材料与土木工程论文.doc

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1、材料与土木工程班级:学号:姓名:摘耍：随着新材料的不断发明和推广，在20世纪使桥梁的结构形式和跨度有了飞跃的发展。桥'梁工程在20世纪中取得了显若的成就。由于设计理论的进步和各种新材料、新工艺的出现，尤其是电子计算机的出现和应用，使桥梁的结构形式和跨度有了飞跃的发展。人们在桥梁工程方面发现的规律和取得的宝贵经验为21世纪的桥粱发展其定了基础。本文小结了桥梁工程在20世纪屮的成就，对桥粱向大跨度、柔性结构发展的问题以及釆用复合结构、新材料、新工艺等问题进行了探讨并循其规律预侧可能发展的趋向。一砖石竹木等1木桥。在公元前2000多年前，巴比伦曾在幼发拉底河上建木梁可以在枚间撤除的石墩

2、木梁桥。，公元前55年，恺撒曾因行军需要在莱茵河上修建一座长达300多米的木排架桥。曰本岩国市至今保存的5孔锦带木拱桥，跨度为27.5米，始建于1673年，其图样来自中国。1815年在宾夕法尼亚州建成的麦考尔渡口桥，跨度达到110米。我国关于桥梁最早文献记载见于公元前13世纪，但均不详细。《水经注》记有春秋时晋国公平年间（公元前556〜前532年）曾在汾水上建木梁木柱桥。秦代（公元前221-前200年）建都咸阳，西汉（公元前206〜公元24年）建都长安（今陕西西安），那吋所修建的渭河桥、滴河桥等，在《水经注》、《三辅黄图》中都有确凿记载。这些桥屡毁屡建，多采用木梁木柱或木梁石柱桥

3、式，当桥的跨度大于木材长度吋，曾使用悬臂梁式桥及拱桥。按南北朝宋代《沙州记》记载,在安西到吐鲁番之间，羌人曾修建单跨悬臂梁桥，跨度可达25米。如是多跨桥，则是在各桥墩上用大木纵横相叠，各向跨中仲出，再在伸出端之间用纵梁相连；为保持稳定，一般需在桥墩台纵横大木之上修建楼阁，用其重量压住悬臂的固端，如始建于南宋理宗宝佑六年（1258年）的湖南醴陵泳江桥。在拱式木桥中，宋代虹桥构造奇特。据《涌水燕谈录》等书，知其始建于宋明道中（1032-1033年）。在宋代名画《清明上河图》上绘有宋代汴京（今河南开封）的虹桥。其承重结构实际由两套多较木拱各若T-片相间排列，配以横木，以幾索扎成。其中一

4、套多较木拱拱骨包括长木3根,作梯形布置；另套木拱拱骨包括长木2根，短木2根，作尖拱状布置。各木以端头彼此抵紧，形成较接；一套拱骨的较，恰好是在另一套拱骨长木中点之上；用蔑索将两套木拱夹着横木扎紧，于是，两套木拱就形成了稳定的超静定结构。根据画面，估计此桥实际跨度大约5米，桥上大车荷载约3吨。北宋之后，这一桥式传至浙江和福建等地。建于清嘉庆七年（1802年）的浙江云和梅漂木拱桥（图4）跨度为33.4米，至今仍保持原貌；其两套木拱的布置和宋代虹桥稍有不同，宋代虹桥的横木是搁在每套木拱屮央，而梅漂桥横木是置在每两套木拱的接点处。2石桥。古罗马时代的石拱桥，拱圈呈半圆形，拱石经过细凿，砌

5、缝不用砂浆。由于不能修建深水基础，桥墩宽度对拱的跨度之比大多为1/3至1/2,阻水面积过大，因此所修建的跨河桥多已冲毁。西班牙境内有一座6孔石拱桥，建成于公元98年，桥墩建在岩石上，至今完好。二钢材和混凝土1铸铁锻铁随着人们桥梁需求不断提高，原有的材料已经不能够满足桥梁工程建设的需求，铸铁、锻铁等材料开始在桥梁工程上应用，随即便被钢材和混凝土代替。但在这一时期是由传统材料向现代材料转变的关键吋期，在桥梁材料发展中是无法忽视的。铸铁拱桥。直到冶炼业使用焦炭而能生产大型铸件时，这种桥才能建造。英国1779年在科尔布鲁克代尔首次建成一座主跨约30.5米的铸铁肋拱桥。该桥曾使用170年，

6、现作为文物保存。早期的柔式悬索桥自重小，材料强度低，经不起周期性活荷载的作用（军队以整齐步伐过桥，曾使这种桥遭到破坏）；在风荷载作用下，容易摧毁。但英国1820〜1826年在梅奈海峡建造的跨度达177米的锻铁链杆柔式悬索桥（道路桥），独能在桥而随坏随修的情况下获得长寿（1940年,在保持原貌的条件下，已将链杆换成低合金钢杆）o1850年，英国建成不列颠箱管桥，四跨中最大跨度140米。2钢材在钢桁梁桥及钢拱桥方而，20世纪屮其跨度发展较缓。钢桁梁桥的跨度仍维持在20世纪初的水平上，未曾突破。由于这种桥式的计算理论比较成熟，我国在跨越大江大河的公铁两用特大桥上，如武汉、南京、九江、芜

7、湖等关键工程，均采用了这种桥式。在跨度上,由武汉长江大桥的128m发展到芜湖长江大桥的312m。我国在钢桁梁桥的钢种选用上也不断地迈上新台阶。在结构上发展了栓接的整体节点及混凝土桥面与钢行梁共同作用的复合体系，这些成果推动了我国钢桥技术的发展。3混凝土由于结构特征适于混凝土的受压特性，在20世纪中在施工工艺上又摆脱了膺架法的桎梏，发展了悬吊安装、平转、竖转、浮运以及刚性骨架等手段后，使钢筋混凝土拱桥的跨度由世纪初的100m发展到万县长江大桥的420m。这也是一项重大的发展。在预应