桥梁结构分析理论与方法5

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结构力学5平面桁架讲解课件

桁架在动力荷载作用下的响应
瞬态响应
当桁架受到突然施加的动荷载时，它会表现出瞬态响应。这种响应通常包括一个短暂的过渡过程，随后达到一个稳定的振动状态。
频域响应
在周期性动荷载作用下，桁架会表现出频域响应。通过频域分析，可以研究桁架在不同频率下的振动行为，并确定其振幅和相位响应。
阻尼效应
高效的经济性
平面桁架能以较少的材料用量承受较大的荷载，具有较高的经济性。
平面桁架的应用场景
桥梁工程
在桥梁工程中，平面桁架常被用作桥面板的支撑结构，能提供稳
定的支撑和承载能力。
建筑工程
在建筑工程中，平面桁架常被用于楼层和屋盖的承重结构，以及建筑物的支撑体系。
机械工程
平面桁架也被广泛应用于机械工程领域，如起重机的梁架、设备的支架等，其优良的受力性能使其在这些场景中发挥重要作用。
桁架内力计算：轴力、剪力与弯矩
轴力计算
轴力是杆件沿轴线方向的拉力或压力。通过截面法可以得到杆件的轴力分布情况。根据杆件的轴力和截面积，可以进一步计算杆件的应力状态，以评估其承载能力。
剪力计算
剪力是杆件横截面上的切向力。通过截面法可以得到杆件的剪力分布情况。剪力的大小和方向决定了杆件的剪切变形和剪切应力，对于桁架的剪切稳定性分析至关重要。
05 平面桁架的数值模拟与实验验证
基于有限元的数值模拟方法
有限元法基本原理
有限元法将连续体离散为一系列小单元，通过节点连接，利用变分原理建立节点力与位移的关系，进而求解整个结构的响应。
线性弹性有限元法
对于线弹性材料，采用线性弹性有限元法，通过刚度矩阵和载荷向量的组装，求解节点位移。
非线性有限元法
02 平面桁架的静力学分析

高等桥梁结构理论

u( z, s) u0 ( z, s) (s) ' ( z)
' ' ' E u0 ( z ,0) ( z ) ( s )

由自平衡条件及扭转中心扇性零点的特性,可得: B (s) l J (s)
其中
'' Bl E ( z ) ( s)ds EJ ( s ) '' ( z )
解弹性地基梁的挠度y就等于解箱梁的畸变角 2 书表中给出两种物理模型之间的相似关系. 通过对比关系,把求解具有端横隔板的箱梁的畸变角和双力矩 BA的问题转化为求解在一定边界条件下弹性地基梁的挠度y及弯矩M 的问题. 2.2.6 用弹性地基梁比拟法应用示例(自学) 2.3 小结本章介绍了在偏心荷载作用下箱形梁的扭转与畸变计算理论.主要两部分内容即基于乌曼斯基理论约束扭转微分方程的建立及其有限差分的解法和用能量-变分法单室梯形箱梁畸变微分方程的推导及其弹性地基梁比拟法的求解.
1.2 悬臂板的实用公式介绍
1.英国利物浦大学沙柯(Sawko)公式
mx f (0, y ) P A' 1 A' y ch( / ) a0 a0

长悬臂无限宽矩形Sawko公式满足四个条件最大剪应力可用下式计算 2P Qmax 适用于长悬臂常截面无边梁的情况 2.贝达巴赫(Baider Bahkt)计算公式 P 1 m x A '' A '' y ch x Baider Bahkt公式同样满足四个条件适用于长悬臂变截面带边梁的情况 3.变厚度矩形板的解析解
第一篇桥梁空间分析理论

桥梁结构分析理论与方法3

1
x2 b
2t (E
2 G
2
)dxdy
2 f
x1 0
xu
u
f1
f2
4
y 1
x2
b
2tG
b h U 2 f 2
x1 0
2 dxdy 1
u
2
x2 b 9 G
x1 0
6
2 1
2 dydx
U U 1
x2
2tGb
h b I b 2 x1
29 15
2 2
dx
1 2
x2
G
x1
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接下来讨论变形关系在相邻两加劲杆之间的系板上，任意
单元的剪切角变化率则为
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根据虎克定律，引入应力应变关系根据材料力学，上翼缘等效板中的剪力可表示为
由此我们得到了剪力与剪切变形的关系，对两边取导数，于是对q1有
一般式为
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正剪力滞
负剪力滞
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熊礼鹏等：五跨连续斜拉桥扁平钢箱梁剪力滞效应分析，中国水运2009年12期
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X为以跨中为原点的截面所在位置的纵向座标
X为以跨中为原点的截面所在位置的纵向座标
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产生剪力滞原因的定性解释
板应变能。
在后面的推导中，计算外荷载势能时，考虑剪力在剪切变形上所
做的功
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腹板的应变能可根据其应变能密度积分求得翼缘板的应变能为上式中的正应变和剪应变可根据u(x,y)的表达式写出

第五章横向分布系数计算例

a12 I1 ⎫ R11 = n + n ⎪ 2 ∑ I i ∑ ai I i ⎪ ⎪ i =1 i =1 ⎬ I1 a12 I1 ⎪ R51 = n − n 2 ⎪ ∑ I i ∑ ai I i ⎪ i =1 i =1 ⎭ I1
2010年5月13日《桥梁工程概论》第五章 25
②利用荷载横向影响线求主梁的荷载横向分布系数m
平衡
∑ R′ = αw′∑ I
i =1 i i i =1
n
n
i
=1
Ij
α=
48 E l3
偏心力矩M = 1·e的作用
αwi′ =
1
∑I
i =1
n
R′j =
i
∑I
i =1
n
i
2010年5月13日
《桥梁工程概论》第五章
23 两者叠加的结果
•
图d) 偏心力矩M = 1·e的作用挠度： w '' i = a tgϕ
单向板
悬臂板
铰接板
2010年5月13日
《桥梁工程概论》第五章
6
四边简支板的荷载分布
• 在均布荷载q作用下,长边跨中挠： •短边跨中挠度：
2 q2 l2 Δ2= k EI
q1l12 Δ1 = k EI
•由位移协调条件： Δ1 =Δ 2 •力平衡条件： q = q1 + q2
4 l2 •因此： q1 = 4 4 l1 + l2
2010年5月13日
跨中弯矩 M 中 = +0.7 M 0 ⎫ ⎪ ⎬ 支点弯矩 M 支 = −0.7 M 0 ⎪ ⎭
11
《桥梁工程概论》第五章
弯矩
单向板内力计算图式

桥梁结构分析的有限元法(62页)

桥梁结构理论
桥梁结长构安及大计学算贺拴海培训讲义
第1篇桥梁结构整体分析
桥梁结构分析的有限元法梁板式结构分析的有限条法能量原理及组合结构分析的变形协调法变截面连续梁、拱式结构分析的子结构法桥梁结构的材料几何非线性分析
Qx
N
桥梁结构分析的有限元法j M x
桥梁结构有限元法的分析过程
桁架桥结构分析
要求。一般来说，
假定位移是坐标的某种函数，称为位移模式
多项式的项数应等于单元的自由
定单元和结点的数目等问题。
或插值函数。根据所选定的位移模式，就可以
度数，它的阶次应包含常数项和
导出用结点位移表示单元内任一点位移的关系线性项等。这里
所谓单元的自由
式：
度是指单元结点
{ f } [N ]{ }e
6EI y
0
- l 2 (1 z )
0
(2 z )EI y 0
l(1 z )
0
6EI y
(4 z )EI y
0
l 2 (1 z )
0
l(1 z )

0
6EI z l 2 (1 y )
0
0
0
(2 y )EI z 0
l(1 y )
结点力列阵 { }e [ui , wi ,u j , wj ]T 单元坐标系下单元刚度矩阵表达式同前，但
[k ]0e

EA 1
l
0
0
0
结构坐标系下单元刚度矩阵表达式同前，但
[k]e

EA c2
cs
l cs s2
c cos, s sin

桥梁结构设计要点分析及设计措施

桥梁结构设计要点分析及设计措施桥梁结构是现代化城市交通运输系统中不可或缺的一部分，因此其结构设计必须仔细考虑各种因素，并符合建筑、工程学、力学等学科的要求。

本文将从以下几个方面分析桥梁结构的设计要点和设计措施。

1.形式和结构类型桥梁的形式和结构类型是桥梁结构设计的重要要点。

桥梁的形式包括单孔、多孔、斜拉和悬索等类型，而结构类型则可以是梁式、拱式、梁拱共合式、悬索式和斜拉式等类型。

设计者必须根据桥梁所处的环境和交通要求、跨度、荷载等条件来制定最佳的形式和结构类型，以确保桥梁结构的强度、稳定性和安全性。

2.荷载和承载能力荷载和承载能力是桥梁结构设计中的关键要点。

设计者必须考虑桥梁所承受的各种荷载，如自重、车辆重量、行人负荷、风压、地震等因素，并根据桥梁所处的环境和交通状况制定相应的承载能力要求。

此外，还需要考虑承载材料的选择、截面形状和布置等因素，以确保桥梁结构的稳定性和安全性。

3.地基和基础地基和基础是桥梁结构设计中不可或缺的一个方面。

设计者必须考虑桥梁所处的地质条件，如土层类型、地下水位、土壤稳定性等因素，并根据这些条件设计出恰当的地基和基础结构。

此外，还需要考虑地基沉降变形等因素，以确保桥梁结构的稳定性和安全性。

4.材料和构造方式材料和构造方式是桥梁结构设计中的重要要素。

设计者必须选择合适的材料，如钢材、混凝土等，并考虑其材质性能、强度、耐久性等因素。

此外，还需要考虑合适的构造方式，如耦合梁、预应力梁等，以确保桥梁结构的稳定性和安全性。

5.细节设计和施工细节设计和施工是桥梁结构设计中的关键环节。

设计者必须考虑桥梁的细节设计，如接缝、膨胀缝、防水措施等，以确保桥梁的耐久性和安全性。

此外，还需要考虑施工过程中的安全性、施工方法和工序等因素，以确保桥梁的质量和完整性。

总之，桥梁结构设计需要综合考虑各种因素，包括桥梁形式和结构类型、荷载和承载能力、地基和基础、材料和构造方式、细节设计和施工等方面，以确保桥梁结构的强度、稳定性和安全性。

桥梁结构分析理论与方法4

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(3) 单跨斜支承梁——支承方向不与桥轴线正交的单跨支承梁即为单跨斜支承梁或单跨斜主梁，简称斜梁。专业上宜称单跨斜支承梁而不宜称简支斜支承梁，这是因为单跨斜梁并不是静定结构，与正交的简支梁是不同的。后面所述的单跨斜支承梁是指一次超静定的单跨斜支承梁。
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将以上三个方程联立求解，可得
整体现浇板、装配式板、实心板及空心板。钢筋混凝土板及预应力混凝土板等一般不宜采用整体现浇板，而宜采用装配式。斜板桥一般只适用于中小跨度，即跨径在20m以下。在跨径较小的通道中，一般采用斜交刚架(或斜交箱涵)。
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(2) 多梁式斜梁桥 —— 这一类型的斜桥可由不同断面形式的主梁与行车道板组成，通常有T形梁、I形组合梁及改进型I形组合梁、槽形组合梁、组合箱以及分离箱等多种形式。近年来，我国也较多采用铰结低高度箱。可以说，在正交简支梁桥及连续梁桥中可用的断面形式，在斜交桥中均可采用。
(6) 异形斜梁——两个斜度不同的斜梁，也称为梯形斜梁。由此构成的斜桥即为异形斜桥，简称为IS(Irregular Skew Girder)斜梁。
(7) 直角梯形斜梁——它为异形斜梁的特例，其中有一个为直角(斜度为0º)，而另一端不为直角。由直角梯形斜梁构成的斜梁桥即为直角梯形斜梁桥，简称为TS(Trapezoid Skew Girder)。
本节我们先讨论刚性支承的单跨斜支承梁的内力计算。
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根据前面的假设，单跨斜梁的RSS计算模式为扭转一次超静定结构，在其支承的一端解除抗扭约束，结构就为静定结构，即基本结构。（1）对于基本结构进行分析

第五章混凝土简支梁桥

装配式斜板桥的钢筋布置与正交板有所不同。下图为斜交角30°时斜板的顶层、底层钢筋布置，其余钢筋布置与正交板相同。
图为标准跨径16m的后张预应力混凝土简支空心板的截面和预应力筋布置图。板高为0.75m，采用 C40混凝土预制，两肋下部各布置2束钢绞线，每束由 6根Φ15钢绞线组成。《公路桥涵标准设计》中采用强度等级为1570MPa的钢绞线，目前工程中较多采用强度等级为1860MPa的钢绞线，在设计中作等效替换即可。在顶板和底板布置有48的纵向钢筋以增强板的抗裂性。箍筋在板端加密，以承受剪力。
(3)在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正板桥要小，跨内纵向最大弯矩或最大应力的位置，随斜交角 φ的变大而由中央向钝角方向移动。图表示在满布均布荷载时，跨内最大弯矩位置沿板宽的变化曲线，由图可知，当斜交角φ在15°以内时，可以近似地按正交板桥计算，因此《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004)便作了这样的规定。
3．整体式斜交板桥的受力特点与构造
在桥梁建设中，由于桥位处的地形限制、或由于路线线形的要求而将桥梁做成斜交。斜交板桥的桥轴线与支承线的垂线呈某一夹角，此角称作斜交角φ。斜板桥的受力状态是很复杂的，迄今尚无力学经典解答，多借助计算机以求得数值解。为了对斜板桥的受力性能有个定性的了解，以便从构造上予以保证，这里只作简单介绍。
2．钢筋构造截面配筋应依据计算的纵、横弯矩来定，主钢筋直径应不小于12mm，间距应不大于200mm，一般也不宜小于 70mm；由于汽车荷载在板边缘的分布范围比跨中小，因而两侧各1／6板宽范围内的主筋宜较中间板带增加15％。图为整体式简支板桥的构造图。其标准跨径6m，桥面净宽 8.5m(与路基同宽)，两边有0.25m的安全带，计算路径为 5．69m，板厚320mm，约为跨径的1／18。纵向主筋采用 Φ20，在跨径两端l／4—1／6的范围内呈30°弯起；分布钢筋采用Φ10，按单位板宽上主筋面积的15％配置。

钢桥规范-5构件设计(强度与稳定)

5.2.1 轴心受拉构件
轴心受拉构件承载力（高强度螺栓摩擦型连接处除外） Nd——轴心拉力设计值； A0——净截面面积。高强度螺栓摩擦型连接处承载力 n——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目； n1——所计算截面（最外列螺栓处）上的高强度螺栓数目。
翘曲稳定系数k
0.425
1.28
4.00
5.42
6.97
理论宽厚比限值
15.2e
26.3e
46.5e
54.1e
61.4e
设计值
12e
12e
30e，40e
40e
40e
表9-1 加载边简支时单向均匀受压板的翘曲稳定系数
加劲肋不允许出现局部失稳，几何尺寸应满足以下要求扁钢加劲肋： L形、T形钢加劲肋：《热轧球扁钢（GB/T 9945）》的球扁钢加劲肋：闭口加劲肋：
钢管节点
4.疲劳1.4 疲劳吊杆1.4 疲劳吊杆
1.4 疲劳
钢结构疲劳破坏现象
主梁盖板连接疲劳破坏
牛腿截面变化处疲劳破坏
支座处主梁疲劳破坏
1.5 脆性断裂
脆性断裂：在很小的外荷载应力甚至没有外荷载的情况下，钢结构焊缝处出现的断裂破坏现象
5.1.8 考虑剪力滞影响的受弯构件翼板有效截面宽度
类别
梁段号
腹板单侧翼缘有效宽度计算
计算图式
符号
适用公式
等效跨径
简支梁
①
(5.1.8-3)
L
连续梁
①
(5.1.8-3)
0.8L1
⑤
0.6L2
③
(5.1.8-4)
0.2(L1+L2)
⑦
0.2(L2+L3)

桥梁结构分析理论与方法—绪论作业解析

一、近代桥梁结构理论的回顾
Eads Bridge（公铁两用桥）建于1874年
一、近代桥梁结构理论的回顾
Forth Bridge（铁路桥）建于1890年
一、近代桥梁结构理论的回顾 4、混凝土结构设计理论
理论基础 1900年，E. Mörsch（德国）教授建立了容许应力法计算的经典理论。该理论建立在大量研究、试验基础上。 1931年，A. Ф. Лолеит（前苏联）教授提出了按破坏内力法计算理论的建
议。
1955年，前苏联率先颁布了按极限状态法设计的《混凝土与钢筋混凝土设计标准技术规范》。
一、近代桥梁结构理论的回顾 4、混凝土结构设计理论
工程实践混凝土材料由水泥、骨料、水混合而成。 1824年，J. Aspdin（英国）发明了波特兰水泥； 1867年，J．Monier（法国）申请了钢筋混凝土的专利；
一、近代桥梁结构理论的回顾 3、桁架分析理论
理论基础桁架桥梁的理念来源于房屋建筑中。
1847年，惠普尔（美国）发表了一部著作《桥梁建筑研究》，对桁架
中各杆件受力进行分析，并根据受力提出材料使用建议。 1859年，郎肯（英国）编写了《应用力学手册》，是19世纪的结构分
析方法的经典著作。
一、近代桥梁结构理论的回顾 3、桁架分析理论
的受力性能，梁高对刚度的影响，以及他在试验中发现的现象对稳定理
论有重要的推动作用。虽然桥梁稳定理论是在该桥梁之后发展的，但是设计者当时已经采
用加劲肋防止失稳。
一、近代桥梁结构理论的回顾
原布列坦尼亚桥建于1850年, 1970年毁于火灾
一、近代桥梁结构理论的回顾
新布列坦尼亚桥在原桥基础上改建，于1980年完工
理论基础 1586年，Stvin（英国）建立了悬索内力的三角形法则； 1638年，伽利略（意大利）提出了悬挂的链条形状可能为抛物线的猜想； 1675年，胡克（英国）提出拱的形状可以从倒过来悬索中找到； 1690~1691年，伯努利兄弟、Leibnitz、 Hugens先后发现悬链线的数学公式并不是抛物线 1695年，De La Hire（法国）发表了关于拱的静力学的最早研究。

结构力学桥梁结构分析

结构力学桥梁结构分析结构力学桥梁结构分析桥梁结构分析桥梁结构分析文摘：桥梁设计有多种结构形式：石梁桥和混凝土梁桥只能跨越小河；如果用压缩拱圈代替曲梁，拱桥可以跨越河流和峡谷；如果使用钢桁架，可以建造重载铁路桥；如果采用斜拉桥和悬索桥，在主承结构中施加拉力，不仅轻巧美观，而且是跨江跨海特大跨度桥梁的首选形式。

关键词：梁式桥，拱式桥，悬索桥，桁架桥，斜拉桥著名桥梁专家潘继言说：“海洋是地球生命的摇篮；河流是人类文明的摇篮；桥梁是连接人类文明的纽带。

”这种纽带越来越华丽，越来越精致，越来越艺术！中华人民共和国成立来中国的桥梁工程事业飞速发展。

随着时代前进的步伐,人们对桥梁工程提出了更高的要求，对“适用、安全、经济、美观”的桥梁设计原则赋以更新的内容。

桥梁工程无论是现在还是以后都不会停步的，它的发展前景会更广阔。

通过半个学期的结构力学的学习，我对桥梁结构及他们的受力特点有了一定的认识。

理论联系实际，我通过对各种结构的对比分析，进一步加深了印象，对以后的学习奠定了基础。

1.梁式桥工程实例：洛阳桥又名万安桥，位于福建省泉州市东北郊洛阳河入口处。

这座桥是梁港一座举世闻名的巨型石桥。

是国家重点文物保护单位和国家重点文物保护单位。

梁桥主梁为主要承重构件，其受力特点为主梁弯曲。

梁桥上部结构在竖向荷载作用下，支点只产生竖向反力，支座反力大，跨中截面弯矩大。

因此，由于这一特点，梁桥的跨度是有限的。

简支梁桥的合理最大跨度约为20m，悬臂梁桥和连续梁桥的合适最大跨度约为60-70m。

钢筋混凝土梁桥可采用当地材料，工业化施工，耐久性好，适应性强，整体性好，美观；该类型桥梁在设计理论和施工技术上相对成熟。

然而，由于大多数用于制造梁桥的材料都是石头和混凝土，因此随着跨度的增加，自重也会显著增加。

因此，梁桥在中小跨径桥梁中得到了广泛的应用。

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。

第五讲桥梁的墩台和基础

第五讲桥梁的墩台和基础一桥梁的墩台（一）梁桥的重力式墩台依靠其自身的重力及作用其上的重力维持稳定的，称为重力式墩台。

桥墩由墩帽、墩身和基础组成。

桥台由台帽、台身、基础和侧墙、护坡等组成。

墩（台）帽上安放支座，形成桥面横披，调整邻跨的支座高度。

图5・56 嫌帽构造尺寸.1. 墩帽墩帽宽度，顺桥方向为b ：： b±f + do + 25 + 2C 2 M 100cm横桥方向为B BNs + bo + 25 + 2C 2 f ——相邻两跨支座中心的距离 S ----- 两外侧主梁（支座）的中心距 C2 20一40cm ：c 1 一般5—10cm2・墩身平面形状可用圆端形或尖端形；墩顶宽度，小跨径桥梁不宜小于0. 8m,中跨径桥梁不宜小于1.0m ；栗线中轴矩形垫支 2CM0-B/2墩身侧面坡度5号或15号以上的混凝土浇筑或用浆砌块石或料石砌筑, 也可用混凝土预制块砌筑。

大桥常采用钢筋混凝土空心墩 3. U形桥台适用于填土高度小于8"10m的桥梁。

图5-57 U形桥台图5・58埋章置桥台二）拱桥的重力式墩台图6・4—9墩帽上设拱座，以支承拱脚；墩顶的宽度约为拱跨的1/10^1/25 （石砌墩），1/15^1/30 （混凝土墩）。

重力式桥台、齿键式桥台、组合式桥台（三）轻型墩台利用钢筋混凝土的强度和整体刚度，或某种支承构件，形成墩台。

ffl 5・59 桩柱式桥嫩1.桩柱式桥墩桩柱式桥墩，由柱、盖梁、横系梁组成，用于跨径不大（8"12m）的梁桥。

盖梁高度一般为盖梁宽度的0. 8 ' 1.2 倍。

柱的布置，宜使恒载作用下，盖梁在柱顶内外两侧的弯矩接近相等。

桩柱式墩，H大于7m时，应该设横系梁。

桩柱式桥台常作成埋置式的。

台帽上设耳墙2.轻型桥台3.钢筋混凝土薄壁墩台4 •城市立交的轻型墩台二桥梁的基础桥梁的基础，将桥梁墩、台的各种荷载传至地基。

桥梁的基础的设计首先要确定基底的埋置深度和基础类型。

《结构力学》第5章：力法

03
对边界条件敏感
力法对边界条件的处理较为敏感，边界条件的微小变化可能导致计算结果的显著不同。
适用范围讨论
适用于线弹性结构
01
力法适用于线弹性结构，即结构在荷载作用下发生的
变形与荷载成正比，且卸载后能够完全恢复。
适用于静定和超静定结构
02 力法既适用于静定结构，也适用于超静定结构，但超
静定结构需要引入多余未知力和变形协调条件。
在传动系统的力学分析中，采用力法计算各部件的受力情况，
确保传动系统的正常运转。
案例分析与启示
力法应用广泛性
力法计算精确性
通过以上案例可以看出，力法在桥梁、建筑和机械工程等领域具有广泛的应用价值。
力法作为一种精确的计算方法，在解决超静定问题方面具有显著优势。
力法在工程实践中的局限性
对未来研究的启示
《结构力学》第力法典型方程及应用 • 力法计算过程与实例分析 • 力法优缺点及适用范围 • 力法在工程实践中应用 • 力法学习建议与拓展资源
01 力法基本概念与原理
力法定义及作用
力法是一种求解超静定结构的方法，通过引入多余未知力，将超静定问题转化为静定问题进行求解。
桁架结构应用
桁架结构由杆件组成，通过力法可以求解桁架结构中的多余未知力，进而分析桁架的稳定性和承载能力。
组合结构应用
组合结构由不同材料或不同形式的构件组成，通过力法可以分析组合结构的内力和变形，为结构设计提供优化建议。
复杂结构简化与力法应用
复杂结构简化
对于复杂结构，可以通过合理简化为静定结构或简单超静定结构，进而应用力法求解。
适用于简单和规则结构
03
对于简单和规则结构，力法能够较为方便地求解出结

桥梁结构分析理论与方法及应用

桥梁结构分析的手段，目前主要采用有限元法，用计算机利用程序计算，那是否我们只学有限元法，会用程序计算就可以了？还学分析理论做什么？
李国豪院士在他的《桥梁结构稳定与振动》一书的再版前言（2003年版）中说：“……..，但是，解析方法，不论是精确的还是近似的，只要能给出有关参数影响的关系并表达出其物理意义，在理论上和使用上都具有重要意义”。
14 陈惟珍等著：钢桁梁桥评定与加固—理论、方法与实践，科学出
版社，2012年
2015年版
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1.1 基础力学的相互关系
理论力学: 研究物体机械运动普遍遵循的基本规律的一门科学，
是用高等数学方法处理物理问题的一门理论物理课。主要研究的对象
是有限自由度的力学体系，如质点、质点系与刚体，讨论静力学与动
材料力学中采用了多种强度理论：
1 对于单向应力，常用屈服极限（延性材料）、抗拉强度（脆性材料）
应力状态有单向、二向、三向。
2015年版
西南交通大学土木学院沈锐利
对于材料力学的平面应力状态：
根据平面应力，可以确定任意斜截面上的应力、主应力、主平面与x轴的夹角等。
2015年版
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对于三向应力状态，常采用应力圆进行分析
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max 1
max
1
3
2
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西南交通大学土木学院沈锐利
7 Niels J. Cable Supported Bridges----Concept and Design,
John Wiley & Sons Ltd, 1997
8 陈骥：钢结构稳定理论与设计（第5版），科学出版社，2011

桥梁工程第二篇第5章荷载横向分布计算02

1
b) p=1
b
g1
g1
c) x
f f(x)=f .sinπx
2 b g2
g2
3 b g3
g3
p(x)= .sinπx
h1 d1 3
b2φ
f
4
5
b g4
g4
g=1
h1 φ
d1
与铰接板法的区别：变位系数中增加桥面板变形项
例题
跨径l=12.60m的铰接空心板桥的横截面布置，桥面净空为净－7和2×0.75m人行道。全桥跨由9块预应力混凝土空心板组成，欲求1、3和5号板的汽车和人群荷载作用下的跨中荷载横向分布系数。
11g1 12 g2 13g3 14 g4 1p 0 21g1 22 g2 23g3 24 g4 2 p 0 31g1 32 g2 33g3 34 g4 3 p 0 41g1 42 g2 43g3 44 g4 4 p 0
板梁的典型受力图式
a) gi(x)=l.sinπx
b) b l gi=1
w
c)
gi =1 mi=l.b2
b2φ
b2φ
式中， ik 铰缝k内作用单位正弦铰接力，在铰
缝i处引起的竖向相对位移 ip ：外荷载p在铰缝i处引起的竖向位移
, 求 ik、 i，p 用
表示，
设刚度参数
b
2
可由刚度参数、板块数、荷载作用位置确定gi，
Guyon ，无扭梁格： Massonnet ，有扭梁格：
α =0~1 间，用下式内插求得
参数：
5、查表绘影响线（1）表中只有9点值，若梁位与点位不重合必须通过内插计算实际梁中间位置的K值
（ 2 ） Kki =Kik 利用对称关系，减少查表工作量

第五章桥梁结构及结构构件的抗力解剖

结构构件抗力R是指结构构件截面抵抗荷载效应的能力。广义地说，结构抗力应当包括结构构件承受外加作用的各种能力。
例如，为防止构件破坏，必须使荷载效应小于构件的截面强度，该强度就是抗力。再如为防止在荷载作用下结构构件开裂或变形过大，就要求结构构件具有足够的抗裂能力（抗裂度）和抗变形能力（刚度），此处抗裂度和刚度也都是抗力。
实际上，在结构设计中采用的各种计算公式，由于常用理想弹（塑）性、匀质性、各向同性、平截面变形等假定；又常用矩形、三角形等规则且简单的图形来描述截面应力分布以替代实际上是曲线分布的应力图形；还常用简支、固定、弹性等理想支座来替代实际的边界条件；也常用线性方法来替代曲线或简化计算表达式等一系列近似处理或方法，必然导致实际结构构件抗力与按公式计算的结果之间的差异。例如在计算钢筋混凝土受弯构件正截面强度时，通常用所谓“等效矩形应力图形”来替代受压区混凝土实际的呈曲线分布的压应力图形以简化计算，可以想见这种假定的后果会使实际强度于计算强度之间产生误差。同样在计算受弯构件时采用的平截面变形的假定也会对计算结果的精度产生影响。
例2：
试求钢筋混凝土预制梁截面宽度和高度的统计参数。
已知：根据钢筋混凝施土工及验收规范，预制梁截面宽度允许差偏 b＝＋－52mm，
截面高度允许偏 h＝＋－差52mm，
截面尺寸标准b值 k＝2为 00m。 mhk＝500m， m 假定截面尺寸正服态从分布，
合格率应达 90到 %。
〔解〕 b 2 , b 5 ; h 2 , h 5 ;
一般说来，结构构件的绝对几何尺寸越大，其变异所占比例就越小，即变异性越小。例如截面很大的钢筋混凝土梁、柱的变异性要小于尺寸很小的预制薄板和钢结构的变异性。所以结构构件截面几何特征的变异对结构构件的可靠度影响较大，一般不可忽视；而结构构件的长度、跨度等变异的影响则相对较小，有时可按确定量来考虑。

土木工程公路桥梁结构设计分析

土木工程公路桥梁结构设计分析摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，我国交通运输业发展的脚步逐渐加快，然而土木工程公路桥梁结构设计是桥梁工程中的关键环节，它直接关系到桥梁的安全性、稳定性和耐久性。

因此，必须对土木工程公路桥梁结构设计进行分析与探究。

关键词：土木工程；公路桥梁结构设计；措施引言在国内公路桥梁设计中，结构性设计理念的优势将会得到很好的体现。

将结构性设计思想运用到公路桥梁设计中，能够对公路桥梁的可靠性、安全性进行有效的提升，从而更好地发挥公路桥梁建设在我国现代化建设中的重要作用。

1公路桥梁设计中结构化设计的必要性1.1满足公路和桥梁设计要求路桥的结构化设计能够对公路、桥梁的细节进行优化，从而提升项目的建设质量，并保证项目能够如期完成，达到项目的预期建设目的。

结构化设计作为一种全新的设计思想，对设计者的需求越来越大，这就需要在公路、桥梁等领域有一定的了解和实践经验。

采用结构化的方法，既能满足公路桥梁的设计需求，又能提高公路桥梁的建设品质。

1.2符合公路和桥梁发展趋势系统的结构性设计采用了模块化编程方法，各模块之间相互独立。

在公路桥梁设计中，对结构化设计有较高的要求，所以，设计人员需要在自身设计经验的基础上，制订出一份设计方案，其中应该包含建筑材料选择、项目整体结构设计、项目生产过程和项目规模控制等方面的内容。

然后，对所设计的公路桥梁进行分析，并对其进行受力分析，以证实所设计的结构是完全可行的。

然而，在我国公路桥梁建设中，往往缺乏对公路桥梁建设的科学研究，因此，在工程项目中，结构性设计需要我们更多的关注。

1.3提升公路和桥梁施工的可行性在公路桥梁结构化设计中，施工可行性是一个重要的考量因素，而在对各种设计草案进行分析并对其进行归纳之后，再对其展开全面的设计，因此，设计人员在对公路和桥梁进行设计时，要以具体的具体情况为依据，采用不同的结构。

一是确保路桥工程建设的质量，二是对工程建设过程中出现的各类安全与质量问题进行辨别与解决。