桥梁结构分析理论与方法及应用
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在材料力学对受弯结构的应力应变分析中，还有一个平截面假设： 杆件变形后，原为平面的横截面仍然保持为平面。 材料力学研究杆件的四种基本变形形式及其组合：
轴向拉压、剪切变形、 弯曲变形、扭转变形
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
经典梁理论的不协调
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
材料力学研究的重点是强度理论：
根据试验的结果和理论的假定，材料力学建立了构件在失效时是 否具有足够安全度的确定方法。构件的失效包括超过规定的应力、超 过允许限度的变形、发生屈曲（失稳）等。这就是常说的强度、刚度 与稳定。
强度与截面的应力相联系。为描述应力状态，采用单元体，定义 主平面、主应力（主平面的正应力）、主方向等。
力学，以严密的理论体系和理论分析为根本。
对于工科学生，我们学到的静力学的重点是力系的平衡。
直接应用理论力学来开展的桥梁结构的研究方向几乎没有，但利
用多体动力学、运动理论来研究桥梁在地震等作用下的宏观响应，如
落梁、碰撞等则是可开展的研究方向。
义昌桥在爆竹爆炸中落梁
九江桥引桥受船撞垮塌
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
3 雷俊卿编：大跨度桥梁结构理论与应用，清华大学、北京交大出版 社，2007年
4 张元海编著：桥梁结构理论分析，科学出版社，2005年 5 秦顺全著：桥梁施工控制-无应力状态法理论与实践，人民交通出
版社，2007年 6 李乔、卜一之、张清华著：大跨度斜拉桥施工全过程控制几何控制
概论与应用，西南交通大学出版社，2009年
通过有限元计算，我们一般能“知其然”；通过解析的理 论分析，我们不但能“知其然，还知其所以然”。
学桥梁结构分析理论的目的就在于此。
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
1 项海帆主编：高等桥梁结构理论（第二版），人民交通出版社， 2013年9月
2 龙驭球、刘光栋主编：能量原理新论，中国建筑工业出版社， 2007年
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）
2015年版
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2015年版
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2Leabharlann Baidu15年版
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2015年版
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2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
教学目的： 掌握板式结构桥梁、弯桥、斜梁桥的计算理论； 了解梁截面剪力滞的特性，掌握计算理论与方法； 掌握桥梁非线性的计算理论与方法，了解悬索桥、斜拉
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
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材料力学：我们知道，各种结构物是由各种元件和机械的零件 组成的，将这些元件和零件统称为构件。对于构件，按其几何形状 和各方向尺寸的比值，可大致分为杆（包括梁）、板（壳）和块体 几种。材料力学的研究对象是杆件，即长度远大于横向尺寸的构件。
2015年版
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
9 李国豪：桥梁结构稳定与振动（修订版），中国铁道出版社，
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
西南交通大学土木学院 沈锐利
对于三向应力状态，常采用应力圆进行分析
2015年版
max 1
max
1
3
2
西南交通大学土木学院 沈锐利
2003年
10 肖汝成：桥梁结构体系，人民交通出版社，2013年
11 童根树著：钢结构的平面内稳定，钢结构的平面外稳定，中国建
筑工业出版社，2007年版
12 刘钊：桥梁概念设计与分析理论(上册)，人民交通出版社，2010
13 A.格哈利等著：结构分析-经典方法与矩阵方法的统一，中国铁道
出版社，2008
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”。
材料力学是研究理想构件(主要是杆、梁，且满足经典梁假设) 的强度、刚度和稳定性的学科，着重研究构件的应力分布、变形计 算和构件在指定荷载下的反应。
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
材料力学对变形固体作了两个基本假定： 1）连续均匀假设：材料力学研究的固体在整个体积内的物质是连续分
布的，各处的力学性能是完全相同的； 2）各向同性假设：在构件中各个方向的力学性能均相同。
桥的计算理论； 深入理解各类桥梁结构的力学特性； 掌握桥梁结构稳定的基本理论和分析方法； 了解桥梁结构分析中常遇到的特殊问题的计算方法。
“桥梁空间分析+大跨度桥分析（考虑非线性）+桥梁稳定分析” 理论与方法
本课程以介绍理论、分析方法为主，需要阅读大量的书和资料
2015年版
西南交通大学土木学院 沈锐利
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
西南交通大学土木学院 沈锐利
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
西南交通大学 沈锐利
课程涉及内容: 桥梁空间分析理论与方法(板梁、剪力滞、曲梁、斜梁） 大跨度桥梁非线性分析理论（几何非线性、斜拉桥、悬索桥） 桥梁结构稳定理论和方法（杆、板、拱桥、斜拉桥等）
《高等桥梁结构理论》(第二版）+《桥梁结构稳定与振动（修订 版）两本书的部分内容。
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轴向拉压、剪切变形、 弯曲变形、扭转变形
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经典梁理论的不协调
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材料力学研究的重点是强度理论：
根据试验的结果和理论的假定，材料力学建立了构件在失效时是 否具有足够安全度的确定方法。构件的失效包括超过规定的应力、超 过允许限度的变形、发生屈曲（失稳）等。这就是常说的强度、刚度 与稳定。
强度与截面的应力相联系。为描述应力状态，采用单元体，定义 主平面、主应力（主平面的正应力）、主方向等。
力学，以严密的理论体系和理论分析为根本。
对于工科学生，我们学到的静力学的重点是力系的平衡。
直接应用理论力学来开展的桥梁结构的研究方向几乎没有，但利
用多体动力学、运动理论来研究桥梁在地震等作用下的宏观响应，如
落梁、碰撞等则是可开展的研究方向。
义昌桥在爆竹爆炸中落梁
九江桥引桥受船撞垮塌
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3 雷俊卿编：大跨度桥梁结构理论与应用，清华大学、北京交大出版 社，2007年
4 张元海编著：桥梁结构理论分析，科学出版社，2005年 5 秦顺全著：桥梁施工控制-无应力状态法理论与实践，人民交通出
版社，2007年 6 李乔、卜一之、张清华著：大跨度斜拉桥施工全过程控制几何控制
概论与应用，西南交通大学出版社，2009年
通过有限元计算，我们一般能“知其然”；通过解析的理 论分析，我们不但能“知其然，还知其所以然”。
学桥梁结构分析理论的目的就在于此。
2015年版
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1 项海帆主编：高等桥梁结构理论（第二版），人民交通出版社， 2013年9月
2 龙驭球、刘光栋主编：能量原理新论，中国建筑工业出版社， 2007年
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）
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教学目的： 掌握板式结构桥梁、弯桥、斜梁桥的计算理论； 了解梁截面剪力滞的特性，掌握计算理论与方法； 掌握桥梁非线性的计算理论与方法，了解悬索桥、斜拉
2015年版
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材料力学：我们知道，各种结构物是由各种元件和机械的零件 组成的，将这些元件和零件统称为构件。对于构件，按其几何形状 和各方向尺寸的比值，可大致分为杆（包括梁）、板（壳）和块体 几种。材料力学的研究对象是杆件，即长度远大于横向尺寸的构件。
2015年版
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
9 李国豪：桥梁结构稳定与振动（修订版），中国铁道出版社，
应力状态有单向、二向、三向。
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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。
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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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10 肖汝成：桥梁结构体系，人民交通出版社，2013年
11 童根树著：钢结构的平面内稳定，钢结构的平面外稳定，中国建
筑工业出版社，2007年版
12 刘钊：桥梁概念设计与分析理论(上册)，人民交通出版社，2010
13 A.格哈利等著：结构分析-经典方法与矩阵方法的统一，中国铁道
出版社，2008
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”。
材料力学是研究理想构件(主要是杆、梁，且满足经典梁假设) 的强度、刚度和稳定性的学科，着重研究构件的应力分布、变形计 算和构件在指定荷载下的反应。
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材料力学对变形固体作了两个基本假定： 1）连续均匀假设：材料力学研究的固体在整个体积内的物质是连续分
布的，各处的力学性能是完全相同的； 2）各向同性假设：在构件中各个方向的力学性能均相同。
桥的计算理论； 深入理解各类桥梁结构的力学特性； 掌握桥梁结构稳定的基本理论和分析方法； 了解桥梁结构分析中常遇到的特殊问题的计算方法。
“桥梁空间分析+大跨度桥分析（考虑非线性）+桥梁稳定分析” 理论与方法
本课程以介绍理论、分析方法为主，需要阅读大量的书和资料
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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
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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
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课程涉及内容: 桥梁空间分析理论与方法(板梁、剪力滞、曲梁、斜梁） 大跨度桥梁非线性分析理论（几何非线性、斜拉桥、悬索桥） 桥梁结构稳定理论和方法（杆、板、拱桥、斜拉桥等）
《高等桥梁结构理论》(第二版）+《桥梁结构稳定与振动（修订 版）两本书的部分内容。
2015年版
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