浅谈桥梁结构

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1、浅谈桥梁结构“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。”桥梁，一个我们大家都再熟悉不过的字眼，她在我们的日常生活中的作用是非常重耍的。我国的桥梁建筑史非常久远，我国的四大古桥——广东的广济桥（湘子桥）、河北的赵州桥、北京的卢沟桥及福建的洛阳桥，其中的赵州桥是我们土木人一直引以为傲的。到了现代，胶州湾跨海大桥、杭州湾跨海人桥，还冇正在建设中的港珠澳大桥，一个又一个“奇迹"被我们创造。通过

2、半个学期的结构力学的学习，我对桥梁结构也有了一些认识，虽然不是很全面，也不是很深刻，但是这是我这半学期的很大的收获！一、梁式桥梁式桥是一种在竖向移动荷载作用卜•无水平反力的结构体系，它与建筑工程中的梁类似。梁式桥的上部结构在铅垂荷载作用卜：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。但是梁式桥的结构简单，制造和架设均比较方便，所以它的使用还是比较广泛的。此外，由丁•制造梁式桥的材料多为右料与混凝土，随跨度的增加英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。2由剪力图我们可以看出，支座处剪力最大，随着跨度增加剪力也会增加，

3、因此梁式桥对于支座的要求很高。由弯矩图我们可以看出，在桥的跨中点处，桥的弯矩最大；而且，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。而且，研究弯曲止应力时，桥截面的上下端会产生最大拉、压应力，而截面屮性轴处应力为零，如下图所示。所以，当满足最大拉、压应力要求吋，材料的性能没有完全发挥，一定程度上造成了材料的浪费，不符合经济的原则。所以，由于这种受力特点，梁式桥比较广泛应用于小跨度的桥梁工程中。二、拱桥拱式结构在房屋建筑、桥梁工程中经常采用。从几何构造上讲，拱式结构口J以分为无多余约束的三较拱和无多余约束的两较拱和无较拱。拱式结构的基本静力特征是：在竖

4、向荷载作用下，能产生水平推力。水平推力将大大抵消由荷载产生的弯矩。因此，与同跨径的梁式桥相比，拱桥的弯矩、剪力和变形却要小得多，而且桥身以受压为主。如卜图所示，在相同的跨度、相同的荷载作用下，简支梁的最大弯矩是24.5KN.M,而三餃拱由于水平推力的作用，最大弯矩卜•降为2.0kN.m。并且三较拱弯矩与剪力较小，内力主耍是轴力且为压力，可以充分发挥钢筋混凝土的力学性能。24.5“B9弹位欢(d)

5、造。此外，拱式结构有利于营造曲线美，并能提供较人的使用空间。拱结构还有一个很大的优势——合理拱轴线。在给定荷载作用下，我们可以合理设计拱轴线的形状，使拱截面的弯矩为零、剪力为零，只冇轴力。例如，在竖向均匀荷载作用下，合理拱轴线为二次抛物线；当承受沿拱轴线径向分布的荷载时，合理拱轴线为圆弧线。当采用合理拱轴线时，拱截面上应力能均匀分布，材料的性能能得到最充分的利用与发挥。但是，拱式结构也有缺点，即拱式结构的支座需耍提供较大的水平推力。当支座不能提供足够的水平推力时，需采用带有水平拉杆的的结构，如上图所示,这时结构的净空间会相应的减小。三、桁架桁架是土木工程屮广泛采用的结构形式之一。桁架

6、是由直杆组成的饺结体系，与梁和刚架相比，当荷载仅作用在结点上时，桁架杆件只承受轴力，没有弯矩和剪力，应力分布均匀（如下图所示），能够充分发挥材料的性能。而且，桁架重量轻，能承受较大荷载。基于以上一些优点，桁架桥能跨越较大的跨度。F=11111在如上图所示的平行桁架中，其内力分布不均匀，弦杆内力向中间递增。但是，平行桁架所有弦杆、斜杆、竖杆长度都相同，所有节点处相应各杆交角均相同，因而利于标准化。尤其在铁路桥梁中，平行桁架给构件制作及施工拼接都带來很多方便，故采用较多。而且，当平行桁架利用于轻型桁架时，可采用截面一致的弦杆而不至于造成很大的浪费。在如图所示的折弦桁架中，其内力分布均匀，

7、因而在材料使用上最为经济。但是折弦桁架构造上有缺点：上弦杆在每一结点处均转折而须设置接头，故构造较复杂。不过在大跨度桥梁(例如100~150m)及大跨度屋架(18~30m)中，节约材料意义较大，故常采用。在如图所示的三角形桁架中，其内力分布也不均匀，弦杆内力在两端最大，口端结点处夹角甚小，构造布置较为困难。但是，三角形桁架的两斜面符合屋顶构造需要，故只在屋架中采用。四、主承结构1、悬索桥悬索结构是由一系列受拉的索作为主要承重构件，并依靠索的拉力维持稳定的柔