文档介绍：桥梁结构分析
桥梁结构分析
摘要:设计桥梁可有多种结构形式选择:石料和混凝土梁式桥只能跨越小河;若以受压的拱圈代替受弯的梁,拱桥就能跨越大河和峡谷;若采用钢桁架可建造重载铁路大桥;若采用主承载结构受拉的斜拉桥和悬索桥,不仅轻巧美观,而且是飞越大江和海峡特大跨度桥梁的优选形式。
关键词:梁式桥,拱式桥,悬索桥,桁架桥,斜拉桥
著名桥梁专家潘际炎说:“海洋,是孕育地球生命的产床;河流,是孕育人类文明的摇篮;而桥,则是联系人类文明的纽带。”这纽带越来越宏伟,越来越精致,越来越艺术!建国以来中国的桥梁工程事业飞速发展
。随着时代前进的步伐,人们对桥梁工程提出了更高的要求,对“适用、安全、经济、美观”的桥梁设计原则赋以更新的内容。桥梁工程无论是现在还是以后都不会停步的,它的发展前景会更广阔。通过半个学期的结构力学的学****我对桥梁结构及他们的受力特点有了一定的认识。理论联系实际,我通过对各种结构的对比分析,进一步加深了印象,对以后的学****奠定了基础。
梁式桥
工程实例——洛阳桥,又称万安桥,在福建泉州市区东北郊洛阳江入海处,该桥是举世闻名的梁式海港巨型石桥,为国家重点文物保护单位,为国家重点文物保护单位。
梁式桥的主梁为主要承重构件,受力特点为主梁受弯。梁式桥的上部结构在铅垂荷载作用下,支点只产生竖向反力,支座反力较大,桥的跨中处截面弯矩很大。所以由于这种特性,梁式桥的跨度有限。简支梁桥合理最大跨径约 20 米,悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约 60-70 米。采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观;这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。但是由于制造梁式桥的材料多为石料与混凝土,随跨度的增加其自重的增加也比较显著。因此梁式桥广泛用于中、小跨径桥梁中。
结构本身的自重大,约占全部设计荷载的30%至60%,且跨度越大其自重所占的比值更显著增大,大大限制了其跨越能力。随着跨度的增大,桥的内力也会急剧增大,混凝土的抗弯能力很低,较难满足强度要求。弯矩产生的正应力沿横截面高度呈三角分布,中性轴附近应力很小,没有充分利用材料的强度。
拱式桥
工程实例——赵州桥,坐落在河北省赵县洨河上。建于隋代,由著名匠师李春设计和建造,距今已有约1400年的历史,是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。因赵州桥是重点文物,通车易造成损坏,所以不允许车辆通行。
拱式桥拱肋为主要承重构件,受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。从几何构造上讲,拱式结构可以分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。分析三角拱的受力特点,在竖向荷载下,三角拱存在水平推力,因此,三角拱横截面的弯矩小于简支梁的弯矩。弯矩的降低,拱能更充分的发挥材料的作用,当跨度较大、荷载较重时,采用拱比采用梁更为经济合理。
在竖向荷载下,三角拱有很大的轴力,且一般为压力。拱式结构的静力特征,决定了与梁相比用材节省,自重减轻,并且可有较大的跨度。实际中还可以用合理拱轴线作为拱的轴线,使拱的受力状态接近于无弯矩状态。由于拱体主要承受轴向压力,故可利用砖、石、混凝土等抗压性能好而又相对廉价的材料建造。此外,拱式结构有利于营造曲线美,并能提供较大的使用空间。
但另一方面,由于它