桥梁结构中的力学应用..
物理桥梁建造的力学原理

物理桥梁建造的力学原理
物理桥梁建造的力学原理主要涉及三个方面:结构力学、静力学和动力学。
1. 结构力学:结构力学是研究物体在外力作用下的变形和破坏性质的学科。
在桥梁建造中,结构力学主要应用于设计桥梁的结构形式、尺寸和材料选择。
桥梁的主要负荷是桥梁自身重力和施加在桥梁上的交通荷载。
通过结构力学的分析和计算,可以确定桥梁的受力状况,保证桥梁的结构稳定和安全。
2. 静力学:静力学是研究平衡物体受力的学科。
在桥梁建造中,静力学主要应用于确定桥梁的受力平衡条件。
桥梁的受力平衡要求总的合力和合力矩均为零。
结合桥梁的结构形式和荷载情况,可以推导出桥梁各个部分的受力大小和方向。
静力学的应用可以帮助工程师确定桥梁的结构形式,选择合适的支座位置和设计桥墩、桥梁主梁等部件的尺寸。
3. 动力学:动力学是研究物体在运动时受力和运动规律的学科。
在桥梁建造中,动力学主要应用于研究桥梁结构在动态负荷作用下的响应。
动态负荷包括车辆行驶时的振动、空气风载和地震等外界激励。
通过动力学的分析和计算,可以确定桥梁结构的振动响应和应力状态,从而评估桥梁的工作性能和安全性。
综上所述,物理桥梁建造的力学原理涉及结构力学、静力学和动力学三个方面,通过这些原理的应用,可以确保桥梁的结构稳定、受力平衡和工作性能安全。
直线大桥的原理及应用实例

直线大桥的原理及应用实例1. 简介直线大桥是一种常见的桥梁结构,它的主要特点是桥梁主体呈直线形状。
在工程实践中,直线大桥得到了广泛的应用,它不仅具有较高的承载能力,还能够满足大跨度桥梁的设计需求。
本文将介绍直线大桥的原理以及一些实际应用实例。
2. 原理直线大桥的设计原理主要包括结构力学和材料力学两方面。
2.1 结构力学在直线大桥的设计中,结构力学起着重要的作用。
它通过对桥梁受力情况的分析,确定桥梁的结构形式、材料以及截面大小等参数。
具体来说,结构力学主要包括以下几个方面的内容:•静力学:静力学通过平衡分析,确定桥梁结构中各个部分的受力情况。
在直线大桥的设计中,静力学可以帮助我们分析桥梁的承载能力和安全性。
•动力学:动力学研究物体在作用力下的运动规律。
在直线大桥的设计中,动力学可以帮助我们分析桥梁受到外界荷载时的振动情况,从而保证桥梁的稳定性和安全性。
•变形分析:变形分析研究桥梁在受力下的变形情况。
在直线大桥的设计中,变形分析可以帮助我们确定桥梁材料的选取和截面尺寸的设计。
2.2 材料力学直线大桥的设计还需要考虑材料的力学特性。
常见的桥梁材料包括混凝土、钢材和复合材料等。
材料力学主要研究材料的应力-应变关系、破坏机制等,从而确定材料的强度和刚度等参数。
3. 应用实例直线大桥在实际工程中有着广泛的应用。
以下是一些直线大桥的应用实例:3.1 长江大桥长江大桥是世界上最长的直线大桥之一,它横跨中国长江,连接江苏南京和江苏镇江两个城市。
该大桥采用桁架结构,并由钢铁材料制成。
长江大桥不仅起到了交通枢纽的作用,还成为了当地的地标性建筑。
3.2 东京湾大桥东京湾大桥位于日本东京湾,是一座大跨度的直线大桥。
它采用了斜拉桥的结构形式,通过索塔和斜拉索将桥面承载的荷载传递到桥墩上。
该大桥不仅改善了东京湾地区的交通状况,还成为了重要的旅游景点之一。
3.3 港珠澳大桥港珠澳大桥是中国广东省珠海市、澳门和香港之间的一座直线大桥。
工程力学在桥梁设计中的应用

工程力学在桥梁设计中的应用工程力学是一门研究物体在受力情况下的力学性质和力学规律的学科。
在桥梁设计中,工程力学起着至关重要的作用。
它通过研究桥梁在荷载作用下的结构响应和力学行为,为桥梁的设计、施工和维护提供了理论指导和技术支持。
本文将探讨工程力学在桥梁设计中的应用,并就其在不同方面的具体应用进行介绍。
1. 桥梁结构的承载能力分析桥梁作为运输设施的重要组成部分,承载能力是其设计中最基本也是最重要的要求之一。
工程力学通过对桥梁结构的稳定性、强度和刚度等方面进行分析和计算,可确定桥梁在不同工况下的承载能力。
例如,利用静力学原理和杆件受力分析,可以计算桥梁结构的强度,确定桥梁所能承受的最大荷载。
而利用有限元方法和动力学分析,则可以评估桥梁在地震等灾害情况下的抗震性能,确保桥梁在不同条件下的安全运行。
2. 桥梁结构的挠度和振动分析桥梁结构的挠度和振动是与桥梁功能和安全密切相关的重要指标。
工程力学可以通过应变能原理、梁和板的挠度计算公式等方法,对桥梁结构的静态和动态挠度进行分析。
此外,工程力学还可以研究桥梁结构在荷载作用下的自振动频率和模态形态,从而为防止桥梁共振现象的发生提供参考。
通过对挠度和振动的分析,可以保证桥梁结构在使用过程中的稳定性和舒适性。
3. 桥梁建设过程中的施工力学研究在桥梁的设计和施工阶段,对施工力学的研究是必不可少的。
工程力学可以通过对桥梁结构受力和变形的探究,预测和评估施工过程中可能出现的问题,从而采取相应的施工措施。
例如,在大跨度桥梁的施工中,常常需要采用预应力技术来提高桥梁的承载能力。
通过工程力学的分析和计算,可以确定预应力的大小和作用点的位置,从而保证施工过程的安全和成功。
4. 桥梁结构的疲劳寿命分析桥梁结构在运行过程中,往往受到不断变化的荷载作用,因此其疲劳寿命的预测和评估是相当重要的。
工程力学可以通过材料的应力-应变关系和裂纹扩展机理等方面的研究,对桥梁结构的疲劳寿命进行估算。
工程力学中的力的合成与分解在桥梁设计中的应用

工程力学中的力的合成与分解在桥梁设计中的应用工程力学是研究物体力学与数学方法相结合的一个学科,它在道路、桥梁等工程设计中起着重要的作用。
其中,力的合成与分解是工程力学中的重要内容之一,它在桥梁设计中扮演着关键的角色。
本文将探讨力的合成与分解在桥梁设计中的应用。
1. 力的合成在桥梁设计中的应用力的合成是指将多个力合成为一个力的过程。
在桥梁设计中,常常需要将多个力合成为一个综合力,从而进行系统的分析和计算。
一种典型的应用是对桥梁的荷载进行合成,确定桥梁的承载能力。
以悬索桥为例,悬索桥是一种采用悬挂于两座塔上的伸向两端的主拱索和侧拱索构成的桥梁结构。
在悬索桥的设计中,需要考虑到各种荷载对桥梁的影响,如桥上行驶的车辆荷载、风荷载等。
这些荷载可以通过力的合成来进行计算和分析,确定悬索桥的设计参数,以确保桥梁的安全性和稳定性。
2. 力的分解在桥梁设计中的应用力的分解是指将一个力分解为多个力的过程。
在桥梁设计中,常常需要将桥梁上的荷载按不同的方向进行分解,从而分析和计算各个方向上的受力情况。
这有助于确定桥梁的结构参数和材料使用。
以梁桥为例,梁桥是一种采用横梁承受荷载的桥梁结构。
在梁桥的设计中,需要将荷载按不同的方向进行分解,如分解为垂直方向的重力和水平方向的水荷载。
通过力的分解,可以分析和计算各个方向上的受力情况,确定梁桥的截面尺寸和材料强度,以确保梁桥的承载能力和稳定性。
3. 力的合成与分解在桥梁设计中的综合应用除了单独应用力的合成和分解外,工程力学中的力的合成与分解也常常在桥梁设计中进行综合应用。
这是因为桥梁结构通常存在复杂的受力情况,需要综合考虑多个方向上的受力情况。
以拱桥为例,拱桥是一种采用弧形桥拱抵抗荷载的桥梁结构。
在拱桥的设计中,需要综合考虑重力、车辆荷载等各个方向上的受力情况。
通过力的合成和分解,可以将各个方向上的受力合理地综合处理,确定拱桥的设计参数和结构形式,以保证拱桥的强度和稳定性。
综上所述,力的合成与分解在工程力学中起着重要的作用,尤其在桥梁设计中发挥着关键的作用。
理论力学在武汉长江大桥中的应用

理论力学在武汉长江大桥中的应用
在武汉长江大桥的建设过程中,理论力学起到了重要的应用作用。
具体来说,理论力学的应用主要涉及如下几方面:
1. 结构力学分析:通过理论力学的计算和分析,确定桥梁的受力情况,包括桥墩、桥面板、悬臂梁等部位的受力分布、应力大小等参数,以保证桥梁的结构安全性。
2. 振动分析:利用理论力学的振动理论,对长江大桥的振动特性进行模拟和分析,提前预测桥梁在自然和人为激励下的振动响应,确定桥梁的自振频率,从而保证桥梁的抗震、抗风等能力。
3. 抗倒塌分析:通过理论力学的静力学方法,计算和分析桥梁在不同荷载条件下的稳定性,判断桥梁是否存在倒塌的风险,并针对潜在的问题进行结构的优化设计,以确保长江大桥的安全稳定。
总之,理论力学的应用在武汉长江大桥的设计和施工阶段起到了至关重要的作用,保证了桥梁的结构安全性和稳定性。
力学学科在桥梁上的应用

力学学科在桥梁上的应用力学学科在桥梁上的应用桥梁是人类在交通和运输中最基本的设施之一,也是建筑工程中最具挑战性的项目之一。
要构建一座牢固、稳定的桥梁,其中离不开力学学科的应用。
力学可以分为静力学和动力学两种,分别应用于桥梁的结构和荷载分析。
静力学在桥梁中的应用静力学是力学的基本学科之一,主要研究物体在不动的情况下受到的受力和平衡的关系。
在桥梁的结构中,静力学的应用体现在以下几个方面:一、抗弯能力的设计桥梁经过负载荷载时,会产生弯曲和拉伸的应力。
因此,在桥梁设计中必须确保桥梁结构具有足够的抗弯能力,才能承受负载并达到稳定的结构状态。
静力学的强度计算方法被广泛用于桥梁建设的抗弯能力的设计中。
二、悬索桥索的长度设计悬索桥是一种充分利用悬索的负载特性,以悬挂在两端垂直钢缆上的桥梁。
设计悬挂桥的一个重要问题是如何设计钢缆的长度。
这个问题必须考虑到不同条件下钢缆的受力状态,经过静力学的分析得到适当的缆长,从而使悬挂桥的结构保持稳定。
三、桥墩的尺寸和形状设计桥墩是桥梁的另一个重要部分,它们支撑桥面和传递荷载。
桥墩的尺寸和形状实际上在设计中是可以调整的,因此需要对荷载进行静力学分析,以确定桥墩的大小和形状,保障桥墩的稳定性。
动力学在桥梁上的应用动力学是力学的另一个分支,主要研究物体在运动时的力学行为,涉及质点、刚体、机械系统等诸多方面。
在桥梁中,动力学的应用主要体现在以下几个方面:一、疲劳极限的评估桥梁在使用中会受到长期的荷载,它会产生与时间相关的应力,会产生疲劳。
疲劳极限评估是针对桥梁结构的疲劳破坏机制的评估,在桥梁的设计过程中,进行疲劳极限评估是建立一个可以承载荷载的耐久性结构的前提。
二、地震分析地震在世界范围内是严重的自然灾害,地震对桥梁结构的影响是一项重要的考虑因素。
动力学在桥梁设计中的应用之一就是地震分析,其重要性在于桥梁结构必须满足地震荷载条件,能够在地震时稳定地运行。
三、行动集中荷载的计算行动集中荷载是许多桥梁中最重要的荷载之一,例如车辆的行驶、人群的聚集。
桥梁结构的静力学分析

桥梁结构的静力学分析桥梁结构一直以来都是人类工程领域的重要组成部分。
在现代社会中,桥梁不仅仅是交通的纽带,更是城市发展和经济繁荣的象征。
为了确保桥梁的安全稳定,静力学分析是一项必要且重要的研究内容。
本文将对桥梁结构的静力学分析进行探讨。
一、概述桥梁结构的静力学分析是指通过力学原理和方法,对桥梁在静力作用下的受力和变形进行计算和研究的过程。
它是桥梁设计和评估的关键一步,能够帮助工程师更好地了解桥梁的受力情况,避免潜在的结构失稳和破坏风险。
二、受力分析在进行桥梁结构的静力学分析时,首先需要进行受力分析。
桥梁结构通常由梁、柱、墩、桩等多个组成部分组成,每个组成部分都承受着不同的受力。
通过使用静力学原理和力平衡方程,可以计算出桥梁结构中各个部分的受力情况,例如梁的弯曲力、剪力以及柱的轴力等。
受力分析的结果将为后续的结构设计提供重要的参考依据。
三、变形分析除了受力分析,桥梁结构的静力学分析还需要进行变形分析。
桥梁在受到外力作用时,会出现一定的变形,这些变形可能对桥梁的稳定性造成潜在的影响。
通过使用变形计算方法,可以对桥梁结构的变形进行准确的预测和分析。
常用的变形计算方法包括弹性力学理论和有限元分析等。
通过变形分析,可以判断桥梁结构的变形是否满足特定的设计要求,从而确保桥梁的安全性和稳定性。
四、参数计算在进行桥梁结构的静力学分析时,需要确定一些关键参数。
例如,桥梁结构的几何参数、材料参数、荷载参数等。
准确的参数计算对于分析结果的准确性和可靠性至关重要。
几何参数通常包括梁的长度、截面形状等;材料参数包括梁的弹性模量、抗弯强度等;荷载参数包括交通荷载、风荷载等。
通过准确计算这些参数,可以为桥梁结构的静力学分析提供可靠的基础。
五、计算方法在桥梁结构的静力学分析中,使用合适的计算方法也是十分重要的。
常用的计算方法包括静力平衡法、静力定性法、变形计算法等。
静力平衡法适用于简单结构和荷载较小的情况,通过平衡结构中各个部分的受力,得出桥梁结构的受力情况。
桥梁建筑中的物理力学应用

桥梁建筑中的物理力学应用作者:王道柱来源:《中学课程辅导·教学研究》2013年第27期物理是一门以应用为主的自然学科,是“来源于生活,又回归到生活中”的实践性和理论性完美结合的科目,是一门极具实践价值的学科。
物理和我们的生活息息相关,在科学发达的现代社会,各种物理知识在生活中的每一个领域扮演着尽善尽美服务于人民大众的使命,科学是推动历史前进的杠杆,科学提出新观念,创造新技术,推动社会发展,物理学本身是和科学技术-社会生产紧密联系的。
下面我就物理中力学在生活实践中的应用作一个归纳总结,在欣赏美轮美奂的物理知识成果同时也激励我们把物理知识的实用性更进一步发扬光大。
力学是每时每刻都在和我们打交道的物理知识,其涉及面之广可谓包罗万象,本文仅从力学中圆周运动知识在生活实践完美结合的典范—桥梁建筑来进行阐述。
主要介绍桥梁结构类型,浅析桥梁的力学原理及优缺点。
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、组合桥六大类。
一、梁式桥结构分析:用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁。
其上部结构在铅垂向荷载作用下,支点只产生竖向反力。
梁式桥为桥梁的基本体系之一。
梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
优点:梁桥建造能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观;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。
二、拱式桥结构分析:拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋,这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力,同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈内的弯矩作用。
拱桥的承重结构以受压为主,通常用抗压能力强的圬工材料和钢筋混凝土等来建造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。
优点:跨越能力较大;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全桥,要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造价。
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世界著名大桥
英 国 亨 伯 尔 桥
悉 尼 港 大 桥
中 国 润 扬 长 江 公 路 大 桥
桥梁的组成
桥梁主要由桥跨结构、桥墩、桥台、基础及桥头锥坡等部分组成。 通常习惯将桥梁的桥跨称上部结构,将桥墩、桥台及其基础称为桥 梁的下部结构。
斜拉桥 它由主梁、斜拉紧主梁的钢索以及支承钢索的索塔等部分组 成。斜拉桥的钢索拉成直线,与索塔、桥面(主梁)构成稳定 的三角形结构;与具有多个桥墩的连续梁桥对照,一根(对) 斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,故主梁同弹性支承 上的连续梁性能相似,其刚度比悬索桥大,而主梁跨径一 般介于梁式桥与悬索桥之间。
布鲁克林悬索桥
力学在桥梁工程中的应用成就
20世纪初期,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 等材料的出现,实现桥梁工程发展史上的第二次飞跃。 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,人们设计了既能受拉又能受压的钢筋混凝土这类 复合建筑材料,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,这一弊端导致了预 应力混凝土桥梁结构的出现,并使之成为了 20 世纪桥梁工程 中的一类主要结构。
苏通大桥
世界跨径最长的斜拉桥
力学在桥梁工程中的应用成就
19 世纪中叶,工业革命使 人类进入了工业社会,特 别是在这一时期伴随牛顿 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 的第一次飞跃。英国的不 列颠尼亚箱粱桥、美国的 布鲁克林悬索桥及英国的 福斯悬臂桁架桥等桥梁是 这一时期的杰出代表。
诺曼底大桥,由M.Virlogeux设计,建于1994年。它是一座与当地景观完美协调的斜 拉桥,以其细长的结构和典雅的造型而著称。主跨856米,为混合梁,其中624米为 钢梁,其它为混凝土梁;边跨全部为混凝土梁,用顶推法施工。这是二十世纪桥梁 建筑设计的典型例子。20世纪末,诺曼底大桥被授予“20世纪世界最美的桥梁”。
背景为日本明石海峡大桥, 主跨1991米,全长3910米, 为三跨二铰双层加劲桁梁式 吊桥,钢桥283米,高出333 米桥宽35.5米,双向六车道, 加劲梁14米,抗震强度按 1/150的频率,承受8.5级强 烈地震设计,为目前世界上 跨度最大的悬索桥。
Tankertanker Design
桥梁的基本类型及其受力
力学在桥梁工程中的应用成就
桥梁工程在20世纪得到了长足发展,力学理论的完善及进步却起到了举足 轻重的关键作用,这主要体现在以下几个方面: (1)材料力学的进步改进了桥梁建设中材料的使用,并使得人们在和材料科 学交叉渗透的过程中发展了许多高性能的复合材料。 (2)预应力思想的出现促进了桥梁的发展,导致桥梁恒载在不断地降低,跨 度却在不断地增加,外形更加优美,更加与自然和谐。 (3)高速计算机的出现使得复杂的力学分析、计算及辅助设计成为可能,特 别随着一类功能不一的桥梁结构分析程序的出现,极大地加快了桥梁设计 速度,提高了设计质量,缩短了桥梁建设的周期。 (4)力学和多学科的交叉渗透成为现代桥梁发展的重要支柱.桥梁在不断的 发展过程中,也在不断地提出若干带有挑战性的工程力学问题,这些问题 的解决绝不是在单一力学领域内就能解决的,而是必须以力学为龙头,借 助于多学科的交叉渗透,所以说力学的这种交叉渗透不但是现代桥梁发展 的重要基础,也是学科乃至学科群交叉发展的一个重要源泉。
力学在桥梁工程中的应用成就
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 大桥于 1933 年 1 月 5 日开始 索桥的高峰,如美国纽约华盛顿桥施工, ( 跨度为 1067.00m 1937 年4月完工。它 , 1931年),旧金山金门大桥(跨度为跨越联接旧金山湾和太平洋 1280.00m,1937年) 的金门海峡,南端连接旧金 等都是这一时期的典型代表。第二次世界大战以后,德国、 山的北端,北端接通加州的 日本曾一度赶上了美国;50年代起,斜拉桥结构在德国初见 马林县。金门大桥的桥墩跨 光芒,并很快波及世界各地;60年代,在日本、丹麦等地出 距长 1280.2 米,建成时曾 是世界上跨距最大的悬索桥, 现了兴建跨海工程的先例。
力学在桥梁工程中的应用成就
• 上述事实及工程实践推动了力学在桥梁工程中的应用,并导致了如桥梁抗 震学、结构风工程学、桥梁振动等有关交叉学科的诞生和发展。 • 随着桥梁上部结构的迅速发展,必然给下部结构提出更高的要求,同时也 提出了更多的力学问题。在力学分析的基础上发展了空心墩、桩柱式墩台、 构架式墩台、框架式墩台、双柱式墩、拼装墩台、预应力钢筋薄壁墩等新 型墩台,并且日趋轻型化、柔性化,同时高墩技术也有较大的发展。 • 20世纪50年代以后,跨江、跨海湾、海峡大桥开始兴建,并以中国、日本 为首大力发展了深水基础技术,如50年代在武汉长江大桥建设中首创的管 柱基础,60年代在南京长江大桥建设中发展的重型沉井、深水钢筋棍凝土 沉井和钢沉井,70年代在九江长江大桥建设中创造的双壁钢围堰钻孔柱基 础,80年代进一步发展的复合基础。在日本,由于本四联络线工程的建设, 近20年来,其次深水技术发展很快,以底下连续墙、设置沉井和无人沉箱 技术最为突出。
桥
墩
桥
台
桥 头 锥 坡
桥梁的基本类型及其受力
梁桥
梁式桥是以受弯为主的主梁作为主 要承重构件的桥梁 。 梁桥的主要承重构件是梁(板)。 在竖向荷载作用下,梁主要承受弯 矩,墩台主要承受竖向压力。梁桥 又可分为实腹梁和桁架梁。实腹梁 承受弯矩和剪力;而桁架梁的杆件 则主要承受轴向力。梁桥还可分为 简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁等。
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桥梁的基本类型及其受力
拱桥
拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的 桥梁。
拱桥主要承重构件是拱圈。在竖向荷载作用下,拱圈主要承受压力, 但 也承受弯矩。拱桥墩台除承受竖向压力和弯矩外,还承受水平推 力。
赵州桥
世界最大的钢拱桥 上海卢浦大桥
桥梁的基本类型及其受力
宽度 27.5 米,双向共 6 条行 车线,桥身呈褐红色,金门 大桥拥有世界第四高的桥塔, 高达 227.4 米,全桥总长度 是2737.4米。
力学在桥梁工程中的应用成就
多多罗大桥位于日本 濑户内海,连接广岛 县的生口岛及爱媛县 的大三岛之间。大桥 于1999年竣工,同年5 月 1 日启用,最高桥塔 224米钢塔,主跨长 890 米,是当时世界上 最长的斜拉桥,连引 道全长为 1480 米,四 线行车,并设行人及 自行车专用通道。
刚架桥 刚架桥上部结构和墩台(支柱)彼此连成一个整体,在竖向荷载作 用下,柱脚产生竖向反力、水平反力和弯矩。这种桥的受力情况介 于梁和拱之间。
南京长江大桥江面上的 正桥长1577米,其余为 引桥,是我国桥梁之最。 引桥采用富有中国特色 的双孔双曲拱桥形式, 平面曲线部分采用“曲 桥正做”做法,即采用 直梁按曲线拼装,而不 是直接使用曲线梁。
力学在桥梁工程中的应用成就
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可以预见,在现代力学理论强有力的支持下,大 量的、更现代化、更轻巧、更优美,同时承载能力 更强、跨度更长、功能更丰富的新型桥梁将在新世 纪展现在人们眼前。
谢谢观赏!Βιβλιοθήκη 力学在桥梁工程中的应用成就
桥梁结构的稳定性研究也是在桥梁发展过程中产生的 一个新的力学应用研究分支,它与桥梁所承受的某些 动荷载有关,如风载、地震等是力学在桥梁工程中应 用的一大进步,也是关系到其经济与安全的主要问题 之一。 近年来,由于大跨度桥梁建设日益广泛地采用高强度 材料和薄壁结构,以及世界上曾有过不少桥梁因失稳 而丧失承载能力的事故,也使得此类问题的研究更具 重要的意义。
力学在桥梁工程中的应用成就
1907 年,由于设计师特奥 多罗 · 库帕库帕的过份自信 而忽略了对桥梁重量的精 确计算,导致加拿大的魁 北克 (Quebec) 桥在架设过 程中由于悬臂端下弦杆的 腹板翘曲失稳,最后全部 坍塌 澳大利亚墨尔本附近的西门(West Gate)桥,于1970年在架设拼拢整孔左右两 半 ( 截面 ) 钢箱梁时。由于上翼板在跨中央失稳,导致 l12m 的整跨全部倒 塌.风的颤振引起的强烈的非线性动力学作用也是导致桥梁破坏的一类原因。 1940年秋,美国华盛顿州建成才4个月的Tacoma悬索桥在不到20m/s的8级大 风作用下发生了强烈的风振而严重破坏。曾一度引起了桥梁工程界的震惊, 促使人们认识到风对桥梁的作用,是一种不可忽视的力学作用。 地震一类与地球构造运动密切相关的自然现象,同样也是造成桥梁失稳的一 类重要荷载,1971年2月9日发生在美国圣费南多,震级为M6.7级的地震,就 曾导致了城市高层建筑、桥梁倒塌及生命线工程的破坏。
桥梁的基本类型及其受力
悬索桥 悬桥又称吊桥,以缆索作为承重构件。它由主索、索塔、锚碇、 吊索(或吊杆)、桥面等部分组成,在竖向荷载作用下,缆索只承 受拉力,墩台除承受竖向反力外,还承受水平推力。主索一般 用抗拉强度高的钢材制作,可以充分利用材料的强度,且具有 用料省、自重轻等特点悬索桥的主要缺点是刚度小。