桥梁中的结构原理

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(主整)桥梁中的结构原理
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可摘局部义齿的组成(完整)桥梁中的结构原理
林梁中的结构原理
摘要:随着经济和社会的发展,人们对于交通发达程度的依赖性逐渐加大,而在交通建设工程中,桥梁无疑是其中的重要组成部分。在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中,为了跨越各种障碍(如
江河,沟谷或者其他线路等),必须修建各种类型的桥梁,可见桥梁在国计民生中的重要作用。对于一座桥梁,桥梁的结构设计过程无疑又是至关重要的,它关乎到整座桥梁的施工、使用、造价等诸多方面•本文就桥梁设计中的结构原理从力学方面做简要分析。
关键词:桥梁结构力学原理
引用: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。
正文:随着文化、科学和经济的不断发展,桥梁建设经历了从小跨度、形式简单到大跨度、结构复杂的发展阶段•随着新技术、新材料、新工艺的不断应用,以及桥梁上作用荷载研究的不断深入,人们对桥梁中的力学研究也得以得以加深。我们将从桥梁上作用的力与各种形式桥梁的具体受力特点以及医用作简要分析。
一、桥梁上作用的力
1、集中力与集中荷载
集中力与集中荷载指的是作用面积很小或者其作用面积与结构或者构件相比可以忽略不计的
力,通常可以视为作用于一个点上.如桥上的行人,车辆,重物,桥支座的反力均可视为集中荷载。(如下图所示)
2、分布力与分布荷载
西岳电子分布力与分布荷载指的是作用面积较大或其作用面积与结构及构件尺寸相比不可忽略时,则可视为作用于一个有限面上的分布荷载。如桥梁的自重、桥台的填土压力、
桥墩的水流压力等均可视为分布荷载.(如下图所示)
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3、约束反力
桥梁结构中每一部分总是与其它部分或其它物体相联系的。譬如桥梁的梁体通过支座与墩台相联联接。由于支座对梁体具有一定的约束作用,故而称为梁体的约束,支座对梁体的作用反力称为约束反力。(如1中约束反力示意图所示)
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二、各式桥梁中的力学分析
1、梁式桥
梁式桥梁是最古老的结构体系,也是最广泛的桥梁形式,其特点是在竖直荷载作用下无水平推力。梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受载荷的•梁式桥又分为简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥等。简支梁和连续梁桥是使用最广泛的类型。简支梁是指梁的两端分别为较支(固定)端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。由于结构刚度大,经济性好,预应力混凝土梁式桥是最常采用的结构形式。
对简支梁桥(如下图D来说,设跨度为L,把桥自重看着均布荷载q,则中间弯矩1
Mmax^qL2,不难看出跨度L越长,桥梁由于自重而产生的最大弯矩越大,所以,一般的混凝土桥梁的跨度都较小。而对于连续梁桥(如下图3)来说,在桥梁中巧妙安排约束的个数与位
置,则可以很好的改善桥梁整体的受力情况,从而增强了桥梁的使用性能。
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幸福交响曲z Z Q
图3连续梁桥
上图为乐天溪桥,跨越长江支流乐天溪口处,是一座预应力混凝土连续梁桥,•乔跨度
440.35m,宽15. 5m.
2、拱式桥
拱式体系的主要承重结构是拱,其特点是竖直荷载作用下有水平推力.设计合理的拱主要以承受压力为主承受荷载,而承受的剪力和弯矩很小,采用合理拱轴线的拱甚至可以为零。从而可以使用抗压性能强而抗弯性能差的材料(如砖,石,混凝土)建造桥梁,从而可以大大的节省建造成本,最大限度的发挥出材料的性能,使得材料得以合理的利用。
M0
竖向荷载作用下,令M o-F H y=O,得到y二石,这就表明,在竖向荷载作用下,三较拱合理拱轴线
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的纵坐标y与对应简支梁胪图的竖标成正比•从几何形状看,三较合理拱轴线的形状与简支梁M0图的形状是相似的。三较拱通过一水平推力,将弯矩以化为
压力或者是大部分转化为压力。这就是拱区别于梁的最大之处即存在水平推力,在相语音播报
同荷载作用下,拱的弯矩小于梁的弯矩,拱的弯矩还可以为零。从而达到上文中所叙
述的可以把抗压性能好的材料作用到桥中,从而使得材料得到最合理的应用。
下图所示为重庆万县长江大桥,全长856.12叫主拱为混凝土结构,主跨420m,
是世界上最大跨径的混凝土拱桥。
3、钢桁架桥
桁架桥一般多见于铁路和高速公路。分为上弦受力和下弦受力两种。桁架由上弦、下弦、腹杆组成;腹杆的形式又分为斜腹杆、直腹杆;由于杆件本身长细比较大,虽然杆件之间的连接可能是“固接”,但是实际杆端弯矩一般都很小,因此,设计分析时可以简化为“较接” O简化计算时,杆件都是“二力杆”,承受压力或者拉力。有些桥梁桥面设置在上弦,因此力主要通过上弦传递;也有的桥面设置在下弦(比如现

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