力学在桥梁工程中的应用及发展趋势

《力学在桥梁工程中的应用及发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、力学在桥梁工程中的应用及发展趋势桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用．特别是在l9，20世纪，随着力学理论及应用研究的长足进步，促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃．本文从力学在桥梁工程中的应用这个角度，作简要的回顾、分析、评述和展望．1力学在桥梁工程中的应用及主要成就l8世纪以前，虽然当时人们对力学中的许多机理尚不了解，但已经在实践中摸索出

2、诸如，土、石、砖、木等材料主要适合于受压的场合，因此所采用的桥梁建筑结构较为简单，如举世闻名的赵州桥(跨度为37．02m，公元605年)，它既发挥了土、石等圬工材料的优点，又减轻了桥身的自重，节约了用材，且便于排洪，还增加了美观，它集中体现了世界古代桥梁的伟大成就，同时也代表了古代中华文明，在今天看来，它应是力学在当时材料条件下的最佳发挥．18世纪前后，人们开始使用生铁，尽管人们已经认识到了这类材料是优于土、石等圬工材料的一类新材料，但是由于材料本身的缺昭以及人们对其力学机理、物理性质尚不清楚，其应用仍然受到了很大的限制．19世纪中叶，由于欧洲率先进入了工业社

3、会，从根本上改变了西方社会近千年的文明，特别是在这一时期伴随Newton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1次飞跃．英国的不列颠尼亚箱粱桥(跨度为141．00m，1850年)，美国的布鲁克林悬索桥(跨度为486.00m，1883年)及英国的福斯悬臂桁架桥(跨度为520.00m，1890年)等桥梁是这一时期的杰出代表．20世纪初期，由于西方工业社会的空前发展，力学研究的进步及相关学科的发展导致高强度钢材、钢筋混凝土乃至预应力混凝土等材料的出

4、现，实现r桥梁工程发展史上的第2次飞跃．根据初等材料力学的结论，混凝土抗拉强度很低，但其价格却远低于钢材，人们为了增加其抗拉能力，设计了钢筋混凝土这类复合建筑材料，使其既能承受拉力，又能承受压力，但限于混凝土材料本身所具有的力学性能，将其作为粱式桥结构用材，跨度仍远逊色于传统的拱桥结构．在进一步实践过程中，人们又发现尽管有受力钢筋在承载，但在受拉区仍然不可避免地会出现一些裂缝，若对钢筋施加一定张力作用，可以克服此弊端即通过张拉预应力筋，使得受拉区事先储备一定数值的压应力当外荷载作用时，混凝土可不出现拉应力或不超过某个临界值的拉应力，从而极大地提高丁混凝土结构的

5、抗裂性能、刚度和承载能力，进而导致了预应力混凝土桥梁结构的出现，扩展了其应用的范围，使之成为了2O世纪桥梁工程中的一类主要结构．我国自70年代末期起，预应力混凝土桥梁的建设得到了很快的发展，特别在近几十年的城市道路桥梁、高速公路桥梁建设中占据着主导地位，这其中诸如预应力混凝土T构、连续梁桥、桁架粱桥、大跨度简支梁桥等桥型都是在这一结构基础上的派生．由于初等材料力学及结构力学的发展，导致了跨越能力较强的悬索桥、斜拉桥的出现．在30年代美国就掀起过大跨度悬索桥的高峰，如美国纽约华盛顿桥(跨度为1067.00m，1931年)，旧金山金门大桥(跨度为1280.00m，

6、1937年)等都是这一时期的典型代表．第2次世界大战以后，德国、日本曾一度赶上了美国；50年代起，斜拉桥结构在德国初见光芒，并很快波及世界各地；60年代，在日本、丹麦等地出现了兴建跨海工程的先例．locatedintheTomb,DongShenJiabang,deferthenextdayfocusedontheassassination.Linping,Zhejiang,1ofwhichliquorwinemasters(WuzhensaidinformationisCarpenter),whogotAfewbayonets,duetomissedfata

7、l,whennightcame随着桥梁工程建设的不断进步，出现了诸多困扰人们的力学难题，桥梁空间结构的受力分析，结构复杂的次应力计算，主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都是和力学密切相关的问题，数学、力学理论及计算工具的进步推动了这些问题的懈决，并促进了桥梁工程进一步的发展和飞跃，同时使得桥梁工程作为独立的科学技术被确认，不再是凭桥梁设计者们的智慧和经验的创造过程，而是一门融理论分析、设计、施工控制与管理于一体的系统性学科，力学在这其中发挥了关键的作用，并且和其它学科进一步交叉渗透，派生出若干新的学科．如J．Muller公司提出的双锚索构

8、思方案的应用，使得传统的斜拉桥在跨径上