力学在桥梁设计中的应用

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1、力学在桥梁设计中的应用　　力学在桥梁的整个设计和具体的施工中都是起到关键作用的，下面是小编搜集整理的一篇探究力学在桥梁设计应用的论文范文，欢迎阅读查看。　　【摘要】在人类发展的漫长岁月中，桥梁是一种社会进步的标志。纵观历史，在全世界的桥梁设计和发展过程中，我们可以总结出桥梁的设计水平与很多因素有关。这其中包括社会生产力的发展水平，当时的工业水准，建设的施工技术，数学理论、力学研究的成果，计算技术的进步等。在这所有的影响因素中，有一个特别值得我们关注，就是力学的应用。可以说，力学在桥梁的设计中起到核心的作用，在l9和20世纪表现得尤为明显，由于力学理论及应

2、用研究的发展，桥梁建设有了质的飞跃。本文主要就是论述力学在桥梁设计中的应用，在分析应用的基础上，进一步阐释未来的发展趋势。　　【关键词】力学;桥梁设计;发展趋势　　前言　　科学技术的发展和进步在人类的历史上总是起到关键的作用，这里我们想要谈的领域是建筑中桥梁设计和自然科学中力学研究成果的关系。在人类的桥梁设计历史上，人们一直在不断探索和尝试新的设计方案，这些方案的实施和实际运用总是建立在一定的理论基础之上，而这个理论基础，或者说是理论依据就是力学的支持，桥梁设计者们运用力学的进步与发展，通过具体的理论分析来设计出安全可靠的桥梁施工方案。这里，我们要探讨的

3、就是力学理论在桥梁设计中的具体运用，同时分析在未来力学会为其带来的哪些更多的帮助。　　一、力学在桥梁设计中的应用分析　　(一)力学在桥梁设计中的应用历史及取得的成就　　在l8世纪以前，科学技术水平有限，那时的桥梁设计者们对力学的很多原理是不太了解的，但是，在实际的设计和建设中已经不自觉地在运用力学的知识了。例如，人们总结出土、石、砖、木等材料抗压性较好。我们所熟知的赵州桥的建设就是充分利用了土、石等材料的优点，一方面又减轻了桥身的重量，同时节约了材料，并且且便于排洪，可以说，它是世界古代桥梁的一个重大成就，以我们今天的角度来分析，赵州桥的建设充分发挥了材

4、料力学的知识和原理。　　18世纪前后，生铁开始被人们运用在了桥梁的建设上，之所以使用生铁，是因为人们意识到生铁的耐用性要强于土、石，但是，由于人们对材料本身的力学原理不是很清楚，所以运用上就出现了很多技术问题，但是，这终究还是一种进步。　　19世纪中叶，欧洲社会进入了工业化的发展道路，工业的发展和进步彻底改变了西方社会的文明，在这段时间里，牛顿力学的出现和发展、微积分理论的研究都为力学在建筑中的运用提供了很大的帮助，桥梁的设计当然也包括在内。　　20世纪初期，欧洲的工业已经发展到了较高的水平，这时，力学研究的进步及相关学科的发展也已经达到了较高的水平。此

5、时，出现了一些新的材料，高强度钢材、钢筋混凝土，预应力混凝土等，这些材料的出现可以说是桥梁设计建设中的一次重大飞跃，也充分说明了力学的研究成果在桥梁上的应用。初等材料力学和结构力学的研究成果使得跨越能力较强的悬索桥、斜拉桥开始被设计出来典型的例子如美国纽约华盛顿桥，旧金山金门大桥等。　　20世纪后期，计算机技术的进步在建筑中发挥了重要作用，计算机的应用可以使桥梁设计中的复杂力学计算变得相当容易，一些计算量大的模型如果靠人工来完成那几乎是不可能的，但是借助计算机就可以轻易完成，在力学计算与分析的前提下，人们还可以利用计算机进行与桥梁有关的辅助设计，这样的好

6、处就是提高了设计的效率和准确性。　　通过以上的分析可以知道，桥梁设计在20世纪得到了较高水平的发展，这样的发展受到多种因素的影响，但是，力学理论的因素是关键的作用，所以，有必要总结一下力学理论在桥梁设计中的应用。　　(二)力学理论在桥梁设计中的应用总结　　1.材料力学的发展作用巨大。他的作用主要是使桥梁建设中材料的使用更加合理科学，在运用材料力学的过程中，人们通过长期的总结也可以开发出许多新型的材料，这些材料可以进一步在建筑中发挥巨大的作用。　　2.预应力思想的出现。这对于桥梁的设计也是有极大作用的。它的作用主要体现在使桥梁恒载不断降低，跨度却在不断增加

7、，这样一来，设计出来的桥梁外形会更加好看，更具和谐性。　　3.高速计算机的运用。计算机的运用主要体现在设计的复杂计算上。在桥梁的设计中，肯定会有很多复杂的力学分析和计算，通过计算机的运用，使得这样的复杂计算变得十分容易，同时，也极大地节约了桥梁设计的时间。　　4.在桥梁的设计过程中，会有很多的带有挑战性的工程力学问题被提出来，要想解决这些复杂的问题，只依靠力学是不够的，要借助于多学科的交叉运用。正是力学的这种交叉渗透成为了现代桥梁设计的基础和核心，对现代桥梁的设计起到了核心的作用。　　二、力学在桥梁设计中应用的发展趋势　　(一)从力学机理的角度来研究，多

8、学科的交叉是一个重要的方面，在此基础上，新型的、高强、甚至超高强工程材料的研究是