桥梁结构工程课件

对桥梁结构一些经典概念的探讨(阅)

对桥梁结构一些“经典概念”的探讨对桥梁结构一些“经典概念”的探讨文/徐栋 6 R. P& A& [% A% r0 ] 作者的话：非常感谢《桥梁》杂志的约稿，我所理解“重点实验室”栏目中的“实验”是广义的，并不仅仅指真材实料的实验，也可以包括新理论，甚至新设想的实验性研究成果，或是研究过程中的探讨。笔者近年来对混凝土桥梁结构的分析和配筋理论等方面做了一些较为深入的研究，借此机会分享一些研究成果，也将一些思考、困惑及感兴趣的问题拿出与业界同仁探讨。由于笔者水平有限，如有条理不清、错误甚至是谬误的地方请大家不吝指正。综合现状经过近三十年的大规模建设，我国的桥梁工程师已经具备丰富的设计经验和较高的知识水平。复杂桥梁或复杂截面的桥梁在我国得到了非常普遍的运用，在课堂上学的分析方法和针对简单桥梁的现行规范体系由于不能完全解决问题，往往出现“安全度不足造成的早期破坏和蜕化所带来的损失，或者因过于保守造成的浪费”[1]的现象。在工程实践中发生的许多令桥梁工程师困惑却客观存在的问题使他们不断寻求解答，甚至可以说，由于混凝土桥梁的大规模实践，世界上或许没有哪个国家的工程师像中国工程师那样渴望彻底了解复杂桥梁的受力状况。/ m4 C( q% c5 q7 V2 d/ T+ c2 ^ 桥梁结构理论发展的动力来自工程实践中出现的问题，同时我国对过去新建桥梁的维修加固也在日益增多，但指导维修加固的思想仍然停留在现行桥梁常用计算方法和规程上，现在已经到了应该对过去常用的分析理论和设计思想进行反思和重新梳理的时候。对于桥梁结构的分析方法,发达国家由于受到来自国家强力发展方向的推动，如航空航天、新材料、机械等，所以发展迅猛，出现了一批水平很高的通用大型有限元分析软件，这些大型通用软件有些甚至已经有几十年的历史。这些软件对于桥梁结构的影响是深远的，使桥梁工程师对于桥梁结构的局部和微观受力情况的认知达到了前所未有的高度和水平。但是,桥梁结构，特别是混凝土桥梁结构具有的几大特征，如桥梁施工、收缩徐变效应、预应力、活载计算等，这些大型软件并不能完全满足要求。8 x5 H$ V# v, Q+ F# i8 y 对于混凝土构件的配筋配束方法，是涵盖受弯、受剪、受扭、受拉（压）的不同方向和不同组合的设计原理，内容非常丰富，也是很早（甚至将近100年）以来发展起来的经典学科。国内外相关规范虽然经过几轮发展，其基本思想仍然停留在“窄梁”范畴。同时，由于各时期的发展和内容补充，里面也留存有大量各时期的，有些甚至已经早已过时的痕迹。所以虽然规范有时显得越来越厚，但实际上并不代表越来越好。1 a; f0 h }; Y* @9 q" [ 作者近年来通过参与我国桥梁规范的最新修订，深刻体会到目前飞速发展的结构分析方法与“蜗行”的桥梁构件设计规范之间的矛盾，就像一个人拥有一条长和一条短的两条腿，其前行速度仍受制约。具体的表现便是结构分析的方法越来越精细，而配筋配束设计理论却仍停留在简单结构范畴，造成了虽然能对复杂桥梁结构进行非常精细的分析,却无法建立与配筋设计方法紧密联系的尴尬情况。对桥梁结构分析方面一些“经典概念”的探讨横向分布桥梁空间结构的近似计算方法，实质上是在一定的误差范围内，寻求一个近似的方法把一个复杂的空间问题转化成平面问题进行求解。早期工程师们采用将空间问题转化为平面问题的横向分布理论，来对多梁式桥梁进行分析验算。横向分布理论的研究，加深了工程师们对桥梁各种上部结构形式的力学性能（纵、横向分配荷载的性能）的理解。如图1为一座常见的多梁式简支梁桥。图1 多梁式简支梁桥在横向分布的计算方法中，刚性横梁法和比拟正交各向异性板法（又称G-M法）为最为常用的方法。众所周知，其基本前提是纵横向影响面具有相似的图形[2]。为了简化计算，剪力采用了杠杆法近似考虑。% X9 }) A& u; O, S" ^ 对于箱梁结构，特别是如图2的宽箱梁结构，同样存在各道腹板的荷载横向分配问题。在单梁模型计算中，往往借用“横向分布”的概念，将各道腹板看成一根梁，采用与多道梁式结构同样的横向分布计算方法来计算。) f2 l- ?0 R2 r x* w9 h8 F 图2 多室宽箱梁截面对图2截面而言，一般一排仅采用2个支座，不会每道腹板下面均设支座，而桥梁结构一般也为连续梁结构。可见，其力学图式与图1的计算原型结构相差甚远，特别是简支支撑条件已完全改变。图3是一个4跨连续梁采用的单箱多室箱梁截面及其梁格分割线，中间向两边的腹板编号为0#、1#和2#。该桥的支座布置见图4。图5~7分别为采用梁格计算和传统G-M法计算的3车道活载的0#、1#和2#腹板的剪力横向分布系数。

浅谈桥梁工程与结构力学

浅谈桥梁工程与结构力学梁桢土木工程与力学学院地质工程专业2班 2011级摘要：桥梁工程的发展与力学的进步是紧密相联的，而且是互相促进的：随着经济的发展，建筑材料、设备、建桥技术也有了很快的发展，特别是电子计算技术的广泛应用加快了人们对桥梁力学问题的研究，极大地推动了桥梁力学的发展；同时，桥梁力学的研究成果也使桥梁的设计、施工及管理水平得到了进一步的提高。关键词：桥梁、力学、发展、现状一、引言在原始时代就已经出现了桥梁，那时跨越水道和峡谷是利用自然倒下的树木，自然形成的石梁或石拱，虽然还不具备造桥的能力，但已经知道利用桥梁为生活创造方便。在17世纪以前，桥梁一般是用的木、石材料建造的，并按建桥材料分为石桥和木桥。19世纪50年代以后，随着酸性转炉炼钢和平炉炼钢技术的发展，钢材成为重要的造桥材料，钢的抗拉强度大，抗冲击性能好，尤其是19世纪70年代出现钢板和矩形轧制断面钢材，为桥的部件在厂内组装创造了条件，钢材应用日益广泛。因为只是凭经验修桥，曾使19世纪80-90年代得许多铁路桥发生重大事故;从那时起，正在发展中的结构力学理论得到了重视，在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后，桥梁因强度不足而造成的事故大为减少。到了现代，桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥。混凝土抗拉强度很低，但其价格却远低于钢材，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，将其作为梁式桥结构用材，跨度仍远逊色于传统的拱桥结构。而预应力钢筋混凝土桁架拱桥：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，若对钢筋施加一定的张力作用，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，从而极大地提高了混凝土结构的抗裂性能，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。二．桥梁建设简述与发展趋向 1、国外桥梁建设简述和发展趋向纵观国外桥梁建设发展的历史，对于促进和发展现代桥梁有深远影响的，是继意大利文艺复兴后18世纪在英国、法国和其他西欧国家兴起的工业革命。它推动了工业的发展，从而也促进了桥梁建筑技术方面空前的发展。 1855年起，发共建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥。法国谢儒奈教授在拱桥结构、拱圈

结构设计大赛之桥梁模型设计

结构设计大赛之桥梁模型设计戴洁 (广东交通职业技术学院，广东广州510650) 摘要：文中从结构设计大赛的模型要求及比赛加载方式分析入手，提出桥梁模型的设计方案构思，选择结构方案．并进一步对模型进行了强度、刚度和稳定性受力分析。试验证明本次设计制作的桥梁模型非常坚固，承受极限荷载接近于封顶值50 kg。 1桥梁模型设计 1．1模型要求及加载方式分析结构设计大赛拟设计桥梁结构模型。桥梁结构模型设计尺寸要求为：桥面总长l 000 mln；桥面高不低于120 toni：桥面总宽160～180rnITl；桥面净空高度不小于200 toni：最大跨径不小于400 mm。尺寸要求体现了桥梁设计的桥下净空和桥面净空等功能要求。比赛加载方式为动静载结合方式，初赛要求徒手将一辆l5 kg的小车从桥头拉至最大跨的跨中位置．并在该位置停留不少于5 S 然后拉到桥部。模型不至于失效方可进入决赛。决赛采用跨中集中力加载方式，初始荷载为20 ，荷载增加梯度为5 k 次，封项荷载为50 。每次加载后停留5 S。模型不失效即加载成功。模型不失效的标准：模型强度足够、不失去整体承载力：模型跨中挠度不超过l5 mm。小小桥模型须承受l5～50 kg的重量，由此带来的跨中弯矩较大，承载亦不易。但更

难控制的还是弯曲变形，挠度不超出15 mln即要求模型具有足够的抗弯刚度。 1．2材料分析参赛的结构模型要求采用组委会统一提供的绘图纸、棉线和乳胶。主体材料为绘图纸．辅助材料为棉线和乳胶。单张的绘图纸只能承受少量拉力，不能作为受弯、受压构件，即使多张绘图纸叠放具有抗弯强度．也不能提供足够的抗弯刚度。要使纸构件提供足够的强度和刚度．一种方法将纸卷成圆柱形．作成圆形梁和圆形柱：另一种方法将纸张切片叠成一定厚度并粘在一起．作成一定高度的薄梁．可以用作桥面的抗弯构件。但从整体结构上必须布置成纵、横梁网格系。棉线抗拉能力强，不能受压．只能用来做受拉构件，吊(拉)桥面或捆绑节点，增强节点强度。白乳胶主要起粘结作用。 1．3结构选型与方案构思鉴于比赛的加载重量大。且挠度变形量控制严格，桥型结构不能采用单一的梁桥、拱桥、悬索桥，而必须采用组合体系桥梁。为使桥面平整，便于行车，主体结构采用梁式桥型。为了增强模型的整体抗弯强度和抗弯刚度．布置斜拉杆(索)或垂直吊杆(索)。用卷成圆柱形的纸杆作为刚性斜拉杆或吊杆．节点用棉线捆绑牢固，做成类似斜拉桥的板拉桥刚性拉杆。桥面下可用拱形结构支撑桥面．也可以采用桥墩加斜撑辅助支撑桥面。拱形结构受力合理．但制作困难。下部结构主要采用实心的圆柱形纸杆作桥墩．由于直径有限(直径大时耗材多)，难以保证桥墩的稳定性，而空心纸卷制作起来有困难．也不能提供足够的抗压强度，所以桥墩结构上必须加强各杆件的横向联系．以增强桥梁的整体稳定性。主孔纵向设计为梁式桥结合“A” 型塔斜拉桥。主

中国高耸结构第24届学术交流会2号通知

中国高耸结构第24届学术交流会（2号通知）（2018年7月26-29日呼伦贝尔）主办单位:同济大学、中国土木工程学会桥梁及结构工程分会高耸结构专业委员会、中国工程建设标准化协会高耸构筑物专业委员会承办单位：《建筑结构》杂志社、亚太建设科技信息研究院有限公司支持单位：青岛东方铁塔股份有限公司、浙江宁远塔桅制造有限公司、上海三荣电梯有限公司、吉林安装集团股份有限公司会议时间：2018年7月26-29日（其中：26日报到；27-28日会议交流；29日返程）会议地点：呼伦贝尔宾馆（内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区胜利大街32号，近阿荣路）一、会议背景近年来，随着我国广播电视塔的多功能综合应用，风力发电塔、电力塔、通信塔等领域内新技术的发展以及塔桅结构检测维护领域的拓展，国内高耸结构相关方面取得了很多新技术、新成果。在此背景下，“中国高耸结构第23届学术交流会”于2016年7月在云南大理召开，来自国内从事高耸结构科研、设计、生产和教学等方面的120余位代表参加了会议。按照前期高耸结构学术交流会决议，“中国高耸结构第24届学术交流会”将于2018年7月在内蒙古自治区呼伦贝尔市召开，会议将邀请国内高耸结构领域的多名专家及相关领域代表围绕应用于广播电视、通讯、电力、风力发电等领域的塔桅结构，报告在科研、设计、施工、检测维护等方面取得的新成果、新技术。本届会议已在《建筑结构》杂志安排出版“高耸结构论文专刊”，届时发给与会代表。欢迎业内人士积极报名参会。二、部分会议报告（陆续更新中）报告人单位和职务报告题目马人乐同济大学教授低风速区高风塔结构发展探讨李正良重庆大学教授F型特高压输电塔风振响应分析张其林同济大学教授基于三维实体模型的塔架结构计算设计软件牛春良上海必立结构设计事务所有限公司教授级高工湿烟囱防腐设计-玻璃钢烟囱应用新技术介绍何敏娟同济大学教授风力发电塔基础疲劳损伤与对策舒兴平湖南大学教授钢结构端板攻丝高强度螺栓连接受力性能研究陈艾荣同济大学教授计算机视觉技术在桥梁监测及维护中的应用屠海明同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司高工《单管塔钢桩基础技术规程》解析

风振对桥梁工程损害及防治

风振对桥梁工程损害及防治摘要：风对桥梁的作用是一种十分复杂的现象，随着桥梁跨径的不断增加，风振现象也越来越受到工程界的关注。本文针对抖振、涡激共振、风雨振等风致振动对大跨度桥梁的结构安全形成不可忽视的影响,探讨了大跨度桥梁抗风设计原则与风致振动的控制,提出了改善桥梁结构和增加机械阻尼等方法。关键词：大跨度桥梁;风致振动;抗风设计 1引言 1940年秋，美国华盛顿州建成才四个月的主跨853m的塔科马悬索桥在风速不到20m／s的8级大风袭击下发生了当时还难以理解的强烈振动，奇妙的风竟使桥面扭曲翻腾．而且振幅愈来愈大。直至使桥面倾翻到45度，最终导致桥粱的折断坠入峡谷之中。这次事故后引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切,并开展了大量的理论探索和风洞实验研究。我国自70年代起斜拉桥蓬勃发展,跨度日益增大,1999年10月,主跨1385m的江阴长江公路大桥的建成通车,使我国成为世界上能自主设计和建造千米级悬索桥的第六个国家。中国改革开放以来已经建成了百余座缆索承重桥梁,其中包括10座悬索桥和近20座跨度超过400m的斜拉桥。与此同步,斜拉桥和吊桥的风致振动理论与实验研究也结合工程实际迅速发展,并取得了一些有价值的研究成果。 2桥梁结构风致振动理论风灾是自然灾害中发生最频繁的一种，桥梁的风害事故屡见不鲜。风与结构的相互作用是一个十分复杂的现象，它受风的自然特性、结构的外型、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等多方面因素的制约。当风绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力。当桥梁结构的刚度较大时，结构保持静止不动，这种空气力的作用只相当于静力作用。当桥梁结构的刚度较小时，结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。 2.1 风的静力作用静力作用指风速中由平均风速部分施加在结构上的静压产生的效应，可分

第一讲桥梁及结构风振理论及其控制

同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁风振理论及其控制——桥梁与隧道工程专业博士生学位课程主讲教师：葛耀君教授．博士同济大学土木工程防灾国家重点实验室桥梁工程系

第二讲　自然风特性第一讲　风工程简介第三讲　自然风模拟第四讲　结构气动响应第五讲　静风响应分析第六讲　桥梁气动稳定第七讲　随机抖振分析第九讲　环境空气动力学第八讲　涡激振动问题第十讲　风洞试验第十一讲　桥梁风振可靠性第十二讲　结构风荷载识别第十三讲　桥梁抗风设计第十四讲　结构抗风设计*

第一讲风工程简介 1.风工程范畴 1.1定义(J.E.Cermak) The rational treatment of interactions between wind and man and his engineered works on the surface of the earth. Applications of wind engineering are not for the most part aeronautical in nature, but are related to wind effects on buildings, structures and pedestrians, short range transport of air pollutants and local wind modification by buildings, urban geometry and topography.

1.2内容 A. 结构风荷载——压力或力* B. 风振响应——桥梁、结构、拉索、烟囱、塔桅等* C. 局部风环境——行人风环境、风冷因子(Wind-chill Factor) D. 污染和其它元素扩散问题 E. 风致运动——物体飘移 F. 建筑结构空气动力学——通风、空气渗透、内部流动 G. 气动现象——车辆、船舶、帆船、体育等 H. 风能利用——风力发电、场地选择 I. 气象工程等

什么样的桥梁结构承重最大

什么样的桥梁结构承重最大（春光小组：周鹏徐德闯）一、项目概述 1. 开展年级：五年级、六年级 2.学科：科学、数学、信息技术 3. 简介：本学习项目主要对象是五年级至六年级学生，桥梁是他们日常生活中常见事物，但桥梁的承重量有多大，什么样的地理环境适合建造什么结构类型的桥梁等等问题却很少同学去关心。本次项目探究活动，将从少年儿童身边熟悉的桥梁入手，让他们自己提出有关对桥梁感兴趣的问题，设计探究方法，通过调查、实验、观察、搜集资料、整理信息等方法，培养他们对科学探究的兴趣及数学、信息技术应用的能力。二、学习团队 1. 教师：周鹏：综合实践徐德闯：科学 2．学生：旅顺口区迎春小学：庄河光明山中心小学：三、学习目标与任务 1. 教学目标分析认知目标：了解不同结构的桥梁承重力是不同的能力目标：能通过改变桥梁的结构来改变桥梁的承重力情感与价值观：培养学生科学探究的方法与能力，知道科学就在我们身边。信息素养：提高学生利用现在网络技术、高科技手段搜集、整理文字、图片信息的能力。 2. 学习任务

5位同学为一小组，合作完成以下任务: ●任务1：从日常生活中同学们司空见惯的桥梁入手，让学生提一些比较感兴趣、乐于研究的问题，确立研究主题。 ●任务2：从电视、杂志、互联网等寻找一些有关桥梁的图片、数据信息。 ●任务3：通过信息的整理与分析，从中发现问题及思考解决问题的方案，设计对比实验。 ●任务4：把任务1、2、3的研究成果进行整理，做出一份可以相互交流的项目报告。四、学习过程项目学习活动过程（概念图）：任务一寻找世界各地的桥梁设计

?报章、杂志：你们可以从报章或杂志寻找你们所熟悉的桥梁结构，把图片及设计方案(或有关新闻)剪下，并记录你是从哪一份报章(报章名称)和哪一天(日期)取得的。 ?互联网：你亦可以从互联网上寻找桥梁结构设计并把它打印出来，记录你是从哪个网址中取得的。 ?其他途径：其实，若你能细心观察，亦可以从其他途径发现桥梁结构的设计应用，例如电视节目等。把有关的桥梁结构设计记录下来，并记录你是从哪里获得有关资料。想一想以下的问题: ?桥梁的整体形状是什么样子? ?桥梁的主体结构是怎样设计的? ?最突出的、最令人印象深刻的桥梁结构设计对你的启发? 任务二设计桥梁结构设计图学生搜集力学原理，结构以什么样的形式制作最稳定？注意：进行访问时，紧记要表现应有的礼貌! 根据搜集讨论得来的思路绘制桥梁设计图（可以是多个设计方案）从绘制成的桥梁结构设计图中，你们发现什么? 有什么总结? 把你们的发现记录下来。并思考问题: ?桥梁的整体形状及桥体的结构特征? ?你会如何解释你们的发现? ?你们的发现对你有什么启示? 任务三制作项目实践探究整理

桥梁工程及荷载分类简介

桥梁工程及荷载分类简介一、永久荷载（恒载）永久荷载（恒载）是指结构在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。作用在桥梁上部结构的恒载，主要是结构物的重力及附属设备等外加重力；作用在墩台的恒载，主要是上部结构的恒载支座作用力、墩台本身重力、土压力及其引起的土侧压力或水浮力（水中墩台）。预应力在结构使用极限状态设计时应作为永久荷载计算其效应，在承载能力极限状态设计时，作为结构抗力的一部分，而非永久荷载。二、可变荷载可变荷载是指结构在设计使用期内其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（活载）和其它可变荷载。 1、基本可变荷载（活载）包括车辆荷载及其影响力，人群荷载和汽车冲击力，离心力，汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力，即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。2、其它可变荷载包括自然和人为产生的各种变化力，如风力（风荷载），汽车制动力，温度影响力，支座摩阻力、流水压力及冰压力等。三、偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大，且持续时间很短的荷载。主要是指地震荷载和船只或漂流物的撞击力。桥梁分类根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分，这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的，根据大纲要求，应对以下几种主要的划分方法有所了解，对按结构体系分类要进行重点

的学习和掌握。按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。根据不同的分类标准可以对桥梁进行不同的划分，这些划分对理解整个桥梁体系是很有帮助的，根据大纲要求，应对以下几种主要的划分方法有所了解，对按结构体系分类要进行重点的学习和掌握。按结构体系分类梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥按跨径分类特大桥、大桥、中桥、小桥按桥面位置分类上承式桥、中承式桥、下承式桥、按材料分类木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥。按跨越方式分类固定式桥、开启桥、浮桥、漫水桥按施工方法分类整体施工桥梁、节段施工桥梁按结构体系分类— 按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。梁式桥：主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约20米，悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约60-70米。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。拱式桥：拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响

桥梁结构设计的力学稳定性

浅谈桥梁结构设计的稳定性作者：黑龙江科技学院工业设计10—2班赵云超摘要：众所周知，抗压强度是评判一座桥梁质量好坏的重要方面，与此同时，稳定性也是一座桥梁不可忽视的重要因素。在历史上以及现今社会中发生的一些桥梁垮塌事故，很大一部分是由于忽视稳定性而造成的。桥梁结构设计的稳定性，是研究桥梁力学的一个重要分支。本文以拱式桥为例，通过力学分析介绍拱式桥拱肋稳定性理论的计算方法。关键词：桥梁结构稳定性拱式桥拱肋工程力学知识在现代桥梁的设计与建造中发挥着巨大作用，同时随着一些技术实际问题的产生，也推动着工程力学不断向前发展。桥梁结构的稳定性是涉及其安全与经济的重要因素，它与桥梁的强度问题有着同样重要的意义。随着经济社会的发展，各式各样的桥梁不断涌现出来。在此之中，由于在设计时对稳定性考虑不够，产生了一些事故，这使得对于桥梁稳定的研究，具有更广阔的意义。桥梁的稳定性取决于它所受到的力系以及它自身结构的设计。挡结构设计合理，桥梁所受载荷分布均匀，整个系统受力保持平衡时，桥梁就具有很强的稳定性。结构失稳是指在外力的作用下，结构的平衡状态开始丧失稳定性，稍有扰动，则变形迅速增大，最后使结构遭破坏。桥梁结构的失稳现象可分为下列三类： 1，个别构件的失稳； 2，部分结构或整个结构的失稳； 3，构件的局部失稳。桥梁结构的稳定问题一般分为两类，第一类叫做平衡分支问题，即到达临界荷载时，除结构原来的平衡状态理论上仍然可能外，出现第二个平衡状态；第二类是结构保持一个平衡状态，随着荷载的增加，在应力比较大的区域出现塑性变形，结构的变形很快增大。当荷载达到一定数值时，即使不再增加，结构变形也自行迅速增大而使结构破坏，这个荷载值实质上就结构的极限荷载，也称临界荷载。下面就拱桥结构谈一下桥梁的稳定性。拱桥是我国公路、铁路上常用的一种桥梁型式。一般拱桥的拱轴线采用桥梁结构中常见的二次抛物线拱轴形式，拱圈是拱桥的主要承重结构，为曲线形。拱上建筑，又称拱上结构，是指在桥面系与拱圈之间能够传递压力的构件或填充物。本文将对该桥拱肋的稳定问题进行力学分析。 1拱肋稳定理论拱肋是一种主要承受压力的平面曲杆体系。因此，当拱所承受的荷载达到一定的临界值时，整个拱就会失去平衡的稳定性：或者在拱的平面内发生纯弯屈曲；或者倾出于平面之外发生弯扭侧倾。拱的面内屈曲有两种不同形式：第一种形式是在屈曲临界荷载前后，拱的挠曲线发生急剧变化，可看作这是具有分支点问题的形式，桥梁结构中使用的拱，在体系和构造上多是对称的，当荷载对称地满布于桥上时，如果拱轴线和压力线是吻合的，则在失稳前的平衡状态，只有压缩而没有弯曲变形，当荷载逐渐增加至临界值时，平衡就出现弯曲变形的分支，拱开始发生屈曲；第二种屈曲形式在非对称荷载作用下，拱在发生竖向变位的同时也产生水平变位，随着荷载的增加，两个方向的变位在变形形式没有急剧变化的情况下继续增加，当荷载达到了极大值，即临界荷载之后，变位将迅速增加，这类失稳称为极值点失稳，也称

公路桥梁结构设计研究论文

公路桥梁结构设计研究论文摘要:公路桥梁是一个国家交通运输的主要形式之一，对国家经济发展、社会进步有重要作用，桥梁的规模水平彰显国家经济基础和技术能力。基于此，本文先提出基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架，再指出桥梁性能设计的根本原则，并从几方面对公路桥梁的结构性能展开分析，最后给出了相对应的性能目标，希望对未来公路桥梁结构设计有一定的借鉴意义。关键词:公路桥梁;性能设计理念;框架;原则;性能标准公路桥梁是一个国家交通运输的主要方式之一，有利于经济发展和社会进步，而其规模水平彰显出国家经济基础和技术能力。自1990年代初至今，关于国内公路桥梁的建造发展迅猛，公路桥梁总数达67万架，比如江阴大桥、苏通大桥等著名特大型桥梁。关于公路桥梁的设计和建造，涉及多门学科，其发展水平依赖于桥梁技术的进步。工程技术制度标准是所有建筑建造的约束规范，其基于的理论系统能投射出建造水平的高低。就力学方面而言，公路桥梁架构设计手段由应力允许设计→磨损阶段设计→极限设计的发展，设计采取的概率分析包括半概率法、近似概率法等，其中建造材料由概率分析得出，而安全系数靠经验判断。最近几年以来，一些经济发达国家逐步展开对基于性能设计理念下的公路桥梁结构设计的研究，来强化交通设施的建造水平。除此之外，这种理念和手段的转变促使基于使用寿命的可持续发展

制度规范的构建和完善，为我国桥梁建造技术在世界占据一席之地奠定基础。 1基于性能设计理念下公路桥梁结构设计的标准框架以性能设计为基础的结构设计是以性能目标为依据，尽量达到该目标的设计总和，也就是基于设计制度规范、稳定的结构、合适的规划，来确保工程各细节设计，监控工程质量与后续维护，保障工程结构在某段使用时间内受到外部压力时，磨损程度低于某个极限状态，结构功能高于标准范围下限，同时还要具备可修护至性能目标的功能。性能设计要考虑使用寿命内各结构的性能标准，同时要求客户和设计者全面掌握，进而选择各设计、施工、维护手段来保证实现预期性能目标。因此，所谓的性能设计理念是指所设计的建筑结构在寿命内、在各外部压力情况下，能始终保持预期的性能目标，具体可表示为以下几点:(1)根据结构功能与客户需求来明确性能标准，也就是所谓的性能目标构建(尽管各需求差异较大，然而需要大于社会或行业的基本标准);(2)选择一定的设计、施工、维护手段来调节性能目标;(3)判断考核各性能指标，确保设计的结构能符合所有的性能目标。以性能设计为基础的结构设计除了保障社会人身安全之外，还需考虑后期磨损引起的成本费用，需最大限度地实现结构设计的预期性能目标，即使用寿命的标准需求，这些是性能结构设计最近几年迅猛发展的关键所在。所以，该结构设计方法需要整个设计过程基于使用功能的实现，并非采取传统设计、建造模式，其是性能结构

列车-桥梁系统共振研究现状及预防措施

列车-桥梁系统共振研究现状及预防措施一．列车-桥梁系统共振研究现状列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动，而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动，这种相互作用、相互影响的问题就是车辆与桥梁之间振动耦合的问题。人类自1825年建成第一条铁路以来，便开始了对列车与桥梁相互作用研究探索的漫长历史过程。1849年Willis提交了第一份关于桥梁振动研究的报告，探讨了Chester铁路桥梁塌毁的原因。在随后的近100年时间内，由于当时力学水平、计算技术、方法及手段的落后，研究中通常将车辆、桥梁简单地看作两个独立的模型，在这种模型里，机车车辆被简化成单个或多个集中力，或者将其各种动力因素简化为简谐力，而桥梁被处理成均布等截面梁，采用级数展开的方法进行近似的求解，这些方法基本上只能算是解析法或半解析法。 20世纪60、70年代以来，电子计算机的出现以及有限元技术的发展，使得车桥耦合振动研究有了飞速的发展，从车桥系统的力学模型、激励源的模拟到研究方法和计算手段等都有了质的飞跃，人们可以建立比较真实的车辆和桥梁计算模型，然后用数值模拟法计算车辆和桥梁系统的耦合振动响应，美国、日本、欧洲和国内诸多学者为车桥耦合振动理论的发展做出了重要贡献，在车辆模型、桥梁模型以及车桥系统耦合振动方面取得了不少成就。近年来，随着既有铁路提高行车速度和高速铁路发展的要求，车辆与结构的耦合振动问题变得越来越重要，目前世界各国都在更深入地开展这方面研究。对于车桥耦合振动问题的研究方法可以分为两类：原型实验和理论分析。原型实验是采用测量仪器对于实车或实验车通过桥梁时的动力反应进行记录，并对实测资料进行分析研究，基于实测值找出车桥耦合振动的规律性。有限元出现之前，试验测试是研究的主体，通过对车辆及桥梁状态进行大规模原位试验测试，总结出经验公式或理论，用于指导桥梁设计。理论分析是对车桥系统做一定简化假定，建立系统的相互作用的运动方程式或采用有限元方法求解出结构的动力反应，对该问题进行研究。有限元出现以后，试验与理论分析密切结合，可节省大量的试验工作量。车一线一桥动力相互作用涉及到车辆(包括车体、转向架和轮轴)、线路和桥梁结构的自身状态等诸多问题，并受到许多随机因素的影响，这就使得该问题变得非常复杂。实测值在一定程度上可以反应车桥耦合系统的实际情况及规律性，但是因测量方法和测量手段的限制，对该问题的研究也在不断地深入。但是只靠试验，就只能随着桥梁结构类型、桥梁跨度、

桥梁结构计算心得

桥梁结构计算心得兰新实习后，我们懂得很多关于工程施工方面的知识，但有些方面我很缺乏，对结构力学这方面接触的很少，很不到位，所以每当师傅问起我时，总是一问三不知，看不懂是经常的事，什么弹力力学，就像看天书一样，微不足道。刚回来就在老师这里得知，要开桥梁结构计算这门课程，听起来很是兴奋，学了这么久，总算是能接触到这门课程了，虽然我们比起本科生要学得简单些，但对我们这些学铁道工程的学生来说，已经很满足了！桥梁的计算是一门各式桥梁结构内力的计算，竟而进行分析，运算，根据现有的交通状况，地质条件，气候变化，材料的强度，桥梁的总质量等，做出一系列的分析论证，合格后方能设计施工。桥梁结构理论与计算方法：桥梁结构整体分析、面板分析、壁箱梁理论、凝土及组合结构理论、桥计理论、弯桥计算理论、支承桥计算理论、梁结构的特殊计算问题桥梁结构整体分析：桥梁结构分析的有限元法、式结构分析的有限条法、截面连续梁、拱式结分析的子结构法、量原理及组合结构分析的变形协调法、梁结构的材料几非线性分析、桥面板分析构造正交异性桥面板分析、桥面板有效分布宽度、悬臂桥面板计算理论、钢桥面板计算理论薄壁箱梁理论薄壁箱梁的弯曲理论、薄壁箱梁的扭转理论、壁箱梁的畸变理论混凝土及组合结构理论、混凝土的徐变收缩理论、混凝土的强度理论、混凝土结构基本计算理论、混凝土的裂缝与刚度理论、钢——混凝土结合梁分析理论、拱桥计算理论、拱桥弹性理论、拱桥挠度理论、斜弯桥计算理论、斜弯桥荷载横向分布计算方法、斜桥计算理论、弯桥计算理论、索支承桥计算理论、悬索桥计算理论、斜拉桥计算理论桥梁结构的特殊计算问题、桥梁结构温度效应理论、高墩大跨径桥梁稳定理论、桥梁结构承载力、桥梁控制计算方法、桥梁加固计算方法、通过对这方面的学习，收获了很多知识，学习能力有了大步的提高，我想自己下一步的工作很比以往顺利多了！

桥梁工程的结构组成及作用分析(精)

桥梁的结构组成及作用分析 2013年 10月 20日王平洪一、桥梁结构组成 1.1 桥梁结构由下部结构和上部结构组成。 1.2 桥梁下部结构包括基础、桥墩和桥台 . 1.3 桥梁上部结构是跨越桥孔的结构,包括桥梁的桥面系、桥道结构、承重结构(主梁、桁架和拱圈、连接系、支座等。二、桥梁基础的形式及适用条件 2.1 桥梁基础形式桥梁基础的形式主要包括:扩大基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙。 2.2 受力作用特点及适用条件 2.2.1 扩大基础由地基反力承担全部上部荷载, 将上部荷载通过基础分散至基础底面, 使之满足地基承载力和变形的要求。适用于地基承载力较好的各类土层,根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、挖掘机、爆破等设备与方法开挖 2.2.2 桩基础将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深的地基持力层中去。当荷载较大或桩数量较多时需在桩顶设承台将所有基桩联接成一个整体共同承担上部结构的荷载。桩基础包括:沉桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。

2.2.2.1沉桩 1 锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。 2 振动沉桩法一般适用于砂土,硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土。 3 射水沉桩法适用在密实砂土,碎石土的土层中。 4 适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。 2.2.2.2钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。 2.2.2.3挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水, 且较密实的土层或风化岩层。如空气污染物超标,必须采取通风措施 2.2.3 管柱它是一种深基础, 埋入土层一定深度, 柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩层中,作用在承台的全部荷载,通过管柱传递到深层的密实土或岩层上。适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底, 并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上, 不适用于有严重地质缺陷的地区, 如断层挤压破碎带或严重的松散区域 2.2.4 沉井沉井是桥梁墩台常用的一种深基础型式, 有较大的承载面积, 可以穿过不同深度覆盖层, 将基底放置在承载力较大的土层或岩面上, 能承受较大的上部荷载。适用于竖向和横向承载力大的深基础 2.2.5 地下连续墙

桥梁结构设计问题

桥梁结构设计问题探讨摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号：一、桥梁结构设计现状目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。

桥梁工程教材-及结构简图解析

各种桥梁结构示意图

斜拉桥结构图桥梁工程一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题) 1. 桥梁按体系划分可分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合体系桥。

2.桥梁的建筑高度是指桥面与桥跨结构最低边缘的高差。 3.公路桥梁总长是指桥梁两个桥台侧墙尾端间的距离。 4. 下列桥梁中不属于组合体系桥梁的结合梁桥。 5.以公路40m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是 ①>③>②。 6.以铁路48m简支梁桥为例，①标准跨径、②计算跨径、③梁长这三个数据间数值对比关系正确的是 ①＝②<③。 7. 桥梁设计中除了需要的相关力学、数学等基础知识外，设计必须依据的资料是设计技术规范。 8.我国桥梁设计程序可分为前期工作及设计阶段，设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计与施工设计。 9. 下列哪一个选项不属于桥梁总体规划设计的基本内容桥型选定。二．判断题(判断正误，共6 道小题) 10.常规桥梁在进行孔跨布置工作中不需要重点考虑的因素为桥址处气候条件。 11.斜腿刚构桥是梁式桥的一种形式。（×） 12.悬索桥是跨越能力最大的桥型。（√） 13.桥梁设计初步阶段包括完成施工详图、施工组织设计和施工预算。（×） 14.桥位的选择是在服从路线总方向的前提下进行的。（×） 15.一般来说，桥的跨径越大，总造价越高，施工却越容易。（×） 16.公路桥梁的总长一般是根据水文计算来确定的。（√）三、主观题(共3道小题) 17. 请归纳桥上可以通行的交通物包括哪些（不少于三种）？请总结桥梁的跨越对象包括哪些（不少于三种）？参考答案：桥梁可以实现不同的交通物跨越障碍。最基本的交通物有：汽车、火车、行人等。其它的还包括：管线（管线桥）、轮船（运河桥）、飞机（航站桥）等。桥梁跨越的对象包括：河流、山谷、道路、铁路、其它桥梁等。 18. 请给出按结构体系划分的桥梁结构形式分类情况，并回答各类桥梁的主要受力特征。参考答案：

浅析桥梁结构稳定

浅析桥梁结构稳定摘要：对于桥梁三维空间结构体系，特别是大跨径的桥梁，其稳定性变的越来越重要，已经成为结构计算重要因素之一；通常稳定性问题分为两类，第一类稳定性问题归结为求解特征值问题，第二类稳定性归结为极限承载力问题，其与实际结构比较吻合；通过有限元理论计算求解极限承载力，优化指导桥梁机构设计。关键词：桥梁；稳定；极限承载力；有限元 1 概述稳定问题是力学中的一个分支，是桥梁工程中经常遇到的问题，与强度问题有着同等重要的意义。随着桥梁跨径的不断增大，桥墩的高耸化、箱梁薄壁化以及高强材料的应用，结构整体和局部的刚度下降，使得稳定问题显得比以往更为重要，而稳定问题和强度问题不同，它需要找出作用与结构内部抵抗力之间的不平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，因此它是一个变形问题，而不是和强度问题一样是一个应力问题，它的主要目标是阻止不平衡稳定状态的发生。由于稳定问题的计算必须以变形后的体系作为计算依据，因而叠加原理失效。几乎所有的桥梁工程中的稳定问题都应属于极值点失稳问题，在桥梁设计中，采用极限承载力设计，极限承载力是从“极限设计”的思想中引出的概念，而传统的“强度设计”以构件最大工作应力乘以安全系数等于材料的屈服应力为依据。一般的情况下，构件某截面开始屈服并不代表结构完全破坏，结构所能承受的荷载通常较构件开始屈服时的荷载要大，为了利用这一结构强度储备量，“极限设计”提出了极限荷载的概念。即引起结构完全崩溃的载荷，并将结构的工作荷载取为即极限荷载的一个固定的部分。 2稳定问题结构失稳指的是结构在外力增加到某一量值时，稳定性平衡开始丧失，稍有扰动，结构的变形迅速增大，使结构失去正常工作能力的现象。在桥梁结构中，要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。一般将结构稳定分为第一类稳定和第二类稳定。相应与丧失第一类稳定的最小临界荷载定义为：使结构维持原有平衡形式的极限荷载。当荷载超过最小临界荷载时，则在任何引起弯曲的附加因素作用下，杆件将发生巨大而迅速的变形，从而导致结构的破坏，只是轴向压缩；而在失稳时，同时发生压缩和弯曲。因此有人将第一类失稳叫做丧失应力状态的稳定；如果承受静水压力的薄壁圆环，当水压力P达到临界Pcr以前，它维持圆形的平衡形式，同时管壁也将受到压缩与弯曲的联合作用。以上的分析可见，第一类失稳得具体有以下特征：（1）在丧失第一类稳定的情况下，将要发生平衡形式的分支，使原来的平衡形式成为不稳定形式，而开始出现新的、有质的区别的平衡形式；（2）变形情况与应力状态都随着发生质的变化。若杆件是弹塑性材料杆，每一荷载的数值对应着一定的绕度值，不过它们之间的关系是非线性的。随着P逐渐接近于欧拉临界荷载Pcr，杆件的绕度将迅速的增加。首先是边缘应力达到极限，随后塑性变形将向截面内部展开，在这过程中，挠度与荷载P之间的关系成非线性。但是，在P达到极限值Pu之前，如果不增加荷载P，则挠度将不会继续自然增加。在P 达到极限值Pu时，即使不增加荷载，甚至有时减少荷载，挠度仍然继续增加。我们称之为第二类失稳，或者准确的说，是丧失结构的承载能力。第二类失稳的基本特征如下：（1）丧失第二类稳定时，不会发生平衡的分支，不会出现新的、质的区别的平衡形式，整个过程只是原来的平衡形式发生数量的变化，同时，变形情况和应力状态也不发生质的变化；（2）丧失第二类稳定时，结构丧失了承载能力，此时，当载荷达到临界时，

桥梁结构设计说明书

缘聚桥结构设计说明书队名：创造模力队员：张钧堂熊富有李人志李庆典

一、设计说明书 1、方案构思与结构选型根据竞赛规则要求，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，采用A0图纸、白卡纸和白乳胶精心设计制作了“缘聚桥”桥梁模型。为了达到轻简抗挠的效果，通过对稳定性的分析，我们采用了三角梁与桥墩结合作为整个桥的受力结构，桥面我们使用三角型折纸与正方形折纸并列捆绑的方式，这样能最大程度使加载分散在每一个构件上，并且我们还在桥面上粘了一层白卡纸，使受力韧度增大，桥面不易变形。 2．模型规格： 1、模型总跨度1000mm，桥面宽130mm，桥面高差≤20mm，桥高度100mm。 2、桥梁模型设计为单跨单车道，跨长度1000mm，车道宽100mm。 3. 受力构件设计 a)受载荷部分为桥面，桥面采用三角型折纸与正方形折纸并列捆绑的方式，这样能最大程度使加载分散在每一个构件，达到最大刚度要求； b)支撑部分为三角型支梁。桥墩和简支梁的组合，作为压弯系统，承担结构的整体受压、受弯； c)桥墩与桥面的垂直结合，卡在桥的三角型折纸内部，，分担梁的部分支撑； d)三角梁之间捆绑一根小梁，组成另一个三角形，进一步增大梁的抗变形能力； e)桥面下方用5根细纸棒做为载荷支撑，纸棒用纸带连接到梁上。 4.设计过程：此模型设计的重点是抵抗均布载荷和动载过程对桥梁产生的屈曲、断裂、磨损以及弯曲等破坏。所以考虑到A0具有两考的抗拉性能，而且通过简易的构建制作，能够大大提高图纸的强度。组合成一个具有良好结构体系的桥模型。发挥

纸所体现出的钢的特性。而乳白胶粘结力强，满足结构受力特点，使纸间紧密结合。缺点是湿度大，不易干燥，干燥后硬度强，但容易产生脆性破坏。白卡纸具有表面硬度大的特点，用来做桥面，增大桥面的韧度，不易损坏变形 5.结构特色三角梁是由图纸卷制而成，卷的时候层层加胶，这样更增加了桥梁的刚度，连接部分用纸带加胶捆绑，达到最够连接强度。桥面使用空心三角型折纸，强度大且质量轻，制作精确简易、精确，搭配白卡纸桥面，从而提高了桥的受压能力；三角梁之间连接架极大地增强了桥体抗侧扭的能力。二、方案图