公路監(jiān)理師道路與橋梁備考資料:最好的橋梁設(shè)計3

來源:網(wǎng)絡(luò)發(fā)布時間:2010-07-02 09:44:28

    對于拉(壓)桿,其主應(yīng)力跡線均平行于桿件軸線,因此,傳力路徑等于桿件的長度。而對于純受彎桿件,任一橫截面內(nèi)均有拉應(yīng)力及壓應(yīng)力,其主拉(壓)應(yīng)力跡線亦平行于桿件軸線,其傳力路徑等于桿件的長度。但梁常為彎剪耦合構(gòu)件,梁內(nèi)任意一點均處于二向受力狀態(tài)。其主應(yīng)力跡線呈曲線,可見,其傳力路徑復雜,此時可將梁比擬為“桁架”(拉一壓結(jié)構(gòu)),其各構(gòu)件傳力路徑之和可定義為梁的傳力路徑。對于彎剪扭耦合構(gòu)件,可將其比擬為“空間桁架。可見,拉(壓)桿件傳力路徑較受彎桿件短得多,它是傳力最簡捷的構(gòu)件。

不論是橋跨結(jié)構(gòu)還是支承結(jié)構(gòu),不論是橫截面內(nèi)(如受彎箱梁在彎矩平面內(nèi)的傳力路徑主要是沿腹板傳遞,因此,其主筋應(yīng)配置在靠近腹板的范圍內(nèi)為好等)還是細部構(gòu)造(如拱上立柱與箱拱連接處橫隔板沿立柱豎向設(shè)置較徑向設(shè)置傳力簡捷;帶掛孔的懸臂梁橋采用受拉型鉸較傳統(tǒng)受壓型鉸施工吊裝方便、牛腿的受力與梁的受力吻合,細部構(gòu)造優(yōu)越等),傳力路徑簡捷、明快者為較好的形式。

  [準則6]應(yīng)力均勻準則 結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)均勻流暢。

  對于桿系結(jié)構(gòu),應(yīng)力均勻流暢包括桿件橫截面內(nèi)應(yīng)力均勻,沿桿件長度方向內(nèi)力均勻及結(jié)點、邊界處應(yīng)力均勻,總之,要求結(jié)構(gòu)應(yīng)力處處均勻流暢。

  只有結(jié)構(gòu)應(yīng)力均勻,才能較好地發(fā)揮材料的強度,取得經(jīng)濟效益。

  準則5與準則6是從力學角度衡量橋式優(yōu)劣的重要準則。

  [準則7]承受軸向拉力或壓力的結(jié)構(gòu),簡稱為“拉/壓結(jié)構(gòu)” 是合理結(jié)構(gòu)。

  由于拉/壓結(jié)構(gòu)應(yīng)力均勻流暢,材料強度得到較好地發(fā)揮,且傳力路徑短,因此,不難由準則5及準則6得到準則7.諸如桁架、拱、柱、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、整體張拉式結(jié)構(gòu)(由壓桿群和拉索系組成的空間結(jié)構(gòu)體系)等均為拉/壓結(jié)構(gòu)。

  [準則8]承受軸向拉力的跨越結(jié)構(gòu)可能是大跨優(yōu)越結(jié)構(gòu),即索結(jié)構(gòu)是大跨優(yōu)越結(jié)構(gòu)。 采集者退散

  目前,橋梁用索結(jié)構(gòu)包括懸索橋,斜拉橋及拱橋(吊桿采用柔索者)等。

  結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)從本質(zhì)上講,只有拉和壓這兩種互為相反的狀態(tài);而受彎是拉與壓的組合。跨越體系的受力狀態(tài)可以是受拉、受壓或受彎,而單純受扭或受剪的結(jié)構(gòu)是不能充當跨越結(jié)構(gòu)的。

  ①受彎的橋跨結(jié)構(gòu)不方便施工,應(yīng)力不夠均勻,材料強度不能很好地發(fā)揮,傳力路徑長,現(xiàn)有的受彎材料比強度不高,因此,受彎的橋跨結(jié)構(gòu)不適宜于大跨。

  ②受壓的橋跨結(jié)構(gòu)雖應(yīng)力較均勻,材料強度能較好的發(fā)揮(但存在失穩(wěn)問題),傳力路徑較短,但不方便施工,且受壓材料比強度不高,對于大跨橋梁,幾何非線性的影響使其所受內(nèi)力聚增,因而不經(jīng)濟,可見,受壓橋跨結(jié)構(gòu)還算不上較好的結(jié)構(gòu)體系。

  ③受拉的橋跨結(jié)構(gòu),雖存在振動、腐蝕、疲勞及大變形等問題,但其架設(shè)方便,應(yīng)力均勻,材料強度能得到很好地發(fā)揮,傳力路徑較短,材料(索)比強度高,當考慮幾何非線性影響時,其內(nèi)力大大減小,帶來顯著的經(jīng)濟效益,因此,索結(jié)構(gòu)適宜于大跨。

 

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