桥梁受力计算
2.10.4 水中箱梁钢管桩贝雷支架验算
钢管桩贝雷支架以新环岛路互通主线道路桥第2联第2跨为例： （1）荷载及荷载组合情况 ①竖向荷载
a.模板、拱架、支架、脚手架等自重，分项系数：
2.1=i γ；
b.新浇混凝土、钢筋混凝土或新砌体等自重，分项系数：2.1=i γ；
c.施工人员及施工机具运输或堆放的荷载；，分项系数：4.1=i γ
d.振捣混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：4.1=i γ；
e.倾倒混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：4.1=i γ；
f.其它可能产生的竖向荷载； ②水平荷载
a.新浇混凝土时对侧面模板产生的压力, 分项系数：2.1=i γ；
b.倾倒混凝土时产生的水平荷载，分项系数：4.1=i γ；
c.振捣混凝土时产生的水平荷载，分项系数：4.1=i γ；
③其它荷载 a.风荷载；
b.流水压力、流水压力或船只、漂浮物撞击力；
由于在对支架进行计算时，水平荷载⑵可不考虑，因此力的组合考虑为
⑶⑴+，只有在对高墩或高截面模板进行计算时，荷载⑵才考虑作为控制力计
算。
（2）钢管支架受力分析
模板自重： 2
/0.1m KN ；
施工人员、施工料具运输、堆放荷载： 2
/0.1m KN ； 振捣砼产生的荷载：2
/0.2m KN ；
倾倒砼产生的冲击荷载： 2
/0.2m KN 。
取新环岛路互通主线道路桥第2联第2跨箱梁断面为例，箱梁的截面积 As ＝8.93㎡。
箱梁混凝土自重： 单幅每跨混凝土重量为：m KN g /18.2322693.8=?= ,
桥面宽度为12.65m ，则箱梁混凝土自重产生的荷载为
2
/35.1865.1218
.232m KN g ==
，
则荷载组合后为：2
/22.30)0.20.20.1(4.1)35.180.1(2.1m KN g =++?++?=，
其主桥箱梁断面结构形式及受力分析模式参见图2.10-8。
图2.10-8 箱梁断面结构形式及受力分析模式
①承重结构物受力分析 a.分配梁[10型钢受力计算分析
分配梁按纵桥向布置，间距暂定为35cm 。按多跨连续梁受力考虑，其支点位置为承重梁的位置，计算间距为1.50m ，计算底板及腹板位置处的分配梁受力，参见图6-2：
模板荷载：
m KN m KN g /35.0/0.135.02
1=?=； 施工人员、施工料具运输、堆放荷载： m KN m KN g /35.0/0.135.02
2=?=；
振捣砼产生的荷载：
m
KN m KN g /7.0/0.235.023=?=；
倾倒砼产生的冲击荷载：
m KN m KN g /7.0/0.235.02
4=?=； 箱梁混凝土自重：
m
KN m KN g /42.6/35.1835.025=?=。
则荷载组合后为：
m KN g g g g g g /57.10)7.07.035.0(4.1)42.635.0(2.1)(4.1)(2.143251=++?++?=++?++?=
利用有限元计算软件，对该多跨连续梁模型进行计算可以得到最大弯矩及支点位置的最大反力。
图2.10-9 分配梁[10型钢受力分析模式
Mpa
Mpa W M m KN M 1707.63104.391051.2.51.236
max max
<=??===σ，，
最大支反力为KN N 15.16=。 b.承重梁（工16型钢）受力计算分析
承重梁的受力为计算模型中工16钢的支点反力，其受力模型也可以简化为多跨连续梁，计算间距为贝雷梁的间距，其受力模型参见图。
图2.10-10 承重梁工16钢受力分析模式
Mpa Mpa W M KNm M KN Q 17029.7910
1411018.1118.1195.373
6max max
max <=??====σ，，Mpa Mpa d I S Q m cm S I mm b I S 100][35.456
101127108.801095.37109.139.138
.801127
,
88cm 1127cm 8.80433max max
2243=<=?????=?=?======-στ，，，
最大支反力为KN N 42.62=。 c.贝雷梁受力计算分析
贝雷梁承受的力为上部全部荷载，为方便计算，取承重梁支点位置处的支反力，作为贝雷梁的计算荷载，现取边跨部位计算，其计算简图参见图6-4。
利用SAP2000有限元软件计算得到：
KN Q Mpa M 34.14478.254max max ==，,KN
N 88.271max =
查阅《装配式公路钢桥多用途使用手册》，“321”贝雷桁架容许应力表： 双排单层：容许弯矩：m KN M .4.1576max =
容许剪力：
KN
Q 5.490max =
本支架采用三组双排单层贝雷桁架，则：
m KN KNm M M .78.2542.78824
.15762max '
max >===
KN KN Q Q 34.14425.24525.4902max '
max >===
，从贝雷桁架纵梁结构受力上
看这种跨径满足要求。
图2.10-11 贝雷梁受力分析模式
d.桩顶横梁受力计算分析
桩顶横梁中间部分受力为贝雷梁的支点反力，取半幅箱梁桥作为一个计算单元，箱梁翼缘板处受力单独计算取集中荷载，计算如下。
a).箱梁翼缘板处受力为均布荷载计算
分配梁顺桥向间距考虑为100cm 一道，其受力荷载按均布荷载考虑，为方便计算取100cm 宽断面内的荷载作为计算荷载。
模板加支架型钢荷载：
m KN m KN g /0.4/0.400.12
1=?=； 施工人员、施工料具运输、堆放荷载： m KN m KN g /00.1/0.100.12
2=?=；
振捣砼产生的荷载：
m
KN m KN g /00.2/0.200.123=?=；
倾倒砼产生的冲击荷载：
m KN m KN g /00.2/0.200.12
4=?=； 箱梁混凝土自重：
m
KN m KN g /35.18/96.160.125=?=。
则荷载组合后为：
m KN g g g g g g /82.33)
0.20.20.1(4.1)35.180.4(2.1)(4.1)(2.143251=++?++?=++?++?= Ⅰ.计算分配梁：
利用SAP2000有限元软件模拟分析，其在均布荷载作用下的计算简图参见图6-5。
图2.10-12 翼缘板处箱梁分配梁受力分析模式
计算得到：
KN
Q m KN M 03.35.93.2max max ==，最大剪力最大弯矩
3
6max 235.171701093.2][cm M W =?=≥σ，综合考虑取工12.6钢做分配梁，考虑
材料的自重影响计算后得到：
Mpa Mpa W M 1709.37104.771093.23
6
max <=??==σ,最大支点反力为KN N 03.35=
Ⅱ.计算承重梁
承重梁的受力为计算模型中工12.6钢的支点反力，其受力模型也可以简化为多跨连续梁，计算间距为支撑钢管桩之间的间距，其受力模型参见图6-6。
图2.10-13 翼缘板处箱梁承重梁受力分析模式
计算得到：
KN
N m KN M 84.218.71.204max ==，最大支点反力最大弯矩
3
6
max 2.12041701071.204][cm M W =?=≥σ，综合考虑取工50a 钢做分配梁，考虑
材料的自重影响计算后得到：Mpa Mpa W M 1701.110109.18581071.2043
6
max <=??==σ,最大
支点反力为KN N 84.218=。
b).桩顶荷载计算
桩顶横梁中间部分受力为贝雷梁的支点反力KN N 88.2711=，取半幅箱梁桥 作为一个计算单元，箱梁翼缘板处受力单独计算取集中荷载
KN N 84.2182=，计算如下。
图2.10-14 桩顶横梁受力分析模式
计算得到：
m
KN M .34.787max =最大弯矩。
3
6
max 41.46311701034.787][cm M W =?=≥σ，综合考虑取2H600钢做分配梁，考
虑材料的自重影响计算后得到：
Mpa Mpa W M 17083.15010261021034.7873
6
max <=???==σ,最大支点反力为
KN N 63.1521=。
②钢管桩计算
钢管桩高度H<10m 的采用一道剪刀撑结构；钢管桩高度H>10m 的采用二道剪刀撑结构。
a.钢管桩入土深度计算 河床标高：-6.0m ；
冲刷深度：按3m 考虑，冲刷后河床标高按-9.0m 考虑；
单根桩所受最大轴向力KN P 63.1521=；因桩所受最大轴向力已求得，故可按CZK164钻孔位估算桩的入土深度：CZK164钻孔位的地质资料见表一。
表2.10-3 地质汇总表
按CZK164钻孔孔位处资料考虑计算：
根据计算，桩所受竖向力最大为1521.63KN ，钢管桩的桩径采用0.8m 。假定打入残积砾质粘性土层，残积砾质粘性土层的顶标高为-18.52m 则：
[]()
?
???
???+?+?+??+??+??+?????==∑l l U P i i i 650.11502.2806.04520.14520.1204.10.1128.40.18.05.063.15215.0πτα
。
锤击沉桩其值均取压力的影响系数，
层桩周摩阻力和桩底承分别为震动沉桩对各土、桩尖土的极限承载力；）；极限摩阻力（对应的各土层与桩壁的与）；
以下各土层厚度（承台底面或局部冲刷线）；
桩的周长（样提高）；力的荷载效应，也应同水浮中如含有收缩，徐变或（荷载组合作用时，可提高或荷载组合或荷载
或荷载组合），当荷载组合力（单桩轴向受压容许承载0.1%25][------ααστi R i i i Kpa l m l m U I V IV III II KN P
得m l 73.8=，桩底标高为：m 25.2773.852.18-=--，实际取值-25m 。 钢管桩入土深度为：m 0.220.250.3=+- ；
桩在土层内的长度为L2=4.8+1.4+2+2+0.6+2.2+8.73=21.73m 。 b 、钢管桩强度计算
φ800×δ10钢管，其能承受的最大力为
KN KN A P m A m A 63.15214216101700248.0][0199.00248.0311
max 2221>=??====σ，
，
②风荷载计算分析： a.横桥向风压计算
Z —距地面或水面的高度，取14.635m ；
γ—空气重力密度，30001.0/012.0012017.0m KN e
Z
==-γ； d
V —高度Z 处的设计基准风速，取
s
m V d /60=；
g —重力加速度, 2/81.9s m g =；
k —设计风速重现期换算系数,取
.10=k (考虑厦门为台风多发期地区)；
1k —风载阻力系数,取3.11=k ； 3
k —地形、地理条件系数,取
.13=k ；
d W —设计基准风压，2
2
2
/2.281.9260012.02m KN g V W d d =??==γ； Wh
A —横向迎风面积，
2
82.416175.3964.10m A Wh =?=；
KN
A W k k k F Wh d Wh 1.119282.4162.20.13.10.1310=????==
b.纵桥向风压计算
纵桥向风压为横桥向风压的40%，所以，风在纵桥向作用于平台上的力为
KN
F Wh 84.476%401.1192'=?=。
③流水压力及波浪力计算
a.单根钢管桩的水流压力（一般冲刷总深度至-9.0m ）
钢管桩的水流压力按倒三角形计算，则桩身应考虑群桩效应计算阻水面积，则：单根桩的计算宽度：
d
K K K b f ...01=
式中：d --与外力H 作用方向相垂直平面上桩的宽度（或直径）；
f
K --形状换算系数，查表知：圆形截面桩取0.9；
K --受力换算系数，查表知为
d 1
1+
；
K --桩间的相互影响系数； 当116.0h L ≥时，0.1=K
当116.0h L 时
11
,,
6.01h L b b k ?
-+= 式中：1L --桩间净距；
1h --桩在地面或最大冲刷线下的计算深度，可按下式计算：
()m d h 131+=，但不得大于桩入土深度。
()()4.518.0313;0.38.08.311=+?=+==-=d h m L 24.34.56.06.01=?=h
116.00.3h L =
所以：
11
,,
6.01h L b b k ?
-+= ,b ——根据与外力作用方向平行的所验算的一排桩柱的桩数而定的系数，根
据规范知：45.0,
=b
96
.04.50
.36.045.0145.06.0111,,
=?-+=?-+=h L b b k
m d K K K b f 55.18.096.0)8.01
1(9.0...01=??+
?==
2
37.14)27.09(55.1m A S =+?=
根据《公路桥涵设计通用规范》JTJ D60-2004，第4.3.8条：
KN
g V KA P 47.381.9277.01037.148.022
2
=????==γ
b.波浪力计算
取50年一遇H 1%浪高3.10m 计算，根据盖拉德经验公式计算浪长：
H L 33~17=（H 为浪高），取L ＝20H ＝20×3.10＝62.0m 。对于圆形柱桩当D/L(D/L=0.6/62=9.7×10-3)≤0.2时为小尺寸桩柱（D 为桩径）用下式计算波浪力：
max max
22220.785tanh()40.167[1)]
4sinh()
V L V D d
P K D H L d
P K D H d L L πγπγπ==+
式中：
m ax
L P --水平波压速度分力的最大值，出现在波峰位置处
0=t ?；
m ax
D P --水平波压惯性分力（由加速度引起）的最大值，出现在波峰和1/4波
长之间
?
=270t ?；
V K --建筑物附近速度修正值，12.0109.12628.03
D --桩径，0.8m ； d --静水水深；为5.88m
H --浪高，取3.10m ；
γ--水的容重，取10KN/m3
KN
L d H D K P V L 32.86288.52tanh 10.38.0100.1785.02tanh 785.022m ax =??
?
????????==ππγ
KN L d L d DH K P V D 47.136288.54sinh 6288.54110.38.0100.1167.04sinh 41167.02222max =?????
?????????+?????=??
??????????
+=ππππγ
KN
P P L D 16.432.85.05.0max max =?=>，所以最大波压用下式计算：
KN P P P P D L D 75.1447.1332.825.0147.1325.0122max max max max =??????????? ???+?=???? ?????? ??+=
④支架钢管桩计算
通过用Sap2000建模计算可知，钢管桩的最大受力如下： 最大轴力：
KN
P 63.1521max =；最大弯矩：
m
KN M ?=21.408max
强度计算：
f W M A N
nx
x x n ≤±γ
f
MPa m m
KN m KN 7.13400484.015.121.4080248.063.152132=??+ 整体稳定性计算：
f
N N
W M W M A N
f
W M N N W M A
N
Ey y y y my x bx x ty y y
by y ty EX x x x
mx x ≤???
?
??-++≤+?
??? ?
?-+'
'8.018.01γβ?βη??βηγβ?
式中：x ?、y ?——对强轴x x -和弱轴y y -的轴心受压构件稳定系数，b 类截面，
取
931
.0==y x ??；
bx ?、
by ?——均匀弯曲的受弯构件整体稳定性系数，对闭口截面，
取
.1==by bx ??；
x
M 、y
M ——所计算构件段范围内对强轴和弱轴的最大弯矩；
'
Ex
N 、'Ey N ——参数，()22'
1.1x Ex EA N λπ=，)22'1.1y Ey EA N λπ=；
1.312793.07
.80===
=i l y x λλ
KN EA N
N
Ey
Ex
2.483121.311.10248.0101.21.12
11222''
=????===πλπ
x
W 、
y
W ——对强轴和弱轴的毛截面模量；
mx β、my β——等效弯矩系数，取0.1==my mx ββ；
tx β、ty β——等效弯矩系数，取0.1==ty tx ββ；
x γ、y γ——截面塑性发展系数，取15.1==y x γγ；
η——截面影响系数，闭口截面7.0=η，其他截面
0.1=η。
f MPa m
KN KN W M A N
f
MPa KN KN m
KN KN N N
W M A
N x
bx x ty y EX
x x x
mx x ≤=???
+?=
+≤=?
?
? ??
?-???+?=???
? ?
?
-+9.12400484.00.121.4087.00248.0931.063.15211.1412.4831263.15218.0100484.015.121.4080248.0931.063.15218
.01'?βη?γβ?
通过以上计算可知：钢管桩的强度及稳定性均满足要求。 （3）整体结构图
经过以上计算可知，钢管桩贝雷支架在进行箱梁施工过程中是安全的，从而解决了跨海主桥和池塘位置一些不能用移动模架和挂篮进行现浇箱梁施工的问题。
图2.10-15 钢管桩贝雷支架现浇箱梁施工布置图
螺栓组受力分析与计算
螺栓组受力分析与计算 螺栓组联接的设计 设计步骤： 1. 螺栓组结构设计 2. 螺栓受力分析 3. 确定螺栓直径 4. 校核螺栓组联接接合面的工作能力 5. 校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 "1.螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形, 三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接 合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 塾〉不令 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的 最小距离，应根 据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标 准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接， 螺栓的间距to 不得大于下表所推荐的数值 扳手空间尺寸 螺栓间距t o 注：表中d 为螺纹公称直径。 4） 分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成 4, 6, 8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画 线。同一螺栓 组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5） 避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保 证被联接件，螺 母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗 糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图 1）。当支承面为倾斜表面时，应采用 斜面垫圈（下图2）等。 1 ? 6*-4 4* 10 10* 1? 14-20 3W
基本计算轴心受力构件的强度和刚度计算
轴心受力构件的强度和刚度计算 1．轴心受力构件的强度计算 轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为承载力极限状态。轴心受力构件的强度计算公式为 f A N n ≤= σ （4-1） 式中： N ——构件的轴心拉力或压力设计值； n A ——构件的净截面面积； f ——钢材的抗拉强度设计值。 对于采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，验算净截面强度时一部分剪力已由孔前接触面传递。因此，验算最外列螺栓处危险截面的强度时，应按下式计算： f A N n ≤= ' σ （4-2） 'N =)5 .01(1 n n N - （4-3） 式中： n ——连接一侧的高强度螺栓总数； 1n ——计算截面（最外列螺栓处）上的高强度螺栓数； ——孔前传力系数。 采用高强度螺栓摩擦型连接的拉杆，除按式（4-2）验算净截面强度外，还应按下式验算毛截面强度 f A N ≤= σ （4-4） 式中： A ——构件的毛截面面积。 2．轴心受力构件的刚度计算 为满足结构的正常使用要求，轴心受力构件应具有一定的刚度，以保证构件不会在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形，以及使用期间因自重产生明显下挠，还有在动力荷载作用下发生较大的振动。 轴心受力构件的刚度是以限制其长细比来保证的，即
][λλ≤ （4-5） 式中： λ——构件的最大长细比； [λ]——构件的容许长细比。 3. 轴心受压构件的整体稳定计算 《规范》对轴心受压构件的整体稳定计算采用下列形式： f A N ≤? （4-25） 式中：?——轴心受压构件的整体稳定系数，y cr f σ?= 。 整体稳定系数?值应根据构件的截面分类和构件的长细比查表得到。 构件长细比λ应按照下列规定确定： （1）截面为双轴对称或极对称的构件 ? ?? ==y y y x x x i l i l //00λλ （4-26） 式中：x l 0，y l 0——构件对主轴x 和y 的计算长度； x i ，y i ——构件截面对主轴x 和y 的回转半径。 双轴对称十字形截面构件，x λ或y λ取值不得小于t （其中b/t 为悬伸板件宽厚比）。 （2）截面为单轴对称的构件 以上讨论柱的整定稳定临界力时，假定构件失稳时只发生弯曲而没有扭转，即所谓弯曲屈曲。对于单轴对称截面，绕对称轴失稳时，在弯曲的同时总伴随着扭转，即形成弯扭屈曲。在相同情况下，弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。因此，对双板T 形和槽形等单轴对称截面进行弯扭分析后，认为绕对称轴（设为y 轴）的稳定应取计及扭转效应的下列换算长细比代替y λ [] 2 /122202022222)/1(4)()(2 1 z y z y z y yz i e λ λλλλλλ--+++= )/7.25//(2 202ωωλl I I A i t z +=
轧制力计算案例
原料加厚到135mm 适应性分析 根据爱克伦德公式计算各轧机热轧时平均单位压力，然后求出总轧制力，参照板带厂620mm 热带设备性能参数分析运行情况。 爱克伦德公式()()εη++=k m p 1 m ——外摩擦对单位压力影响的系数 h H h h R f m +?-?= 2.16.1 η——粘性系数 ()t 01.04.11.0-=η 2 m m s N ? t ——轧制温度 ε——平均变形速度 h H R h v +?=2ε )4.1)(01.014(8.9Mn c w w t K ++-=2 mm N c w ——以质量分数表示的碳含量 Mn w ——以质量分数表示的锰含量 )0005.005.1(t a f -= 对于钢性轧辊a =1，对于铸铁轧辊a =0.8 一、首先计算0R 机架：以435135?mm 原料为例 0R 铸钢轧辊，辊径560mm~650mm mm R 325=半径大 0R 辊缝摆设在105mm~95mm mm S 30=小 0R 速度设定s m v 6.0= 轧件轧前尺寸mm B H H 420135?=? （考虑RE0） 轧件轧后尺寸mm b h h 430105?=? 轧制温度执行1100℃以上， 1100=t ℃ 5.0)11000005.005.1(1)0005.005.1(=?-=-=t a f
179.0105 13530 2.1-303255.06.12.16.1=+???=+?-?= h H h h R f m s mm v 600= 5 .53)3.012.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K （普碳） ()3.0)110001.04.1(1.001.04.11.0=?-=-=t η2 m m s N ? 519.1105 135******** 22=+?=+?=h H R h v ε ()()61.63)519.13.05.53)(179.01(1=?++=++=εηk m p 计算总轧制力 KN bl p p 2669303252 430 42061.63=??+? == 同上原理可以计算出 表一 同理品种钢以65Mn 为例 67.89)165.04.1)(110001.014(8.9)4.1)(01.014(8.9=++?-=++-=Mn c w w t K
纸桥的结构与受力分析
摘要：我国古代的桥，形式种类繁多发展演变过程漫长，近代以来由于高科技的勃然兴起，桥梁逐渐成为一门专业学科，其技术进步更是突飞猛进，形式更为复杂多样。桥梁作为结构的一大主要应用，简洁地展现了力学之美。制作纸桥可以为今后桥梁施工技术提供思路。所以纸桥的制作、研究意义重大。本文对纸桥桥梁结构的特点以及影响桥梁的简单因素进行初步分析。 关键字：纸桥、桥梁结构、受力分析。 引言： 桥梁是架设在江河湖海上，使车辆，行人等能顺利通过的建筑物。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属建筑物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属建筑物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。现在国内外的桥梁建设都处于快速发展阶段，像我国的武汉长江大桥，黄埔的跨海大桥等等都取得了非凡的成就，但桥梁的建设问题依然普遍存在，为此，我们要着重设计桥梁的结构，要设计出更加稳定的构造，解决桥梁中间垮塌和部分桥面出现断裂的问题。通过设计不同结构的纸桥，参考着经典大桥桥的优秀设计，并结合自己的思考和现代生活的特点，设计出简约、稳固、更加符合实际需求的大桥。 试验方法： 一、桥的整体结构设计：我们小组一共想出了三种桥梁的结构。一是三层的向两边分担压力的构型；二是拱形结构；三是中间穿插着连接起来的平桥。经过权衡利弊，我们小组决定选用第三种方案。该方案是在地面两侧建两个大型桥墩，在中间也同样建一个大型桥墩。然后通行部分是由长细纸筒做成。 二、前期实验：分别用一张打印纸从不同形式折成不同形状的单个桥体结构部分，然后在桥面上放砝码，记录数据。一次用不同形状折的单体进行实验，做成表格，比较各个的承重数据。最后得出最好的承重结构为由纸的对角叠成的圆柱套着三棱柱的单体，此单体结构承重效果在同等条件下经测试最好，并由此开始制作桥体。 三、制作步骤：首先制作长细纸筒：先把纸卷成细的卷，要卷紧。这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。但是卷能承受的拉力是很大的，调整结构把这些卷全变成受拉构件。在非要受压不可时，把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。接着做短圆纸筒：以A4 纸的窄边为“母线”卷成。最后做底面：每张纸先用胶水加固（全部涂过后风干），再涂一次卷成纸卷再相互错开用胶水黏结。最后将底面与纸筒固定好，再将底面与桥面固定，分别固定在桥俩端及中间部分。大概步骤即是这样：先固定主要框架，然后是支架，其次是桥身上的各处桥梁，最后铺好桥面。 结果与讨论： 我小组所造之桥以线条简单为主要特点，整个设计以圆柱型纸杆为主，进行粘贴制作纸桥。由于所学专业限制，我小组所制作桥梁只能简单承受重量，承重量较小，考虑的因素不够全面，对力学及压强的分析不够透彻，我小组选用的圆柱形纸杆可以承受一定的拉力和压力，作为受弯结构的梁，梁的抗弯强度很大程度上取决于梁高，圆柱直径越大，抗弯强度越大。但我小组所作纸桥有一个明显缺点就是缺少斜拉的索链，如果两侧分别增加斜拉，那么所承重效果会更好。以后有机会的话再把自己不足的地方进行改进，更好的制造出一个承重力较大的纸桥。 结论： 经实验及制作纸桥可得，简单的梁式桥虽制作方法简单但承重能力并不是最好的，需要在桥面上加入斜拉链以分散桥面所受压力。我们通过实验明白了：一张平面的纸很薄，小受力厚度导致小承受力。而把纸折叠成瓦楞形或卷成圆柱体后，受力厚度大大增加，承受力也就大得多。在桥梁和建筑等受力构造中，
基于Midas Civil的连续刚构桥受力分析
基于Midas Civil的连续刚构桥受力分析 摘要：本案例通过Midas软件建立连续刚构桥受力结构模型，对连续刚构桥持久状况正常使用极限状态内力分析，清晰表达出其各使用阶段内力，从而更好地进行内力分析计算，为以后连续刚构桥施工受力分析方案提供理论依据。 关键词：Midas分析；连续刚构桥；内力分析 1 工程概况 本工程位于广东省，东莞麻涌至长安高速公路路线跨越漳彭运河后，于大娘涡、沙头顶之间跨越淡水河。淡水河上游接东江北干流和中堂水道，下游汇入狮子洋。淡水河特大桥设计起点从路线K20+060开始至K21+184终止。其中主桥为（82+2×140+80）m的连续刚构桥，梁部采用C60混凝土，根部梁高8m，高跨比为1/17.5，跨中梁高为3m，高跨比为1/46.67，跨中根部梁高之比为1/2.67，底板按1.8次抛物线变化，桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。 2 主要技术标准 本桥采用对称逐段悬臂灌注和支架现浇两种施工方法。先托架浇注0号块，再对称逐段悬臂浇筑其它块件。边跨端头块采用支架现浇法施工。先合拢边跨，再合拢中跨。中跨采用挂篮合拢。边跨采用支架施工，先现浇端头块，然后浇筑2m 长合拢段进行边跨合拢。相关计算参数如下所示： 1、公路等级：高速公路，双向八车道。 2、桥面宽度：2×19.85m。 3、荷载等级：公路-I级。 4、设计时速：100km/h 5、设计洪水频率：1/300。 6、设计通航水位：H5%＝3.14m。 7、设计基本风速：V10%＝31.3m/s 3 计算理论 构件纵向计算均按空间杆系理论，采用Midas Civil V7.41进行计算。（1）将计算对象作为平面梁划分单元作出构件离散图，全桥共划分711个节点和676个单元；（2）根据连续刚构的实际施工过程和施工方案划分施工阶段；（3）根据规范规定的各项容许指标，验算构件是否满足规范规定的各项要求。 4建立计算模型及离散图 4.1计算模型 主桥主墩采用桩基采用9根φ2.2m桩（半幅桥）。根据等刚度原则，将承台以下群桩模拟成二根短柱，柱底固接，桩顶与承台相接形成“门”形结构，令群桩和模拟的两根短柱在单位水平位移、单位竖向位移和单位转角时所需施加的外力相等，解决了桩土互相作用的计算问题。计算模型如下： 4.2构件离散图 5 计算分析 5.1 持久状况承载力极限状态计算 1）正截面受压区高度计算 按《公桥规》规定，混凝土受压区高度：x=ξbh0 相对界限受压区高度ξb=0.38（C60 混凝土、钢绞线）。对各截面受压区高度进行计算，受压区高度最小富余量为96.0cm。最小富余百分比65.7%。计算下表所示：
热轧轧制力计算与校核
6 轧制力与轧制力矩计算 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤%时，K=10×（）（+C+Mn+）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=η F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表经验选取。 表 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2
6.1.2 轧制力计算结果 表粗轧轧制力计算结果 道次12345 T（℃） H（mm）2001601126743 h(mm)160112674330Δh(mm)4048452413 Ri(mm)600600600600600 f m K(Mpa) ‘ C11111 η v(mm/s)37703770377037703770 P(Mpa) B(mm)16241621 H b(mm)16211615 h P(KN)1972023743268342377820501
表 精轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 6 7 T(℃) 880 H(mm) 18 h(mm) 18 Δh(mm) 12 Ri(mm) 400 400 400 350 350 350 350 f m K(Mpa) ‘C 1 1 η v(mm/s) 3310 5080 7260 9690 12930 15220 17000 ε P (Mpa) 2 h H b B +(mm) P(KN) 21307 20047 18505 15905 18050 11604 8800 轧制力矩的计算 6.2.1 轧制力矩计算公式 传动两个轧辊所需的轧制力矩为（2）； Pxl M z 2= （2） 式中：P —轧制力； x —力臂系数； l —咬入区的长度。
板带轧制力与力矩的计算
5 轧制力能参数计算与强度效核 5.1 计算各道次轧制压力、力矩、功率 5.1.1 各道次的压力 单位压力：爱克隆德公式 p=(1+m)(K+ηu )（Mpa） (5-1) 式中m----表示外摩擦对单位压力影响的系数； f----轧件与轧辊间的摩擦系数；对于钢轧辊，f=1.05-0.0005t； R----轧辊工作半径（mm），四辊轧机取450mm； ----压下量，= - (mm)； , ----轧制前后的轧件高度（mm）； t----轧制温度（℃）； K----静压力下单位变形抗力； K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）Mpa，C%取0.2%，Mn%取1.4%。 η----被轧钢材的粘度系数 η=9.8×0.01(14-0.01t)C Mpa?s C----关于轧制速度系数，V(m/s)<6时，C取1 ；v=6～10m/s时，C=0.8 v----线速度，=3.14×0.9×60/60=2.826m/s,所以C=1。 u----变形速率为（s-1） 轧制时金属对轧辊产生的总压力为： P=plB (5-2) 式中p----平均单位压力（Mpa） B----轧件宽度， ----变形区长度， 例如，第一道次，f=1.05-0.0005t=1.05-0.0005×1150=0.475 = =0.095 K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）=9.8×（14-0.01×1150）（1.4+0.2+1.4）=73.5 η=9.8×0.01(14-0.01t)C=0.098×（14-0.01×1150）=0.245 =3.14×900×29.28/60=1379.088mm/s = =1.0028 = =67.08 则平均单位压力p=(1+m)(K+ηu ) =(1+0.095)(73.5+0.245×1.0028)=80.75Mpa 轧制时金属对轧辊产生的总压力： P=plB=80.75×67.08×2320=12566767.2kg=12.57MN 其他道次的计算结果列于表5-1。 表5-1 各道次轧制压力 机架道次 m 单位变形抗力K 粘度系数η变形区长度l(mm) 变形速度u （s-1）单位压p(Mpa) 总压力P(MN) 四辊粗轧 1 0.095 73.5 0.245 67.082 1.0028 80.76 12.57 四辊粗轧 2 0.107 73.571 0.2452 73.485 1.1846 81.75 13.94 四辊粗轧 3 0.126 73.868 0.2462 84.853 1.5192 83.6 16.46 四辊粗轧 4 0.141 74.2 0.2473 87.464 1.7878 85.2 17.29 四辊粗轧 5 0.158 74.576 0.2486 87.464 2.0815 86.97 17.65
螺栓组受力分析与计算
螺栓组受力分析与计算 一．螺栓组联接的设计 设计步骤： 1．螺栓组结构设计 2．螺栓受力分析 3．确定螺栓直径 4．校核螺栓组联接接合面的工作能力 5．校核螺栓所需的预紧力是否合适 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型，长度，精度以及相应的螺母，垫圈等结构尺寸，可根据底板的厚度，螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑后定出。 1. 螺栓组联接的结构设计 螺栓组联接结构设计的主要目的，在于合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式，力求各螺栓和联接接合面间受力均匀，便于加工和装配。为此，设计时应综合考虑以下几方面的问题： 1）联接接合面的几何形状通常都设计成轴对称的简单几何形状，如圆形，环形，矩形，框形，三角形等。这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。 2）螺栓的布置应使各螺栓的受力合理。对于铰制孔用螺栓联接，不要在平行于工作载荷的方向上成排地布置八个以上的螺栓，以免载荷分布过于不均。当螺栓联接承受弯矩或转矩时，应使螺栓的位置适当靠近联接接合面的边缘，以减小螺栓的受力（下图）。如果同时承受轴向载荷和较大的横向载荷时，应采用销，套筒，键等抗剪零件来承受横向载荷，以减小螺栓的预紧力及其结构尺寸。 接合面受弯矩或转矩时螺栓的布置
3）螺栓排列应有合理的间距，边距。布置螺栓时，各螺栓轴线间以及螺栓轴线和机体壁间的最小距离，应根据扳手所需活动空间的大小来决定。扳手空间的尺寸（下图）可查阅有关标准。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接，螺栓的间距t0不得大于下表所推荐的数值。 扳手空间尺寸 螺栓间距t0 注：表中d为螺纹公称直径。 4）分布在同一圆周上的螺栓数目，应取成4，6，8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和画线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。 5）避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被联接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线相垂直。对于在铸，锻件等的粗糙表面上应安装螺栓时，应制成凸台或沉头座（下图1）。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈（下图2）等。
桥梁受力计算
2.10.4 水中箱梁钢管桩贝雷支架验算 钢管桩贝雷支架以新环岛路互通主线道路桥第2联第2跨为例： （1）荷载及荷载组合情况 ①竖向荷载 a.模板、拱架、支架、脚手架等自重，分项系数： 2.1=i γ； b.新浇混凝土、钢筋混凝土或新砌体等自重，分项系数：2.1=i γ； c.施工人员及施工机具运输或堆放的荷载；，分项系数：4.1=i γ d.振捣混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：4.1=i γ； e.倾倒混凝土时产生的竖向荷载，分项系数：4.1=i γ； f.其它可能产生的竖向荷载； ②水平荷载 a.新浇混凝土时对侧面模板产生的压力, 分项系数：2.1=i γ； b.倾倒混凝土时产生的水平荷载，分项系数：4.1=i γ； c.振捣混凝土时产生的水平荷载，分项系数：4.1=i γ； ③其它荷载 a.风荷载； b.流水压力、流水压力或船只、漂浮物撞击力； 由于在对支架进行计算时，水平荷载⑵可不考虑，因此力的组合考虑为 ⑶⑴+，只有在对高墩或高截面模板进行计算时，荷载⑵才考虑作为控制力计 算。 （2）钢管支架受力分析 模板自重： 2 /0.1m KN ； 施工人员、施工料具运输、堆放荷载： 2 /0.1m KN ； 振捣砼产生的荷载：2 /0.2m KN ；
倾倒砼产生的冲击荷载： 2 /0.2m KN 。 取新环岛路互通主线道路桥第2联第2跨箱梁断面为例，箱梁的截面积 As ＝8.93㎡。 箱梁混凝土自重： 单幅每跨混凝土重量为：m KN g /18.2322693.8=?= , 桥面宽度为12.65m ，则箱梁混凝土自重产生的荷载为 2 /35.1865.1218 .232m KN g == ， 则荷载组合后为：2 /22.30)0.20.20.1(4.1)35.180.1(2.1m KN g =++?++?=， 其主桥箱梁断面结构形式及受力分析模式参见图2.10-8。 图2.10-8 箱梁断面结构形式及受力分析模式 ①承重结构物受力分析 a.分配梁[10型钢受力计算分析 分配梁按纵桥向布置，间距暂定为35cm 。按多跨连续梁受力考虑，其支点位置为承重梁的位置，计算间距为1.50m ，计算底板及腹板位置处的分配梁受力，参见图6-2： 模板荷载： m KN m KN g /35.0/0.135.02 1=?=； 施工人员、施工料具运输、堆放荷载： m KN m KN g /35.0/0.135.02 2=?=； 振捣砼产生的荷载： m KN m KN g /7.0/0.235.023=?=； 倾倒砼产生的冲击荷载： m KN m KN g /7.0/0.235.02 4=?=； 箱梁混凝土自重： m KN m KN g /42.6/35.1835.025=?=。
ansys桥梁受力分析命令流
/FILNAME,Bridge ,1!定义工作文件名。 /TITLE,Bridge Analysis!定义工作标题。 /PREP7 ET,1, BEAM188 ET,2, SHELL63!定义单元。 !定义材料属性。 MPTEMP,,,,,,,,!定义桥面材料1属性。 MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,1.6e5 MPDATA,PRXY,1,,0.35 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,,6e-6 MPTEMP,,,,,,,,!定义梁材料2属性。 MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,2,,2.06e5 MPDATA,PRXY,2,,0.3 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,2,,7.83e-6 !定义截面。 SECTYPE, 1, BEAM, HREC, , 0!定义1号截面□。SECOFFSET, CENT SECDATA,300,650,55,55,55,55,0,0,0,0 SECTYPE, 2, BEAM, RECT, , 0!定义2号截面■。SECOFFSET, CENT SECDATA,850,300,8,8,0,0,0,0,0,0 SECTYPE, 3, BEAM, CTUBE, , 0!定义3号截面◎。SECOFFSET, CENT SECDATA,25,45,8,0,0,0,0,0,0,0 SECTYPE, 4, BEAM, RECT, , 0!定义4号截面■。SECOFFSET, CENT SECDATA,280,280,8,8,0,0,0,0,0,0 SECTYPE, 5, BEAM, HREC, , 0!定义5号截面□。SECOFFSET, USER, -6, 150 SECDATA,600,300,8,8,8,8,0,0,0,0 !定义实常数。 R,8,12, , , , , , RMORE, , , , RMORE
桥梁受力分析Word 文档
1工程简介 矮寨特大悬索桥是长沙至重庆公路通道湖南省吉首至茶洞高速公路跨越矮寨大峡谷的一座特大型桥梁,为吉茶高速公路的控制性工程,也是中国最大的单跨跨越峡谷的钢桁加劲梁悬索桥。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,主缆孔跨布置为242+1 176+116m,主梁为钢桁加劲梁,全长1 000.5 m。主桥横向设2%横坡,桥面系宽24.5 m(图1)。 拱式桥 与梁式桥不同，拱桥要承受的是根据其拱形斜向的压缩力而不是弯曲力。拱式桥将拱圈或拱肋作为主要承载结构。这种结构在竖向荷载下，桥墩或桥台将承受水平推力。拱的弯矩和变形都比较小，主要承受压力，故拱式桥用砖、石、混凝土和钢筋混凝土材料建造的比较多。拱式桥受力如图6.9所示。 拱式桥跨越能力大，外形也较美观，因此修建拱桥是经济合理的。但是由于在桥墩或桥台处承受很大的水平推力，因此对桥的下部结构和基础的要求比较高。另外拱桥的施工比梁式桥要困难些。 刚架桥 标准的梁式桥，桥的大梁和桥墩的结构是分开的。刚架桥的外形与梁式桥相似。不过，与梁式桥不同的是，刚架桥的上部结构与下方支脚部分是完全刚结在一起的。刚架桥是梁和柱(或竖墙)整体结合的桥梁结构。在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱桥之间。刚
架桥一般可采用T形刚架桥、连续刚架桥、斜腿刚架桥三种类型(图6.15)。T形刚架便于施加预应力，在两个伸臂端上挂梁后可做成很大跨度的刚架，在要跨越深水、深谷、大河急流的大跨桥梁中常被应用。连续刚架桥有较好的抗震性能。斜腿刚架造型轻巧美观，当建造跨越陡峭河岸和深邃峡谷的桥梁时，采用这类刚架型式往往既经济又合理。
悬索桥的受力分析
悬索桥的受力分析 一、选题 在前面的presentation部分，我与张玉青同学合作完成了上海东海大桥的建模，在此次的实例分析中，我参考了《ANSYS土木工程实例应用》中的悬索桥部分，并在建模的基础上对其进行受力分析和施工过程中跨中挠度变化情况的分析。 二、实例 1.问题的描述 ●材料性能 悬索和吊杆：E=2.5e11,μ=0.1,ρɡ=1e4 梁：E=3.0e11,μ=0.1,ρɡ=1e4 ●截面尺寸 悬索：A=1 吊杆：A=0.02 梁：A=0.5，H=1，I=1/24 ●几何参数：桥长400m，双索塔，自桥面算起塔高20m。全桥模型成对称分布。两塔之间 跨度为200m，左右塔距岸边各100m。悬索间距为10m。 ●初始条件：悬索和吊杆初应变为ε=1e-5。 ●边界条件：悬索两端铰支，大梁布置成简支结构。 以上都统一采用国际单位制。 2.悬索桥结构的建模 把悬索体系的主要承重结构模拟为由铰链环组成的在节点上加荷载的悬挂索链。这种模型不但能很好地表现实际节点索链的性质，还能表现由金属丝。股或索组成的缆的性质，由于它不具有抗弯的能力，所以用LINK180单元模拟是非常好的，计算的精度和索长度的选取有很大的关系，同时要考虑索的应力变化问题。 当给索缆装配加劲梁时，由于加劲梁还只是外荷载，不参与结构受力，所以可以将缆索结构当成是受集中荷载的体系。荷载按照实际的情况阶段施加。 当桥建成之后，可以将缆索和加劲梁当做一个整体来分析，在条件允许的情况下可以一次性施加活载在桥上来模拟其受力分析。 三、建模过程及分析过程 1.设置单元及材料参数 定义单元类型 定义材料属性 实常数 定义截面 2.建模 生成区段模型 主缆单元类型为1号，材料类型为1，截面实常数R1；悬索单元类型为1号，实常数为2，桥面主梁单元类型为2号，材料类型为2号，截面实常数为1。 定义局部坐标 在X=100处生成局部坐标系，新的坐标系代号必须大于10，再将局部坐标系设为当前坐标系，以当前坐标系的YZ面为对称面，镜像生成另一区段模型。再返回到全局笛卡尔坐标（CSYS=0），再将当前所有模型相对YZ面为镜像生成另一半模型。 再设定当前材料及单元为索塔属性，生成索塔。
热轧轧制力计算与校核解析
6 轧制力与轧制力矩计算 6.1 轧制力计算 6.1.1 计算公式 1. S.Ekelund 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）； ))(1ηε++= P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，h H h h R f m +?-?= 2.16.1； 当t≥800℃,Mn%≤1.0%时，K=10×（14-0.01t ）（1.4+C+Mn+0.3Cr ）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量； ε— 平均变形系数，h H R h v +?=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=ηMpa.s F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=0.8； ‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表6.1经验选取。 表6.1 ’ C 与速度的关系 轧制速度（m/s ） ＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘ C 1 0.8 0.65 0.60 2. 各道轧制力计算公式为 p h R b B p F P h H ??+= =2
6.1.2 轧制力计算结果 表6.2粗轧轧制力计算结果 道次 1 2 3 4 5 T（℃）1148.68 1142.76 1133.93 1117.15 1099.45 H（mm）200 160 112 67 43 h(mm) 160 112 67 43 30 Δh(m m) 40 48 45 24 13 Ri(mm) 600 600 600 600 600 f 0.476 0.479 0.483 0.491 0.500 m 0.194 0.266 0.408 0.596 0.755 K(Mpa) 64.3 65.9 68.1 72.4 76.9 ‘ C 1 1 1 1 1 η0.251 0.257 0.266 0.283 0.301 v(mm/s) 3770 3770 3770 3770 3770 5.408 7.841 11.536 13.709 15.204 P(Mpa) 78.5 85.9 100.2 121.8 143.0 B(mm) 1624 1621 1635.4 1623.9 1631.1 H b(mm) 1621 1635.4 1623.9 1631.1 1615 h P(KN) 19720 23743 26834 23778 20501
铜板带的冷轧轧制力计算步骤
冷轧轧制力计算 1．平面变形抗力K ： （1）：由轧前总加工率εH 和轧后总加工率εh 查图分别得到轧前屈服极限σsH 和轧后屈服极限σsh ,取平均值得实际变形抗力?σ。 ?σ=2sH sh σσ+ （2）：由平均加工率2H h εεε+= 查图直接得实际变形抗力?σ K = 1.155q ?σ- ?σ：平均屈服极限 q ：平均张应力，12 q q q =+后前（） 2．压扁后的接触面积F l ':压扁后的变形区长度 计算22()fl m h =，及2afK y h =,其中(/)95000R a mm MPa = 由m 2，y 查图得m ' 由fl m h ''=得m h l f ''= F =B ·l ' 3．应力状态影响系数 P K （1）按斯通公式计算 1m P e K m '-='（直接计算或查表） （2）按采列克夫公式计算 由2l H μδ'=?和道次加工率ε查图得到P K （3）按陈家民公式 由 l h ' 与摩擦系数f 查图得P K 4．轧制力P P = P K ·K ·F
例：冷轧H62黄铜，退火厚度为H 退=0.4mm ，第三道次轧前厚度H=0.16mm ， 第三道次轧后h=0.13mm ，直径D=150mm ，B=216mm ，f = 0.07，q h = 178MPa ， q H = 188MPa ，计算冷轧轧制力。 解：(1)计算K 值 轧前总加工率εH = -退退H H H ╳ 100%=-0.40.160.4 ╳ 100%=60% 轧后总加工率εh = -退退H h H ╳ 100%=-0.40.130.4 ╳ 100%=67.5% 2H h εεε+==60%67.5%2 +=63.8% 由ε=63.8%查图（铜合金屈服极限与压下率的关系图）直接得平均屈服极限?σ=610 MPa K ’=1.155?σ- 2H h q q +=1.15╳610-1781882 +=521.6 MPa （2）计算压扁后的弧长l ’ 150752R mm == 0.160.130.14522 H h h mm ++= == 0.160.130.03H H h mm ?=-=-= 0.160.1318.8%0.16H h H ε--=== 1.5l mm === 2220.07 1.50.5240.145fl z h ?????=== ? ????? ' 752521.60.072950000.3980.145afK y h ???=== 由z 2和y 得' ' 1.21fl m h == '' 1.210.145 2.510.07m h l mm f ?=== （3）应力状态影响系数 P K 按斯通公式计算
桥梁事故及其原因分析
桥梁事故及其原因分析(总4 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
桥梁事故及其原因分析 桥梁是交通线中的关键组成部分，其在交通运输和经济发展中的重要性勿庸置疑。桥梁的规划施工建设仅是桥梁的第一步，而真正发挥桥梁在国民经济建设与发展中的作用还需依靠建成后运营中的科学管理和养护维修。 桥梁作为线路跨越障碍的一部分，运营中一旦发生垮塌事故会造成巨大的财产损伤，并可能导致人员伤亡及线路阻断，也会造成恶劣的社会影响。 除极端的桥梁垮塌之外，运营中桥梁损伤导致使用功能不足甚至丧失使用功能而被迫维修、加固的情况则更为普遍，造成的经济损失巨大。 讲座介绍了几座桥梁严重垮塌的事故，并向我们分析了原因，其事故成因有认知不足、设计施工缺陷、自然灾害、管理养护不周等。前事不忘，后事之师，这些事故提醒着我们桥梁工程师要以高度的责任感来完成桥梁的建设，确保桥梁质量安全。 位于加拿大的圣劳伦斯河之上的Quebec Bridge本来应该是着名设计师Theodore Cooper 的一个真正有价值的不朽杰作。作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥，库帕忘乎所以地把大桥的主跨由490米延伸至550米，以此节省建造桥墩基础的成本。然而就在这座桥即将竣工之际，悲剧发生了。1907年8月29日，大桥杆件发生失稳，突然倒塌，19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场事 故。 1913年，这座大桥的建设重新开始，然而不幸的是悲剧再次发生。1916年9月，中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷。结果13名工人被夺去了生命。事故的原因是举起
任务二构件的力学分析与计算简图
任务二结构的计算简图 一、填空题 1.对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为（约束）。约束反力的方向必与该约束所能阻碍的位移方向（相反）。 2.刚结点的两大特征是：（变形前后夹角相等）,（能承受并传递弯矩）。 3．一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必（汇交于一点）。 4.作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是：这两个力的（大小相等），（方向相反），（作用在同一直线上）。 5.在作用着已知力系的刚体上，加上或减去任意的 ( 平衡力系 )，并不改变原 力系对刚体的作用效应。 6.( 计算简图 )是指经过简化后可以用于对实际结构进行受力分析的图形。 二、选择题 1. 只限物体任何方向移动，不限制物体转动的支座称（ A ）支座。 A.固定铰 B.可动铰 C.固定端 D.光滑面 2．只限制物体垂直于支承面方向的移动，不限制其它方向运动的支座称（ B）支座。 A.固定铰 B.可动铰 C.固定端 D.光滑面 3．既限物体任何方向移动，又限制物体转动的支座称（ C ）支座。 A.固定铰 B.可动铰 C.固定端 D.光滑面 4.固定端约束通常有（ C ）个约束反力。 A.一 B.二 C.三 D.四 5．作用在同一刚体上的两个力F1和F2，若 F1 = - F2，则表明这两个力（ C ）。 A.必处于平衡；大小相等， B. 方向相同； C.大小相等方向相反，但不一定平衡； D.必不平衡。 6.自由度与约束的叙述下列（ C ）是错误的。 A．每个刚片有三个自由度 B．一个链杆，相当于一个约束 C．一个单铰，相当于三个约束 D．一个固定端，相当于三个约束 7.刚性联相当于（ C ）个约束。 A．1 B．2 C． 3 D．4
纸桥的结构与受力分析
之桥的结构与受力分析 摘要: 改革开放以来，中国的桥梁建设以空前的规模和发展速度令世界惊叹。但是，我们匆忙建成的大桥能否给人以美感是一个值得反思的问题。本讲演以20世纪中的国际最美桥梁评选、香港特别行政区昂船洲大桥设计竞赛中的美学评估、以及作者本人心中的十座中国最美桥梁等为内容，介绍了作者对桥梁的初步美学思考，以能促进国内桥梁界在新世纪中对桥梁美学的重视。 “桥是跨越障碍的通道”。这是美国最权威的韦氏大词典对桥梁一词所下的最简短的定义。远古的人类为了狩猎、运输、迁移就需要修建原始的桥梁。今天，桥梁已和人类的生活密切相关。桥梁不仅是交通系统的重要组成部分，而且常常是一种标志性建筑物。人们希望在通过桥梁时发出一声赞叹，得到美的享受。作为一个桥梁工程师有责任在设计中重视桥梁的美学价值和景观功能，满足人们的观赏愿望。 改革开放以来，中国的桥梁建设以空前的规模和发展速度令世界惊叹。但是，我们匆忙建成的大桥是否给人以美感是一个值得反思的问题。同济大学土木工程防灾国家重点实验室为国内大部分大桥进行了抗风研究和风洞试验，1/100的全桥模型展示了大桥的风貌，也引起了我们对大桥美学价值的评论：什么样的桥梁才是美的？我想首先谈一下我的一点学习心得。 我国著名的桥梁美学专家唐寰澄先生在他的文章和专著中多次提到：三个统一性是美的最重要属性，即（1）感性和理性的统一或感觉和意识的统一；（2）客观和主观的统一或人和自然的协调统一，即“天人合一”的思想；（3）形式和内容的统一，即造型和功能的一致。归纳起来的桥梁美学法则是：多样和统一，协调与和谐，以及比例、对称和韵律。另外还有八纲：即刚柔、动静、阴阳、虚实的矛盾和统一。我的理解是，设计要有新意，不要抄袭雷同，要同中有异。要和环境协调，结构要求比例匀称，没有画蛇添足的多余装饰，有动感和韵律美。 德国著名的莱翁哈特教授在他的桥梁美学名著中说：“美可以在变化和相似之间，复杂和有序之间展示从而得到加强”。我想，正如贝多芬的音乐一样，简短的主题不断展开和变奏，既相似又不同，但却十分和谐；既复杂变化，又有序统一，在不雷同和不杂乱之间展现出丰富的层次和内涵，给人以美的享受和心灵的激荡。
第四章 受力分析及主要零件强度计算
第四章 受力分析及主要零件强度计算 4.1破碎力的计算 破碎机的破碎力是计算机器各个零件强度和刚度的原始数据。破碎力的大小与很多因素有关，因而确定破碎力的方法也很多，概括起来有以下几种方法： （1）理论计算法：根据破碎矿石所需的破碎功导出破碎力的计算公式，因而计算结果与实际相差较大，故在实践中应用很少。 （2）功耗计算法：根据电动机的安装功率，结合破碎机的结构特点，导出破碎力的计算公式。 （3）实验分析法：根据实验数据导出的公式来计算破碎力。 目前，国内是采用实验分析法来确定颚式破碎机的破碎力。根据对复摆颚式破碎机的固定颚和动颚的实际受力测定，在破碎机动颚上所产生的破碎力系与矿块纵断面面积成正比。因此，作用在动颚上的最大破碎力可以按下式计算： qgLH P =max （式4—1） 式中：q ——衬板单位面积上的平均压力，其值可取27=q 公斤/厘米2； L 、H ——破碎腔的长度和高度。 则 2 m a x 279.8900385 10 916839()P q g L H N -==????= （式4—2） 当计算破碎机零件强度时，考虑冲击载荷的影响，应将max P 增大50%，故破碎 机的计算破碎力为： m a x 1.5 1.5916839 1375.2585()js P P K N ==?= （式4—3） 4.2 受力分析 计算颚式破碎机各个零件的强度和刚度以前，必须先求得作用在各个部件上的外力。计算破碎力js P 是确定这些外力的原始数据。根据js P 力利用图解法即可求得各个部件上的计算载荷。 机构运动简图受力分析，如下图所示
图 4—1 由三角几何关系可得： 61.37510() js P N =?； 61.41910()k P N =?； 61.03110()s P N =?。 4.3 主要零件强度计算 颚式破碎机的主要零件有：偏心轴、动颚、推力板、动颚的拉杆弹簧、轴承、机架以及飞轮等。 4.3.1 偏心轴强度计算 鉴于皮带拉力，飞轮与皮带轮的重量相对破碎力在偏心轴的分力来说其值甚小，为了方便起见可略去不计，这样，偏心轴的受力、扭矩、弯矩及当量弯矩就可按照图所示进行分析计算。