461.1+1000/2）/2=480.6KN。
3.1.2：纵向贝雷梁检算
吊装走行时，荷载最不利有两种情况：其一，当两台龙门吊相邻支腿同时行至跨中时；其二,当两台龙门吊相邻支腿行至距贝雷梁支点距离最小时。龙门吊集中荷载F=480.6KN；贝雷梁自重荷载G=6KN/m；工字钢分配梁自重荷载：g=2.6KN/m；走行轨道自重荷载：m=0.6KN/m。则纵梁承受荷载：集中力F=468.25KN，均布荷载Q=9.2KN/m。按3跨连续梁计算，受力简图如下：
荷载最不利情况1：
荷载最不利情况2：
采用有限元软件分析计算：最大弯矩-1912 KN•m；最大剪力1018KN;最大支反力1422.4KN。
贝雷梁参数：E=2.1×105Mpa；I=250500cm4；六排单层不加强贝雷梁容许值：[M]=4492.8KN•m；[Q]=1397.8KN。计入1.2的安全系数。
Mmax=1912×1.2=2294.4N•m
3.2梁底支撑纵梁检算
荷载最不利时受力简图如下所示：
最大梁段荷载Q1=987.8KN，贝雷梁自重Q2=3KN/m，则贝雷梁承受荷载：集中力F=987.8/2=493.9KN，均布荷载q=3KN/m。
采用有限元软件分析计算：最大弯矩-1247.2 KN•m，最大剪力539.4KN，最大支反力714KN。
3排单层不加强贝雷梁容许值：[M]=2246.4 KN•m；[Q]=698.9KN。计入1.2的安全系数。
Mmax=1247.2×1.2=1496.6N•m
3.3工字钢横梁检算
纵向贝雷梁检算中最大支反力为714KN。I50a工字钢自重荷载3.7KN/m。按五跨连续梁计算，其受力简图如下：
采用有限元软件分析计算：最大弯矩-787.2 KN•m，最大剪力723.8KN，最大支反力1094.2KN。
Q235钢容许应力：[σ]=158Mpa，[τ]=98Mpa；I50a工字钢参数：W=1860cm3，A=119cm2。计入1.2的安全系数。
σ=M/4W=787.2×1.2×103/（4×1860）=127Mpa
3.4钢管支墩检算
3.4.1钢管支墩稳定承载力检算
由以上计算结果知横向工字钢最大支反力为1094.2KN。φ820×δ10mm螺旋钢管参数：截面积A=254.5cm2 ；惯性矩I=208728.2cm4；单位重199.8kg/m。Q235钢容许应力：[σ]=158Mpa；立柱平均高度H=12m，计入1.2的安全系数，则:
σ=N/A=[（1094200+1998×12）×1.2]/25450=44Mpa
3.4.2钢管支墩抗流水压力计算
根据水文资料，设计流速：V=2.7m/s，阻水面积A=0.82×12=9.84m2，圆柱形状系数K=0.8 ，水重力密度γ=10KN/m3 。则流水压力标准值：Fw=KA（γV2/2g）=0.8×9.84×（10×2.72/2×9.8）=29.3KN。合力作用点位于设计水位线下0.3倍水深处，则钢管立柱弯矩：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结束语
吊桥工程设计范文2
关键词：公路桥梁；工程造价；基础资料；工程量
工程造价编制一般步骤和工作内容可概括为拟定工作方案，确定编制原则；熟悉掌握计价定额内容和使用范围，工程量计算规则和计算方法，取费用项目和标准；在熟悉设施图表资料和文字说明、结合现场调查、做好核对工程量基础上正确提取工程量；了解施工方案和施工计划中内容，确定先进合理、安全可靠施工方法；进行工程造价和各种价格、费用分析和累计计算，复核及审核，最后编写编制说明和成稿装订.
1 施工预算中如何剥离和提取工程量
我国公路建设工程设计图纸的编制办法，是设计人员在完成设计图纸同时已进行计算.编制工程造价前造价工程师进行熟悉设计图纸和对工程量核对工作.施工计价关键是如何从设计图纸中提取工程量.桥梁工程计价较繁琐，又是占造价文件篇幅最多一项，近年来桥梁设计及施工技术地不断发展，新结构、新材料、新工艺广泛应用，增加工程造价计价难度.
1.1 辅助工程量确定
主体工程包括桥梁基础、下部和上部工程.设计图纸已给定，按照定额要求容易确定计价各项工程量.
辅助工程如属于基础工程部分，有挖基、围堰、排水、工作平台、护筒、泥浆船及其循环系统等；属于上下部工程，有拱盔、支架、吊装设备、提升模架、施工电梯等；与基础和上下部工程都有关联如混凝土构件运输、预制场及其设施、拌和站、蒸汽养生设施等.这些辅助工程的计价数量，除挖基外都要根据建设项目实际情况和施工组织设计要求并参考以往成功经验来取定，设计图纸上是不反映可塑性较大，对工程造价有极其重要影响.因此正确取定各项计价工程量有着十分重要意义.
1.2 提取工程量顺序
桥涵工程计价项目比较多，工程量计算和提取难度也大.按照通常施工顺序提取工程量比较准确和迅速.按照挖基基础下部工程上部工程顺序及相应辅助工程顺序进行使工作程序系统化，最大程度避免漏项或重复错误.
2 桥梁各分部工程提取工程量方法
2.1 开挖基坑
基坑开挖按土方、石方、深度、干处或湿处等不同情况分别统计其数量并结合施工期内河床水位高低，合理确定围堰数量，基坑排水台班消耗标准及必须采取技术安全措施等；了解挖基废方远运处理、原有地形地貌修复及河道疏通等情况.需按照确定其计价数量，将所需费用计入工程造价内.
2.2 基础工程
砌石基础按片石、块石分别进行统计汇总，编制预算时注意划分砂浆标号，设计标号与定额规定不同应进行抽换；若设计图纸上只有砌体则考虑基础外缘和分层砌筑等因素，分别按80%片石及20%块石计价.
编制混凝土基础预算时按不同标号和是否掺用片石分别进行统计汇总，若设计标号与定额规定不同也要进行抽换.
钻孔灌注桩基础施工工艺比较复杂，计算工程量要结合实际情况和实施性施工组织设计进行，注意以下几点：
根据现场地质情况选定钻孔机具的型号，根据实际不同土层厚度对应定额中8种钻孔土质选用定额和确定相应辅助工程量.当在水中采用围堰筑岛填心进行钻孔施工时按灌注村外缘3.0m宽左右确定围堰及筑岛填心工程量.计算埋设护筒数量时视同为“干处”计价.在干处埋设护筒按每个护筒长2.0m或按设计数量计算；水中埋设钢护筒可按设计数量计算并按规定计算回收金额.
若在水中进行钻孔时计列灌注桩工作平台，泥浆船及循环系统.钻孔土质定额分为8种并按不同桩径和钻孔深度划分为多项定额标准.按照地质钻探资料，对照定额土质种类规定确定其钻孔工程量.钻孔计量单位是以米计，故钻孔深度以地表面与设计桩底深度为准.当在水中采用围堰筑岛填心施工时以围堰顶面与设计桩底深度为准.钻孔废渣若需远运处理时根据弃置平均运距另行计价.
一般1座墩台的灌注桩基础若只有2根时不设置承台，而设计为系梁按承台定额计价.当在陆地进行承台或系梁施工时按实际计算挖基数量及其排水和废方远运处理.浇注水下混凝土工程量按设计桩径断面乘设计桩长计算，不得将扩孔用量计入工程量.若混凝土拌和需设置拌和船时取定并计算其费用.
2.3 下部工程
编制预算时按照分部分项工程逐一提取工程量分别进行计价.墩台计价工程量为墩台身及翼墙、墩台帽、拱座、盖梁及耳背墙、桥台等二层以下帽石区分片石和块石，以及砂浆和混凝土不同标号，台背及锥坡内的填土夯实也需分别计价；墩台砌石工程数量，若施工设计图纸上未具体划分片石、块石时台身可按75%片石、25#块石墩身可按60#片石、40#块石，取定其工程量；凡墩、台、墩镶面、拱石、帽石、栏杆等采用浆砌混凝土预制块编制时预制块数量以设计砌体乘以0.92系数作为预制块计价依据.
2.4 上部工程
桥梁上部构造工程，通常将其划分为行车道、桥面铺装和人行道3个部分，有砌石、现浇混凝土、预制安装混凝土构件、钢桁加和钢索吊桥等不同结构形式.在提取上部构造的计价工程量时按车行道桥面铺装人行道顺序进行，可避免重复和遗漏.
预制及安装结构主体工程，桥梁多采用预制安装混凝土结构.编制预算时应剥离工程有预制、安装和运输以构件设计体积为准，构件平均运距应根据施工组织设计确定；钢筋、钢绞线或高强钢丝、现浇接缝混凝土、泄水管、支座、伸缩缝均以施工图设计资料为准.若吊装设备使用期超过定额规定4个月时按施工的计划期调整设备摊销费.设备计划使用期包括由设备库与施工现场往返运输和安装前试拼，与完工拆除后清理、修整、油漆所需人全部时间；预制人行道、缘石、栏杆柱及栏杆扶手等小型构件工程量按设计构件体积增计场内运输和操作损耗1%.
预制及安装结构辅助工程， 很多预算人员在编制桥梁上部预算时单价总是偏低，如C50混凝土T梁，正常单价为900元/m3左右，实际编出却是600元/ m3单价怎么都上不去.主要是没有弄清楚辅助工程项目.
2.5钢筋工程
钢筋工程都是与混凝土分开计量，按分部分项工程要求和I、II级钢筋，分别提取工程量.钢筋应以共设计长度所计算理论质量为准，施工焊接和下料等操作损耗，已计入定额内，不得计入钢筋工程量内；钢绞线和高强钢丝工程量为锚固长度和工作长度质量之和；现浇墩、台、塔高度大于钢筋一般定尺长度，需分节浇筑接长钢筋时所需的塔接长度数量
3结束语
通过实践，只要熟悉和掌握设计图纸，指出充分利用计价定额资料、施工组织设计以及计算和提取工程量程序和方法，桥梁工程预算就变得由难而易，进而准确掌握桥梁工程造价.
吊桥工程设计范文3
关键词：创新教学；毕业设计；概念设计
作者简介：刘小燕（1963-），女，湖南益阳人，长沙理工大学土木与建筑学院，教授；涂光亚（1974-），男，湖南汉寿人，长沙理工大学土木与建筑学院，副教授。（湖南长沙410114）
基金项目：本文系湖南省教育厅高等学校教学改革重点项目的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）14-0107-02
工程学科以培养工程师为首要目标。工程设计是工程师工程实践的一项重要内容，它是追求将科学知识转化为技术，创造一个世界上原本不存在的事物，是一种超越存在和创造存在的活动。工程师的核心是创造。纵观人类发展的历史，创新是人类文明进步、社会发展的源动力，也是一个民族技术进步、经济发展的源泉，更是一个国家国民经济可持续发展的基础。高等教育在土木工程人才培养目标中，倡导培养德、智、体全面发展，掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程师基本训练，具有创新精神的高级工程技术人才，体现了党和国家对培养创新人才的高度重视。尤其是在社会主义经济大发展人才竞争十分激烈的时期，培养创新型人才更是高等学校的一个重要任务。为此，在毕业设计教学环节中，针对土木工程专业桥梁工程方向学生开展创新能力培养的教学研究，挑选6～8名学业优秀、有兴趣的学生成立创新设计小组，8名骨干老师组成创新设计指导小组，提倡自主设计、创新设计的实践教学模式，改变以往被动设计、模仿设计的教学模式，培养学生主动获取知识和运用知识的能力、独立思维和创新思维能力，探索一种融综合知识、培养能力、提高素质为一体的具有时代气息的人才培养模式。提倡一种创新的理念，追求一种创新的境界，实现一种前所未有的价值，打破一种惯性的思维，探索创新人才的培养模式。
一、创新思维与创新设计的认识
“创新”在辞海中的解释有三个：一是更新的意思，二是创造新的东西，三是改变的意思。思维的创造性是在科学发明、技术革新、文艺创作等活动中所特有的思维过程，也是学习、实践过程中必不可少的心理因素。它既具有一般思维的特性，又不同于一般思维：它往往与创新性活动联系在一起；它是思维与想象的统一；它具有潜在性，表现形式往往带有突发性，通常称为“灵感”或“顿悟”（这种“灵感”或“顿悟”实际是长期苦心思索的结果）；它是多种思维的综合表现。对于桥梁工程而言，世界上不存在完全一模一样的地形地质条件，因此也就不会有一模一样的桥，每一座桥都需要设计，桥梁设计者必须要有创新性思维。
创新性思维不同于一般的思维活动，培养创新性思维应从以下几个方面着手：
创造性思维是多种思维的综合，要求知识结构既专又博，在博的基础上求专，在专的基础上求博。围绕这个特点，在毕业设计教学活动中除了加强专业基础知识训练外，还在扩大学生视野、开阔学生思维方面开展教学活动，通过讲、练、评等教学实践，让学生多看、多思、多做，在看中学，在做中思考。
创造性思维既带有突发性又带有潜在性。“灵感”和“顿悟”来自于平时的积累和教师启迪。“灵感”和“顿悟”反映一种质变，质变是通过量变积累后才能得到的。在毕业设计创新设计小组的活动中，通过比较、研讨、案例分析，激活学生的“灵感”和“顿悟”，擦出创新的火花。
创新思维与创新活动联系在一起。只有创新思维活动而没有实现创新意识的实践不能完成创新活动。为了很好地实现创新思维，在教学过程中应大胆让学生进行创新实践。“设计”过程原本就是先“假设”，按照假设的尺寸去“计算”，如果能够满足规范的各项要求，即被认为假设合适，方案可行。否则，重新“假设”，按照新的假设再去计算，直到满足规范的要求为止。
创新设计是指抛开目的，设计一个前所未有、与已有设计完全不同的方案。世界上的桥梁没有一座是完全相同的。桥梁设计自始至终是一种创新设计，在每一个环节都贯穿了创新的理念。
二、创新性实践与创新的评价
设计的过程是先构思，然后反复计算的过程。构思就是一种创新活动，它受许多条件的约束和影响。但对于仅有桥梁工程基本知识、只接受过桥梁工程基本训练的本科学生，要独立完成这样的创新活动存在很大的难度和挑战性，必须确立创新设计目标和实现目标的措施。经过创新设计指导小组研究讨论，以“跳起来可以摘到桃子”为目标，制订桥梁设计的“创新”目标，同通过方案设计―初步评价―优化设计―实践验证―再评价的指导策略，在过程指导中强化“概念”设计，重视设计实践，集体研讨开展评价，开展毕业设计的创新设计实践教学。
1.方案设计
桥梁结构基本体系总体来讲分为五大类，它们分别是梁式桥、拱式桥、T型刚构桥、悬吊桥、组合体系。桥梁设计一般是围绕着这五大类基本形式进行设计或者及其组合。根据地质、水文、交通功能、政治经济文化等各方面的要求，选择满足功能要求（适用）、安全、美观（尤其在经济发达地区和旅游胜地）、造价相对低廉、技术先进的桥梁型式。按照桥梁方案设计这样一种基本原则，组织1～2次专题讲座，请设计院的设计人员和资深教授讲课，一方面介绍各种不同体系桥梁的设计特点、方案设计时需要解决的问题；另一方面以成功的案例为背景，从五个方面（适应、安全、美观、经济、技术先进）逐一评价方案的优劣，通过讲座开阔学生的思路和视野，指导老师还可根据学生的实际情况制订相应的设计目标，针对设计的基本内容、步骤、可能的问题进行指导。在这个阶段，注意向学生传达一种设计思路和设计程序的概念。
2.初步评价
长期以来，桥梁设计由于利用软件、手册、程序化的设计模式等工具，桥梁计算过程变得简单，也因此缺乏更高层次的思考，到了设计单位后往往也因为赶任务而没有时间思考。在毕业设计方案的初步评价环节，提出概念设计，建立一种新的基于概念的思维模式，使设计者不仅要有这些基本概念，还要知道为什么要设定这些概念，究其源的过程是概念强化和提升的过程，是工程设计的基础。在对学生设计的方案进行评价时应该从适用、安全、经济、美观、技术先进五个方面进行评价。
适用概念的要求：首先是能够满足通车、行人、自来水运送、电力通信等方面的基本要求，称为适用性要求。但是桥梁设计不仅满足通行等基本要求，还有长期使用和运营维护、维修加固的问题。
安全概念的要求：设计的桥梁结构在设计使用年限内具有足够的强度、刚度、稳定性，以抵抗一切外荷载和作用，包括能够承受恒载、活载、车船碰撞、地震等偶然荷载，还有地基的不均匀沉降、温度变化等作用。针对各种荷载和作用进行详细计算和验算，满足规范要求即可达到安全。
美观概念的要求：建造在城市里或者风景区的一座大型桥梁往往成为标志性建筑。桥梁的美观要求十分重要，既要记载历史的文明又要展现现代的科技与进步，还要满足大众的审美要求，像南浦大桥、扬浦大桥、泸浦大桥、虎门大桥、南京长江大桥、江阴长江大桥等一大批桥梁成为当地的象征性建筑物。这些建筑造型是设计者智慧和力量的结晶。
经济性的概念：在社会主义市场经济的大环境下，追求最大效益，用最小的成本进行生产，实现最大的经济效益，不同的桥型方案有不同的单价指数。作为设计者应该有经济意识，不能浪费国家的金钱，不能一味贪大求多，要用好国家的每一分钱。
技术先进体现在设计理论、设计手段、设计内容、施工工艺、方法、科研管理上。桥梁建设不仅是修建一座桥，更重要的是促进桥梁建设事业的发展，争创世界一流的技术水平，一代又一代的桥梁建设者为此付出了毕生的精力。作为每一个桥梁人，要有远大理想和抱负，采用先进的技术，建筑一流的桥梁。
3.优化设计阶段
在方案设计的基础上针对不足进行完善或者补充，逐一落实基本要求，采用概念设计的评价方式，发现一些初步的问题，经过优化设计阶段，补充完善相关内容，着手准备下一阶段施工图设计。
施工图设计是在方案设计的基础上对推荐方案进行详细的设计计算，绘制出施工图纸，供施工使用。在毕业设计的优化设计阶段，需要结合施工图设计的要求进行详细的计算。还特别注意结构计算模式应考虑施工方案，不同施工方案结构的传力、受力不同，不同的施工工艺使结构体系转换，计算内容、模拟过程都不同。在施工图设计中还需要考虑一些关键部位的详细计算，分析了解关键部位，考虑施工工艺设计、难点问题。有能力的同学还可以进行专题研究。考虑以上各项内容对方案进行修改，进入设计实践。
4.实践论证设计
经过讨论，修改方案，按照预定目标进行设计计算，根据拟订的方案、尺寸完成上部结构的配筋设计、强度复核和变形、应力、裂缝宽度验算等相关内容。具体来讲，对预应力混凝土T梁桥的设计计算应包括如下步骤：
连续梁桥设计的主要内容除了控制截面更多、需要考虑施工工艺、需要采用电算程序进行外，其他与预应力混凝土T梁桥的设计计算内容相同。当然具体计算时对学生的计算能力要求很高，需要用软件进行计算；拱桥设计的主要内容与连续梁桥设计的主要内容相似，控制截面要考虑拱顶、拱脚、1/4L等多个控制截面，也要考虑施工方法。对于多孔拱桥，还要考虑连拱效应，也要用电算程序才能实现，存在一定的难度；斜拉桥设计的主要内容除了包括连续梁桥设计的内容外，还要计算斜拉索的受力并进行调索计算。如果要准确计算的话，还要考虑材料和几何非线性，计算有相当的难度；悬索桥设计的主要内容除了包括连续梁桥设计的内容外，悬索桥主缆和吊杆的受力计算是重点、难点，与斜拉桥一样，在全桥的承载力计算时要考虑材料和几何非线性，对于本科学生有相当大的难度。考虑到学生的实际情况，一般不建议做难度太大的桥梁。
5.再评价阶段
对设计计算结果进行检查评价，考虑到毕业设计时间紧，不安排做施工图预算，不对经济指标评价。
如果各项验算都满足规范和相关标准的要求，说明适用、安全性是满足的。关于美观，仁者见仁，智者见智。一般而言，人们喜欢用轻巧、简洁、高雅、大气的作品。在这个阶段，进一步评价技术的先进性问题，比较所采用的设计理论、设计手段、设计内容以及推荐使用的施工工艺是否先进，这样一些更新或改进都是创新。
三、结语
创新是以新思维、新发明和新设计为特征的一种概念化过程。创新是人类特有的认识能力和实践能力，是人类主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。本文以桥梁工程毕业设计教学为平台，“概念设计”为主线，以创新设计小组为榜样，按照“概念”设计的要求，在毕业设计中进行“创新”教学的实践，给老师和学生提出了更高的要求，需要老师打破常规教学模式，探索创新教学的模式，对创新教育的过程管理、质量评价等问题需要进一步摸索；学生开展创新设计，表现出极高的学习兴趣，如何将学习的动力化为行动，在失败中总结经验，需要进一步探索。
参考文献：
[1]吴昌林.认真开展专业认证 培养创新型机械工程科技人才[J].中国高等教育,2008,(18).
吊桥工程设计范文4
[关键词]船体结构 设计 问题分析
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）25-0035-01
一、大型集装箱船的市场状况
集装箱船属于布置型船舶，因箱位数大而取得明显的经济效益。1990年代前，最大箱位数不超过4730TEU。1995年以来，大型集装箱船得到了迅猛发展。目前10000TEU以上的超大型集装箱船也已在国外开发成功。这种发展趋势完全是适应世界航运界的迫切需求。在环球的三大主要航线（太平洋航线，大西洋航线和东亚）欧洲航线）上绝大多数依赖超巴拿马型集装箱船，而国际集装箱枢纽港也主要考虑接纳超巴拿马型集装箱船。通过近几年的技术改造和技术进步，过去认为集装箱船大型化的障碍）））装卸吊桥的跨距及主机功率已基本解决。船舶结构设计技术、制造工艺和材料选用问题已具备必要的技术储备。这样，为大型集装箱船的发展提供了广阔的前景。
二、大型集装箱船设计特点
（1）货舱开口大。为了在货舱内多装集装箱，甲板开口/船宽达80%以上，甚至达到93.2%。船舷的纵向甲板条十分狭小，船体总强度问题十分突出。
（2）航速高。航速一般在24kn以上，从而增大水动力对船体的作用。特别是首部结构，局部强度需认真校核。同时，大功率主机能诱发激振力，对防振设计提出更高要求。
（3）稳性要求高。与普通货船不同，满载航行时为满足稳性要求往往需装大量压载水。
（4）舱口变形大。狭小的甲板纵向条，大大削弱了船体刚性，因此在船体结构、舱口盖及绑扎桥的设计上应考虑大变形的影响。
（5）由于甲板开口大，舱口盖的跨距比常规船大。同时承受较长的集装箱载荷与船舶运动载荷，使舱口盖设计难度增大。
三、大型集装箱船结构设计探讨
3.1结构布置
大型集装箱船一般采用位于舷侧的抗扭箱和连续有效的舱口纵向围板以及双壳舷侧结构来保证总纵强度。在双壳的上部和下部采用纵骨架。机舱和上层建筑一般布置在船中偏后的位置。机舱采用横骨架较多，所以舱口围板和纵舱壁等纵向光顺过渡尤为重要。大型集装箱船的横舱壁通常分为水密舱壁和结构舱壁。结构舱壁起增加强度和作为导轨的支撑作用。大型集装箱船通常设有挡浪板，起着保护甲板上集装箱的作用。由于方形系数较小，两端船型较为尖瘦。为在舱内尽可能多布置集装箱，需要设置很多平台，并与相邻结构牢固连接。
3.2 总纵强度
由于开口极大，大型集装箱船总纵强度成为结构设计的最主要问题。大型集装箱船抗扭箱上部的板厚较厚，通常为50～60 mm，钢级采用屈服限高达355 N/mm2，甚至390 N/mm2的高强度钢。一般甲板板、舷顶列板、纵舱壁上列板、舱口围板及舷顶抗扭箱内的纵骨（扁钢）采用相同的板厚。
在对横剖面进行计算时，一般采用的中剖面模数比规范要求值适当增加，以满足在垂向弯矩、水平弯矩及扭矩综合作用下的强度。根据资料介绍，一般要给出5%的余量，但具体要根据应力计算来复核。在中部0. 55l（l为甲板开口长度）开口范围内，剖面模数值可比规范要求值增加5%。而在开口前后端增大8% ～10%。如果船首有明显外飘，船舶的波浪弯矩有所增大，则要求船体剖面模数作适当增加。
对于巴拿马型集装箱船，由于船宽受到限制，为保证最小稳性高度的要求，在装载状态下需带一定的压载水。集装箱船具有较小的方形系数，具有最大中拱静水弯矩。船中双层底内的附加压载水使设计的静水弯矩明显减小。对于超巴拿马型集装箱船，由于船宽不受限制，因而装载状态下附加压载水可大大减少，静水弯矩有所增加，总纵强度问题就更加突出。
3.3 箱形梁设计
上部横向箱形梁可使舱内及甲板上集装箱由于船舶运动对甲板所产生的应力控制在一定范围内，减少舱口变形。同时横向箱形梁的刚性又能对舱壁垂向扶强材上部提供有效支持，以限制横舱壁的变形。这种变形随着船型的加大矛盾越显突出，特别对9 000 TEU以上的船，其对导轨和绑扎要求更是一个挑战。下部的纵向箱形梁能增加双层底和双壳结构的连接刚性，同时又能提高抗扭刚度，从而能控制扭转应力和舱口变形。对于大型集装箱船，纵向箱形梁一般取集装箱高度，其端部与横舱壁下凳牢固相连。
3.4 扭转强度
船体的扭转刚性主要是与船体纵向抗扭箱（如双层底，双壳）及横向抗扭箱（如双层舱壁）有关，同时也与翘曲刚性及两端部的约束有关。此外，由纵向及横向甲板条所构成的甲板结构也能增加船体的扭转刚性，但对于大开口集装箱船而言，这个增加是次要的。
船体的翘曲刚性取决于机舱区域和首部封闭箱形结构的翘曲约束的有效度。若机舱有足够长度，且机舱上甲板开口不大，则能提供有效的翘曲约束。但对于首部船体结构，其翘曲刚性通常比中部小，从而降低了翘曲约束的有效度。在首部区域设置有效的纵向箱形结构，可对该区域的翘曲刚性进行某些补偿。与首尖舱舱壁相邻的开口外纵向甲板条的宽度加大，也可提高首部翘曲约束的有效度。
大型集装箱船的扭转强度计算是结构分析的焦点。这主要是因为结构的扭转应力计算较为复杂，涉及整船结构设计。大型集装箱船的强度校核需引进全船有限元分析，这不同于一般大型船舶的三舱段分析。
3.5 疲劳强度
由于大型集装箱船在不同方向浪的作用下应力变化较大，指南同时对大型集装箱船的角隅疲劳强度分析提供了强制要求。特别是机舱前端的舱口角隅，其受到波浪弯矩和扭转明显，而且结构在此处变化明显。
船首的舱口角隅是又一个疲劳关键点。因此处由于线型变化，纵舱壁不连续，波浪弯矩较大。
3.6 其他应注意的问题
大型集装箱船的尾部振动主要包括尾部振动和机器处所的振动，各船级社发表了很多指导性文件，在设计时可以参考。另外首部上浪冲击由于高航速也显得突出，可以根据规范进行计算分析。
四、大型集装箱船结构制造探讨
在船厂设施固定的情况下，要想提高单船利润，必须加快造船周期，提高设施利用率。对于大型集装箱船，因其尖瘦的线型和复杂的结构给制造提出了新要求。
（1）缩短坞期是制造的首要问题。为此应对船体结构制造进行充分策划，利用计算机模拟技术，对分段划分和制造进行分析。对全船的大量分段进行焊接设计。对坞内总段吊装进行优化，减少吊装时间。
（2）大力推行分段阶段的预舾装和预涂装。大型集装箱船的压载舱空间狭小，首尾过渡区域很多部位仅有1m宽，分段翻身后将很难进入施工，而且危险性极大。为此需要花大力气对壳舾涂一体化进行设计。
（3）大型集装箱船对船坞快速搭载也提出了挑战。由于槽形舱壁是一个独立区域，且不受线型影响，所以可将双层底和舱壁作为两个独立的总段先行制造，最后将舷侧分段靠上后总组。
（4）对关键对准连接节点进行监控。大型集装箱船与油船和散货船相比，高应力区多而复杂。
（5）大型集装箱船另一个突出问题就是关键疲劳节点的施工质量问题。典型的如舱口围板的前端终止点、纵向舱口围板开孔等。
参考文献