桥梁结构学习.pptx

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1、 桥梁结构的效果图桥梁结构的效果图第1页/共35页 桥梁结构的效果图桥梁结构的效果图第2页/共35页桥梁的施工过程（或拼装过程）桥梁的施工过程（或拼装过程）第3页/共35页第4页/共35页第5页/共35页第6页/共35页钢筋混凝土肋拱桥钢筋混凝土肋拱桥钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥第7页/共35页第8页/共35页第9页/共35页二、桥梁结构体系变化二、桥梁结构体系变化 最简单的桥梁结构是简支梁，如图所示。最简单的桥梁结构是简支梁，如图所示。由上图可知，结构除需满足功能要求外（过河）由上图可知，结构除需满足功能要求外（过河），还必须满足强度和刚度的要求，即内力和位移的，还必须满足强度和刚度的要求，

2、即内力和位移的计算。也就是说，既要好看也要中用。计算。也就是说，既要好看也要中用。第10页/共35页通过截面形式的变化以满足强度和刚度的要求。通过截面形式的变化以满足强度和刚度的要求。第11页/共35页 跨度。梁的变形量和它跨度的立方成正比跨度。梁的变形量和它跨度的立方成正比,跨距跨距加倍时便成加倍时便成8 8倍增加。倍增加。梁截面的形状。梁截面的形状。就梁的截面而言，中心部分受就梁的截面而言，中心部分受的应力较小，最大压力、拉力均发生于梁的边缘，中的应力较小，最大压力、拉力均发生于梁的边缘，中心则近于零。由此可将梁中心的材料拿掉，又不致影心则近于零。由此可将梁中心的材料拿掉，又不致影响梁的抗

3、弯能力。换句话说，如将材料尽量分布至梁响梁的抗弯能力。换句话说，如将材料尽量分布至梁的两端，反而可增加梁的抗弯能力，像箱形或工字形的两端，反而可增加梁的抗弯能力，像箱形或工字形梁。梁。宽度和高度。梁的变形量和水平方向的尺寸成反宽度和高度。梁的变形量和水平方向的尺寸成反比，宽度加倍时变形量会减半。例如，梁的宽度增加比，宽度加倍时变形量会减半。例如，梁的宽度增加3 3倍，变形会变成倍，变形会变成1/31/3。而垂直方向的变形会和梁垂直方。而垂直方向的变形会和梁垂直方向的立方成反比，高度加倍变形会减少至向的立方成反比，高度加倍变形会减少至1/81/8，如要加，如要加强梁的强度，将材料加在高度会比加在

4、宽度有效强梁的强度，将材料加在高度会比加在宽度有效第12页/共35页第13页/共35页 对该结构进行结构受力对该结构进行结构受力分析，在自重作用下。在分析，在自重作用下。在相同条件下与直腿刚架进相同条件下与直腿刚架进行比较。行比较。第14页/共35页跨中竖向位移比较：反向，从绝对值上看跨中竖向位移比较：反向，从绝对值上看43水平推力水平推力第15页/共35页 跨中弯矩比：跨中弯矩比：4.34.3倍，斜腿刚构结点处负弯矩均大与直腿倍，斜腿刚构结点处负弯矩均大与直腿刚构，则在荷载作用下起到了减少各跨中的弯矩。因此可构成刚构，则在荷载作用下起到了减少各跨中的弯矩。因此可构成较大的跨度，对于结点处的受

5、力可采用加肋来解决，如下图所较大的跨度，对于结点处的受力可采用加肋来解决，如下图所示。示。第16页/共35页第17页/共35页桥梁结构体系的改变桥梁结构体系的改变及思考问题的方法。及思考问题的方法。第18页/共35页第19页/共35页 在桥塔上布置斜拉索，将桥塔两侧连续长度内的荷载传给桥在桥塔上布置斜拉索，将桥塔两侧连续长度内的荷载传给桥塔而不传给锚碇，并形成塔而不传给锚碇，并形成“自锚自锚”，仅主跨中间一段仍悬吊于，仅主跨中间一段仍悬吊于主缆，这样不但可以减少主缆断面，而且主缆，这样不但可以减少主缆断面，而且“地锚地锚”的锚碇受力的锚碇受力小，处理简单。小，处理简单。悬索结构是一次超静定，而

6、斜拉桥是高次超静定结构。因此悬索结构是一次超静定，而斜拉桥是高次超静定结构。因此后者刚度比前者大。后者刚度比前者大。斜拉桥与悬索桥的组合体系斜拉桥与悬索桥的组合体系第20页/共35页 SAP2000悬索桥计算模型悬索桥计算模型第21页/共35页 预应力桥跨结构预应力桥跨结构在桥跨结构中采用预应力的目的是：在桥跨结构中采用预应力的目的是：（1 1）调整内力、降低应力峰值、节省材料）调整内力、降低应力峰值、节省材料（2 2）提高刚度、减少挠度、改善静、动力性能）提高刚度、减少挠度、改善静、动力性能（3 3）创新体系）创新体系方法方法（1 1）拉索法）拉索法（2 2）强迫位移法）强迫位移法（3 3）

7、平衡重法）平衡重法（4 4）预弯法）预弯法（5 5）索桁法）索桁法第22页/共35页拉索法拉索法 根据弯矩图形在廓内整体布索，以将底群杆内根据弯矩图形在廓内整体布索，以将底群杆内力峰值并减少锚固构造。力峰值并减少锚固构造。第23页/共35页拉索法拉索法在某些局部布索，为某些内力较大的杆群卸载。在某些局部布索，为某些内力较大的杆群卸载。第24页/共35页 对悬臂梁或刚架可采用平衡重引入预应力以调整对悬臂梁或刚架可采用平衡重引入预应力以调整应力峰值，同样可达到减轻结构自重的目的。应力峰值，同样可达到减轻结构自重的目的。第25页/共35页 对悬臂梁或刚架可采用平衡重引入预应力以调整对悬臂梁或刚架可采

8、用平衡重引入预应力以调整应力峰值，同样可达到减轻结构自重的目的。应力峰值，同样可达到减轻结构自重的目的。安装斜拉杆后使原静定结构为超静定结构安装斜拉杆后使原静定结构为超静定结构第26页/共35页 采用索桁架组合构成大跨度结构体系采用索桁架组合构成大跨度结构体系 桁架受力合理，稳定性好，但刚度差、结点构造复杂、安桁架受力合理，稳定性好，但刚度差、结点构造复杂、安全隐患多。用柔索构成的桁架经张拉后全部下弦杆受拉。全隐患多。用柔索构成的桁架经张拉后全部下弦杆受拉。第27页/共35页 桥跨结构由两榀三角形斜腹杆的垂直索桁架及格桥跨结构由两榀三角形斜腹杆的垂直索桁架及格构式刚性横梁组成构式刚性横梁组成第

9、28页/共35页 扩大传统结构跨度扩大传统结构跨度 大跨度撑杆结构体系上弦受压水平分力正好平衡大跨度撑杆结构体系上弦受压水平分力正好平衡弧形桁架下弦的荷载拉力，称为自应力。弧形桁架下弦的荷载拉力，称为自应力。自应力结构中的内力为传统结构中的内力峰值卸载，体系了自应力结构中的内力为传统结构中的内力峰值卸载，体系了预应力拉索载新体系中另一调节功能。预应力拉索载新体系中另一调节功能。第29页/共35页车道上杆件轴力影响线车道上杆件轴力影响线第30页/共35页车道上杆件轴力影响线车道上杆件轴力影响线第31页/共35页 上图大跨度拱式结构中拉杆可为桥面系简支桁架上弦压杆上图大跨度拱式结构中拉杆可为桥面系

10、简支桁架上弦压杆卸载的另一自应力桥跨结构。当活荷载作用时，大拱拉杆中的卸载的另一自应力桥跨结构。当活荷载作用时，大拱拉杆中的拉力可以抵消桁架上弦部分压力。除自应力调节部分荷载应力拉力可以抵消桁架上弦部分压力。除自应力调节部分荷载应力外，还可以人为地调节拉杆中预应力力度以求得经济合理的杆外，还可以人为地调节拉杆中预应力力度以求得经济合理的杆件截面。件截面。第32页/共35页 改善结构受力方式改善结构受力方式 在人行天桥等轻型桥跨结构中常采用撑杆式预预应力简支在人行天桥等轻型桥跨结构中常采用撑杆式预预应力简支桁架。但在大跨度连续梁结构条件时，采用上图斜拉桥式或桁架。但在大跨度连续梁结构条件时，采用

11、上图斜拉桥式或下图斜拉与撑杆联合式桁架更为合理。它不仅可以调节内力下图斜拉与撑杆联合式桁架更为合理。它不仅可以调节内力峰值，而且可增大跨度。峰值，而且可增大跨度。第33页/共35页 改善结构受力方式索托桥改善结构受力方式索托桥 斜拉桥结构的拉索锚头固定在桥跨纵梁之上，纵梁根部承斜拉桥结构的拉索锚头固定在桥跨纵梁之上，纵梁根部承受较大的压力，超出临界荷载纵梁屈曲失稳，所以桥跨受到约受较大的压力，超出临界荷载纵梁屈曲失稳，所以桥跨受到约束。而索托桥它将来自左右双塔上的对称刚索连贯起来而不是束。而索托桥它将来自左右双塔上的对称刚索连贯起来而不是锚固于纵梁上。拉索对纵梁不是吊挂而是承托，索中水平分力锚固于纵梁上。拉索对纵梁不是吊挂而是承托，索中水平分力不作用于纵梁而是在索中自行平衡。因此可以扩大桥跨长度改不作用于纵梁而是在索中自行平衡。因此可以扩大桥跨长度改善受力状态。索托桥与斜拉桥具有相同的外观，但却有不同的善受力状态。索托桥与斜拉桥具有相同的外观，但却有不同的传力方式。传力方式。第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页