文档介绍：桥梁结构中的力学应用
郑州轻工业学院
建筑电气与智能化
郭亚冰
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世界著名大桥
英国亨伯尔桥
中国润扬长江公路大桥
悉尼港大桥
桥梁的组成
桥梁主要由桥跨结构、桥墩、桥台、基础及桥头锥坡等部分组成。通常****惯将桥梁的桥跨称上部结构，将桥墩、桥台及其基础称为桥梁的下部结构。
桥 墩
桥 台
桥 头 锥 坡
桥梁的基本类型及其受力
梁桥
梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁 。
梁桥的主要承重构件是梁（板）。在竖向荷载作用下，梁主要承受弯矩，墩台主要承受竖向压力。梁桥又可分为实腹梁和桁架梁。实腹梁承受弯矩和剪力；而桁架梁的杆件则主要承受轴向力。梁桥还可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁等。
桥梁的基本类型及其受力
拱桥
拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。
拱桥主要承重构件是拱圈。在竖向荷载作用下，拱圈主要承受压力，但 也承受弯矩。拱桥墩台除承受竖向压力和弯矩外，还承受水平推力。
赵 州 桥
世界最大的钢拱桥 上海卢浦大桥
桥梁的基本类型及其受力
刚架桥
刚架桥上部结构和墩台（支柱）彼此连成一个整体，在竖向荷载作用下，柱脚产生竖向反力、水平反力和弯矩。这种桥的受力情况介于梁和拱之间。
南京长江大桥江面上的正桥长1577米，其余为引桥，是我国桥梁之最。
引桥采用富有中国特色的双孔双曲拱桥形式，平面曲线部分采用“曲桥正做”做法，即采用直梁按曲线拼装，而不是直接使用曲线梁。
桥梁的基本类型及其受力
悬索桥
悬桥又称吊桥，以缆索作为承重构件。它由主索、索塔、锚碇、吊索(或吊杆)、桥面等部分组成，在竖向荷载作用下，缆索只承受拉力，墩台除承受竖向反力外，还承受水平推力。主索一般用抗拉强度高的钢材制作，可以充分利用材料的强度，且具有用料省、自重轻等特点悬索桥的主要缺点是刚度小。
背景为日本明石海峡大桥，主跨1991米，全长3910米，为三跨二铰双层加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，，为目前世界上跨度最大的悬索桥。
桥梁的基本类型及其受力
斜拉桥
它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部分组成。斜拉桥的钢索拉成直线，与索塔、桥面(主梁)构成稳定的三角形结构；与具有多个桥墩的连续梁桥对照，一根(对)斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点，故主梁同弹性支承上的连续梁性能相似，其刚度比悬索桥大，而主梁跨径一般介于梁式桥与悬索桥之间。
苏通大桥 “ 曾经”世界跨径最长的斜拉桥
力学在桥梁工程中的应用成就
19世纪中叶，工业革命使人类进入了工业社会，特别是在这一时期伴随牛顿力学的形成、微积分学的发展及欧洲工业化格局的形成，使得力学的理论与实践得到了很大的发展，如与土木工程建筑有关的材料力学、结构力学的形成，造就了桥梁工程建设的第一次飞跃。英国的不列颠尼亚箱粱桥、美国的布鲁克林悬索桥及英国的福斯悬臂桁架桥等桥梁是这一时期的杰出代表。
布鲁克林悬索桥