桥梁结构设计理论方案

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桥梁工程施工临时结构设计及案例分析

桥梁工程施工临时结构设计及案例分析

桥梁工程施工临时结构设计及案例分析模板1:科技风格1.引言本文档是关于桥梁工程施工临时结构设计及案例分析的详细文档。

旨在提供相关领域的技术指导,并通过案例分析来展示施工临时结构设计的实际应用。

2.背景介绍桥梁工程施工临时结构设计的背景和意义。

包括为确保施工期间的安全性和效率而采取临时结构设计的必要性。

3.施工临时结构设计原则详细介绍桥梁工程施工临时结构设计的原则。

包括安全性、可靠性、经济性、施工性等多个方面的考虑。

4.施工临时结构设计过程详细阐述桥梁工程施工临时结构设计的具体过程。

包括设计需求确定、结构选型、荷载计算、结构分析等多个步骤。

5.施工临时结构案例分析通过实际案例,分析不同类型桥梁工程施工临时结构的设计方案。

包括临时支撑结构、承重架设等多个方面的案例分析。

6.影响因素分析对施工临时结构设计中的影响因素进行分析。

包括地质条件、施工环境、设计要求等多个因素的影响。

7.施工临时结构安全管理介绍桥梁工程施工临时结构安全管理的重要性和方法。

包括临时结构监测、隐患排查、紧急预案等多个方面的安全管理措施。

8.结论总结桥梁工程施工临时结构设计及案例分析的关键点。

强调安全性和可靠性在施工过程中的重要性。

附件:本文档附带的相关附件包括设计图纸、分析报告等。

法律名词及注释:1.施工临时结构设计:指桥梁工程施工中为保证施工期间的安全性和效率而采取的临时性支撑、承重等结构的设计。

2.安全管理:指对施工临时结构进行监测、隐患排查等措施,确保施工过程中的安全性和可靠性。

模板2:正式风格1.介绍本文档是关于桥梁工程施工临时结构设计及案例分析的详细文档,旨在提供相关领域的技术指导,并通过案例分析来展示施工临时结构设计的实际应用。

2.背景及意义2.1 背景桥梁工程施工期间需要采取临时结构来支撑和承载工程施工的荷载,确保施工安全和施工效率。

2.2 意义施工临时结构设计的正确性和可靠性对于保障施工期间的安全和顺利进行具有重要意义。

桥梁结构设计原理第2章

桥梁结构设计原理第2章

钢筋混凝土结构设计理论的三个发展阶段

1、容许应力计算法 以弹性理论为基础的一种计算方法,不能如实 的反应构件截面的应力状态,不能正确的计算出结 构的承载能力。 2、破坏阶段计算法 20世纪30年代所提出,以弹塑性理论为基础的 一种计算方法,比容许应力计算法有了很大的进 步。 3、极限状态计算法 20世纪50年代所提出,是破坏阶段计算法的发 展。
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
影响正常使用的振动
影响正常使用的其它特定状态
正 常 使 用 极 限 状 态
(承):刚体失去平衡,材料强度不足,结
极限状态的 表现形式:
构转变为机构,失稳
(正):过大的变形,影响正常使用或耐久 性能的局部损坏,过大的振动
注意
结构或构件能否完成预定功能与结构的作用效应S与结 构的抗力R有关。 由此可采用结构的功能函数 Z = R – S 来描述结构完成 预定功能的状况。因抗力R和S均具有随机性,所以只能用功
三、混凝土结构的耐久性设计
1、耐久性问题 (1)混凝土损伤 (2)钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀等 (3)钢筋与混凝土之间黏结锚固作用的削弱 2、影响耐久性的因素 (1)混凝土碳化 (2)化学侵蚀 (3)碱集料反应 (4)冻融破坏 (5)温度变化的影响
(2)作用长期效应组合
M QiK 459.7 /(1 ) 385.98kN m
• 作用长期效应组合设计值为:
M ld M Gik 2 j M Qjk
i 1 j 1 m n
M Gk 21M Q1k 22 M Q 2 k 552 0.4 385.98 0.4 40.6 722.63kN .m
第二章
钢筋混凝土结构设计基 本原理

桥梁概念设计与分析理论

桥梁概念设计与分析理论

桥梁概念设计与分析理论一:桥梁属性与结构形式1.1桥梁的属性科学:分析实验桥梁工程{ 技术:研发应用艺术:创造美学1.2 桥梁结构的分类用途:人行桥,公路桥,铁路桥,公铁两用桥,城市桥,管道桥,明渠桥材料:石桥,木桥,钢桥,混凝土桥,预应力混凝土桥(主跨90米,在中小跨度范围内已占绝对有优势,在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争。

它主要承重结构用预应力钢筋混凝土结构的桥梁。

附加预应力混凝土:预应力混凝土,为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象,在构件使用(加载)以前,预先给混凝土一个预压力,即在混凝土的受拉区内,用人工加力的方法,将钢筋进行张拉,利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区预先受压力。

这种储存下来的预加压力,当构件承受由外荷载产生拉力时,首先抵消受拉区混凝土中的预压力,然后随荷载增加,才使混凝土受拉,这就限制了混凝土的伸长,延缓或不使裂缝出现,这就叫做预应力混凝土。

)钢——混凝土组合结构桥结构形式:梁桥拱桥斜拉桥悬索桥组合桥斜拉—悬索协作体系规模跨径:小桥(8~30米) 中桥(30~100) 大桥(100~1000) 特大桥(大于1000)1.3桥梁结构形式与合理跨度范围(1)梁桥简支梁桥的跨度一般不超过70M,最有竞争力的跨度范围50M以下等截面连续桥梁的合理跨度范围在30~110M,优势跨度范围50~80 变截面连续桥梁或连续钢结构桥的合理跨度50~350M,最有竞争力的跨度范围100~300M(2)~(3)拱桥合理跨度范围600M以下,最有竞争力40~450M(4)系杆拱桥合理40~800M 最有竞争力150~1200M(5)斜拉桥合理80~1500M 最有竞争力150~1200M(6)悬索桥合理200以上,500以上最有竞争力二:桥梁设计准则2.1 桥梁设计的基本目标安全实用经济美观2.2安全性和试用性(1)承载能力极限状态1 结构或构件达到材料极限强度2 结构或构件达到稳定极限承载力3 达到疲劳或断裂极限4 结构整体可以作为刚体产生明显的滑移或转动,或存在倾覆的危险5 节点破坏,结构转变为机动体系6 由于材料的塑性变形或长期徐变变形过大,或由于裂缝引起的刚度下降,挠度过大等,致使桥梁不在能继续承载或使用。

桥梁初步设计方案

桥梁初步设计方案

桥梁初步设计方案1. 引言桥梁是连接两个地理区域的重要结构,具有承载交通、人员和货物的功能。

在设计一座桥梁时,需要综合考虑多个因素,如地理环境、交通流量、设计标准等。

本文档将介绍一种桥梁初步设计方案,包括桥梁类型、材料选择、荷载计算等内容。

2. 桥梁类型选择在进行初步设计之前,需要确定桥梁的类型。

常见的桥梁类型包括悬索桥、斜拉桥、拱桥、梁桥等。

每种类型的桥梁都有其独特的特点和适用场景。

根据需要设计的桥梁所处的环境和要求,选择合适的桥梁类型是非常重要的。

在本次设计中,考虑到桥梁跨度较大且需要较高的刚度和稳定性,我们选择设计一座梁桥。

梁桥以梁体为主要承载结构,并通过墩柱将荷载引导到地基上,具有较高的刚度和稳定性,适用于大跨度的桥梁设计。

3. 材料选择梁桥的主要材料包括混凝土和钢材。

混凝土具有耐久性和抗压性好的特点,在梁体的承载能力方面表现良好;而钢材则具有高强度和韧性,适合用于构建梁体的支撑结构。

因此,我们选择使用混凝土作为梁体的主要材料,结合钢材作为支撑结构的材料。

为了保证混凝土梁体的质量,我们将按照国家标准GB/T 50081-2002《混凝土结构设计规范》和GB/T 50428-2007《桥梁施工质量验收规范》进行设计和施工。

4. 荷载计算桥梁设计中,荷载计算是一个关键的环节。

合理的荷载计算能够确保桥梁的承载能力满足设计要求。

常见的桥梁荷载包括静荷载、动荷载和温度荷载等。

4.1 静荷载静荷载是指桥梁在没有外部作用力的情况下所受到的荷载。

静荷载包括自重荷载和偶然荷载。

自重荷载是指桥梁结构自身的重量,包括桥面荷载、梁体荷载等。

偶然荷载是指桥梁在特定情况下承受的非永久性荷载,包括行人荷载、车辆荷载等。

4.2 动荷载动荷载是指桥梁受到的运动荷载,包括行驶在桥梁上的车辆的荷载。

根据设计要求和当地交通流量等因素,我们可以根据规范和经验进行动荷载的计算。

4.3 温度荷载温度荷载是由于温度变化引起的结构变形而导致的荷载。

桥梁结构设计(全文)

桥梁结构设计(全文)

桥梁结构设计(全文)一、我国桥梁设计现状总体来讲我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。

结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

二、桥梁设计的注意事项(一)应该更加重视结构的耐久性问题。

国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究,也取得了不少成果。

这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的,对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。

而且,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的学习。

结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

国内外的研究和实践都表明,结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

(二)重视对疲劳损伤的研究。

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载,会在结构内产生循环变化的应力,不但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳损伤。

由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的,实际上存在许多微小的缺陷,在循环荷载作用下,这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。

如果宏观裂纹不得到有效控制,极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。

早期疲劳损伤往往不易被检测到,但其带来的后果往往是灾难性的,故而对疲劳损伤的研究需要引起足够的重视。

(三)充分重视桥梁的超载问题。

桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。

超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。

桥梁设计方案

桥梁设计方案

桥梁设计方案1. 引言本文档旨在提供一份桥梁设计方案,以满足特定的工程需求并确保结构的安全和可靠性。

2. 工程概述本工程旨在设计一座横跨江河的桥梁,连接两个城市,满足道路交通的需要。

桥梁设计考虑到以下几点:- 跨度:本工程要求跨越宽度为X米的江河,确保桥梁的合适长度。

- 车流量:预测每天的车流量为Y辆,桥梁的设计需考虑道路交通的需求。

- 基本功能:桥梁应具备安全、耐久、易维修等基本功能。

3. 桥梁设计方案3.1 结构类型本工程拟采用悬索桥设计作为桥梁结构类型。

悬索桥以其良好的跨越能力和美观的外观而被广泛采用。

3.2 桥梁材料为确保桥梁的强度和稳定性,拟使用高强度钢材作为主要材料。

钢材具备良好的抗拉强度和耐腐蚀性能,能够满足桥梁的需求。

3.3 结构设计(详细参数请参见附录)- 主塔设计:采用钢管结构,确保主塔的稳定性和承载能力。

- 悬挂索设计:采用高强度钢索,确保悬挂索的强度和耐久性。

- 锚固设计:采用混凝土支座作为桥梁的基础,确保桥梁的稳定性和安全性。

- 桥面设计:采用钢材结构与混凝土桥面板相结合,确保桥面的强度和稳定性。

3.4 施工方案本工程的施工方案应考虑到以下几个主要方面:- 施工时间:在交通不繁忙的时段进行施工,减少对道路交通的影响。

- 施工队伍:精选专业的施工团队,确保施工过程的质量和效率。

- 施工安全:采取必要的安全措施,保障施工过程中的人身安全和物资安全。

4. 风险评估在桥梁设计和施工过程中,可能会存在一些风险因素,需要采取相应的措施进行风险评估和预防。

主要的风险因素包括但不限于:自然灾害、工程材料质量、设计误差等。

在本工程中,我们将制定相应的风险管理计划,确保风险能够得到控制和管理。

5. 结论本文档提供了一份桥梁设计方案,涵盖了工程概述、结构类型、桥梁材料、结构设计、施工方案以及风险评估等方面的内容。

此设计方案将确保桥梁的安全、可靠,并满足预期的工程需求。

6. 附录附录中包括了桥梁结构的详细参数和工程设计图纸,供参与工程实施的相关人员参考。

单跨结构模型设计理论方案

单跨结构模型设计理论方案

单跨结构模型设计理论方案概述:单跨结构是指桥梁或建筑中仅有一个支座的结构形式。

其设计要求的主要目标是满足结构强度、稳定性和耐久性等方面的要求。

在设计中,需要综合考虑各种力的作用,包括荷载力、温度效应、地震力和风力等。

设计理论:在单跨结构模型设计中,应遵循以下设计理论:1.荷载理论:根据工程项目的具体情况,确定适当的荷载标准和荷载组合,并进行荷载计算和分析。

2.钢材理论:选择合适的钢材材料,并根据钢材的力学性能,进行结构设计和验算。

3.混凝土理论:选择合适的混凝土材料,并根据混凝土的力学性能,进行结构设计和验算。

4.稳定性理论:根据结构的几何形态和荷载条件,对结构的稳定性进行分析和验算,以确保结构的安全可靠性。

设计步骤:1.确定结构形式和荷载情况:根据工程项目的要求和实际情况,确定结构的形式,例如梁式桥、拱桥或悬索桥等,并确定荷载的类型和大小。

2.结构分析和荷载计算:利用相关的结构分析软件,对结构进行静力分析和荷载计算,得出结构的内力和反力等结果。

3.设计受力构件:根据结构的内力情况,对受力构件进行合理的选择和设计,包括梁、柱、桩基等。

4.校核和验算:对设计的受力构件进行校核和验算,确保其强度、稳定性和耐久性等达到设计要求。

5.绘制设计图纸:根据设计结果,绘制详细的设计图纸,包括结构图、构造图和施工图等。

设计流程:1.工程前期准备:收集工程项目的相关资料,包括土地、地质、水文和荷载等方面的资料,并进行调研和勘察。

2.结构形式确定:根据工程项目的要求和实际情况,确定合适的结构形式。

3.荷载计算和分析:根据荷载标准和荷载组合,进行荷载计算和分析,得出荷载参数。

4.结构分析和设计:利用结构分析软件,对结构进行强度、稳定性和耐久性等方面的分析和设计。

5.结构验算和优化:对设计结果进行验算,校核设计的受力构件是否满足强度、稳定性和耐久性等要求,如不满足则进行优化。

6.设计图纸绘制:根据设计结果,绘制详细的设计图纸,并编写设计报告。

桥梁结构总体设计原则及设计方案

桥梁结构总体设计原则及设计方案
中、小桥的车行道路缘石之间的宽 度,宜与两端道路路缘石之间的宽度 相同;大、中桥的车行道宽度,可取 两端道路车行道有效宽度的总和(不 计分车带),但必须采用变宽缓和段 连接;
为保证桥面排水需要,桥面应设置 横坡。横坡 坡度一般为1.5%~2%。
六、桥梁横断面设计
道路横断面 桥梁横断面
七、桥梁纵断面设计
结构尺寸 施工方案
技术指标 经济指标
环境影响
景观效果
编制方案
总体设计的原则
一、设计的一般要求
(1)适用方面要求:必须保证桥上车辆和行人的通畅, 满足交通量增长需求,桥下要满足泄洪、通车、通航等的 要求。确定桥上安全设施的设置、桥下最不利净空,进行 合理的总体布置。 (2)经济上的要求:应体现经济上综合效益的合理性。 因地制宜、就地取材、合理选用适当桥型。满足快速施工 要求,尽可能减少中断交通的施工。同时考虑养护、维修 等方面的问题。 (3)结构和构造要求:桥梁结构及其各部分构件,在制 造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、 稳定性和耐久性 (4)施工要求:桥梁结构应便于制造和架设,尽量采用 先进的施工工艺,保证工程质量、施工进度和施工安全。 (5)美观上的要求:特别是城市立交和城市桥梁,应给 人以美感,与周围环境协调,关键是结构的合理布局,受 力明确、各部尺寸比例协调、简洁、通透。 (6)环保上的要求:应综合考虑施工及运营时期对周围 环境的影响。在施工期间的施工噪音、弃碴、降尘、废水 等的处理。以及运营时期的车辆噪音、路面排水等的综合 防治。对于重点地段对环境的影响应进行专题研究。
断面。设计流量洪水通过时,桥下 过水断面所产生的冲刷。
——控制过水断面,满足设计 洪水流量要求。
局部冲刷: 桥梁墩台阻水引起的墩台处的
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桥梁结构设计理论方案桥梁结构设计理论方案作品名称方舟桥参赛学校黑龙江八一农垦大学参赛队员专业名称土木工程、土木工程、土木工程土木工程、指导教师黑龙江省大学生结构设计竞赛组委会二○一一年目录模型方案说明11、材料12、设计思路13、外形选择24、比赛设计要求2结构设计说明21、参考资料22、材料力学性能估计33、结构选型34、截面选用45、荷载分析56、内力分析及计算简图67、试验研究98、承载能力估算99、破坏分析10模型方案说明1、材料桐木、502胶水,实际制作过程中常需在木材上涂胶,所用材料实际是木胶复合材料,其受拉时呈现线弹性和脆性,木材顺纹受拉弹性模量为,木材顺纹抗拉强度设计值为;2、设计思路众所周知,材料在受拉力的情况下能够最充分的发挥强度,因此在结构的设计中尽可能多的利用木材的抗拉性能,充分发挥502胶水较强的抗剪能力,以及截面较为开展的木材较好的抗压能力,应用桁架结构设计一座质量尽可能小但承载能力尽可能大的木桥。

因此,采用由规则矩形拼成的工字型木杆作为支撑桥面板的主梁,利用4*6的矩形木杆作为腹杆,其中竖杆主要受压;应用粘合后的薄木片作为鱼腹式下弦的受拉构件。

上下桥面采用梯形连接,减少材料用量。

3、外形选择模型跨度:1200mm模型长度:1300mm模型宽度:180mm模型高度:180mm结构形式:梁—桁架组合结构模型重量:130.77g4、比赛设计要求几何尺寸要求(1)模型长度:模型有效长度(即悬空部分,也就是两侧可升降平台端部距离)为1200mm,两端提供竖向和侧向支撑。

对于竖向支撑,每边支撑长度为0-70mm(起侧向支撑作用的侧向支撑挡板可左右活动,距离升降平台边缘距离范围为50-70mm,即距离升降平台边缘最远为70mm,最近为50mm,当模型端部支撑长度不足50mm时,则不能提供侧向支撑,仅能提供竖向支撑),如下图2所示。

(2)模型宽度:在模型有效长度范围内(中央悬空部分),模型宽度应不小于180mm,最宽不应超过300mm;在支座范围内,宽度不限,但不应超过320mm。

(3)模型高度:模型上下表面距离最大位置的高度不应超过400mm;为方便小车行驶,中央起拱高度不应超过40mm(中央起拱高度指未加载时,对于放置好的模型,端部构件上表面与模型中央起拱最高处构件上表面的距离);端部支座位置处的高度不应超过150mm。

2.2结构形式要求对于结构形式没有特定要求,桥面设置两个车道,每个车道宽不得小于90mm,因两车道之间设有行车导索,所以车道之间不能有立柱、拉索一类的构件。

结构可以仅采用竖向支撑的方式,也可以采用竖向和侧向同时支撑的方式来实现约束,如果模型制作失误,不能够完成约束和加载,后果由参赛队伍自行承担。

结构设计说明1、参考资料《结构设计大赛细则》《木结构设计规范》《桥梁工程》2、材料力学性能估计桐木作为模型材料,其力学性能特点是受拉性能良好,抗撕裂能力差,抗弯压能力较弱,将木材粘合成横截面较大的材料后,可承受一定的弯矩,但受长细比的限制,多为压杆失稳状态的受力破坏。

502胶的粘接性能:木材粘接时原来的性质会发生改变,木材变得脆而且易断,容易发生脆性破坏。

3、结构选型根据常见结构的受力变形特点、材料特性及实验制作,通过比较分析,确定了本次比赛的模型。

1)简支结构简支结构主要承受的内力为弯矩和剪力,若选用仅有两根实腹简支梁的形式,由于材料的抗弯抗剪能力很差,导致结构承载力不高。

2)拱结构拱结构受力较为合理,特别是采用合理拱轴线形式后,拱构件可成为轴心受压构件,易充分发挥纸的受力特性。

但比赛要求不能利用支座提供水平推力,该力须由结构本身设置的受拉构件承担,模型制作难度大,表现为弧形主拱的制作上,易造成构件产生初始缺陷,致使存在产生失稳破坏的隐患。

3)桁架结构桁架结构的特点是受力均为轴向拉压,能充分发挥材料性能,但选用复杂桁架时会出现结点杆件增多,加大制作难度及降低结构可靠性。

综上分析,我们选择较能充分发挥材料性能的结构形式,利用桁架结构单元作为基本结构,并在此基础上进行优化设计,充分发挥纸带抗拉好,纸管抗压好的特点,最终形成了符合设计要求的组合结构。

为了减小结构的复杂性及减轻模型的重量,选择了下列两种结构形式进行比较:该方案杆件较多,结点数目也较多,但杆件长度有所减小,立杆截面形式采用4*6的杆,可节省一定的材料,同时,杆间主梁的间距有所减小。

通过计算和试验比较,验证第二种方案在节省材料的同时,可减轻模型重量,也能满足主梁的承重要求,最终选定第二种方案作为参赛方案。

4、截面选用(1)对比两种支杆截面形式考虑制作难度、结构合理利用及贴近实际,选用以下两种截面形式进行试验对比。

其中图(a)为纸制方管,图(b)为纸制圆管。

我们取用相同纸量制成的两种不同截面形式进行加载试验。

(a)(b)方管的几何尺寸及截面性质:截面内侧 1.4mm×1.4mm,外侧1.5mm×1.5mm,壁厚1mm,内部十字支撑由9cm纸带折成,实际截面面积A=34。

圆管的几何尺寸及截面性质:内径10mm,外径12mm,壁厚1mm,实际截面面积A=34.54,截面对形心主轴的惯性矩I=526.74,截面对形心主轴的抵抗矩W=35.72通过加载实验比较分析,在15kg的轴向压力作用下,方管较早出现局部失稳,而圆管没有出现明显的破坏特征,所以本模型采用圆管作为腹杆。

(2)主梁截面形式主梁采用由六个三角形组合粘贴而成,其中四个小三角形为边长为7.5mm的等腰直角三角形,两个大三角形为边长为1cm的等腰直角三角形,用乳白胶将每个接触面粘牢,粘接稳定之后再用7cm宽、100cm长的纸带将整个主梁包裹粘结,以防止加载过程中组合三角形开裂失稳。

5、荷载分析1.结构自重:本结构的自重不超过250g,相对于外载20kg,0.25/20=1.25%,自重产生的效应可以忽略不计。

2.小车和重物的静载:小车和重物的荷载可以看作有四个车轮平均传递到桥面板,再由桥面板传给受力结构。

因此,此荷载在空间上是四个大小相同,有固定间距的移动荷载,且大小为F=G/4。

3.由于小车在携带砝码行进过程中,速度很慢,可以近似看作是静止的荷载,不会产生水平加速度,从而对结构产生的竖向与水平的附加荷载可以近似忽略。

6、内力分析及计算简图1.当在跨中施加集中荷载200N时,受力分析如下图所示:图1计算简图单元(1)—(10)是一个整体,结点3—11均为刚接,结点12—17均为铰接,单元(23)—(29)为纸带,只能受拉,不能受压或受弯。

单元编码杆端1杆端2轴力0.1N剪力0.1N弯矩N.m轴力0.1N剪力0.1N弯矩N.m10.00010.0000.0000.00010.00036.0002-38.128-3.53036.000-38.128-3.530-4.9543-38.1280.658-4.954-38.1280.6582.6784-35.390-0.2692.678-35.390-0.269-0.4445-38.3480.256-0.444-38.3480.2562.5236-38.348-0.2562.523-38.348-0.256-0.4447-35.3900.269-0.44435.3900.2692.6788-38.128-0.6582.678-38.128-0.658-4.9549-38.1283.530-4.954-38.1283.53036.000100.000-10.00036.0000.000-10.0000.00011-4.1880.0000.000-4.1880.0000.00012-0.0170.0000.000-0.0170.0000.000131.3870.0000.0001.3870.0000.000141.3870.0000.0001.387 0.0000.00015-0.0170.0000.000-0.0170.0000.00016-4.1880.0000.000-4.1880.0000.00017-14.9240.0000.000-14.9240.0000.00018-14.9240.0000.000-14.9240.0000.000192.8960.0000.0002.8960.0000.00020-3.5220.0000.000-3.5220.0000.00021-3.5220.0000.000-3.5220.0000.000222.8960.0000.0002.8960.0000.0002340.4560.3620.00040.4 560.3624.4422436.853-0.3754.44236.853-0.375-0.1062539.2480.090-0.10639.2480.0900.9652649.6510.0000.96549.6510.0000.9652739.248-0.0900.96539.248-0.090-0.1062836.8530.375-0.10636.8530.3754.4422940.456-0.3624.44240.456-0.3620.000图2弯矩图3剪力图4轴力图5位移由计算可知,极限荷载20.8kg。

左剪力100N,右剪力100N,左弯矩18N.m,右弯矩18N.m,最大挠度1.7676cm。

2.当在端部施加集中荷载时,受力分析如下图所示:图6计算简图图7弯矩图8剪力图9轴力图10位移由计算可知,极限荷载20.8kg。

左剪力169.6N,右剪力169.6N,左弯矩30.528N.m,右弯矩30.528N.m,最大挠度1.7676cm。

7、试验研究在对杆件试件进行加载实验时,45mm宽,1000mm长的纸带至少可承受20kg集中荷载;由10cm的正方形图纸卷成的直径为1cm的圆管至少可承受15kg的轴向压力。

8、承载能力估算根据桥梁结构形式对集中力作用下的危险位置进行了估计,并根据各杆件的内力图,经过综合比较:当加载小车重量为20公斤时:对于横梁(1)—(10),当集中力作用在各跨跨中时所受弯矩最大,可达3.6。

对于(11)—(18)8个压杆,一直受到压力作用,杆件最大压力可达150N 以上。

对于(19)—(22)四个斜杆,主要受到拉力作用,最大拉力可达200N,当小车到中间位置时斜杆受到轻微的压力作用,压力为40N。

对于下弦的纸带(19)—(25),一直受到很大的拉力作用,当集中力作用在7结点时,最大拉力可达500N。

经过校核,在20kg的移动荷载作用下,理论上各个杆件均能满足要求,而且压杆(14)(15)的临界力为500N以上,在这种加载情况下不会发生破坏,而且具有一定的安全系数。

前面的计算虽然说明加载到20kg时仍能满足设计要求,但是考虑到模型制作的工艺问题,对于结点的制作情况估计得比较乐观,以及加载过程中车不会严格从此桥的中轴线通过,造成偏心,使桥身出现受扭等不利情况。

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