橋梁工程實驗報告

1、實驗一橋梁模型、支座、伸縮縫觀摩實驗一、實驗目的：1、認真觀察各種類型的橋梁模型,熟悉橋梁的各局部結構,思考某些簡單橋梁的施工方法和技術,并簡略描述其受荷載時的受力情況.2、認真觀摩橋梁的支座,理解支座的設計原理.3、認真觀摩橋梁的伸縮縫,了解一些可以作為伸縮縫的常見材料.二、觀摩內(nèi)容：1、橋梁模型1梁式橋梁式橋是以受彎為主的主梁作為主要承重構件的橋梁.主梁可以是實腹梁或者是桁架梁空腹梁.實腹梁外形簡單,制作、安裝、維修都較方便,因此廣泛用于中、小跨徑橋梁.但實腹梁在材料利用上不夠經(jīng)濟.桁架梁中組成桁架的各桿件根本只承受軸向力,可以較好地利用桿件材料強度,但桁架梁的構造復雜、制造費工,多用于較

2、大跨徑橋梁.桁架梁一般用鋼材制作,也可用預應力混凝土或鋼筋混凝土制作,但用的較少.過去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,現(xiàn)很少使用.實腹梁主要用鋼筋混凝土、預應力混凝土制作,也可以用鋼材做成鋼鉞梁或鋼箱梁.實腹梁橋的最早形式是用原木做成的木梁橋和用石材做成的石板橋.由于天然材料本身的尺寸、性能、資源等原因,木橋現(xiàn)在已根本上不采用,石板橋也只用作小跨人行橋.梁式橋的特點是其橋跨的承載結構由梁組成.在豎向荷載作用下梁的支承處僅產(chǎn)生豎向反力而無水平反力推力.梁的內(nèi)力以彎矩和剪力為主.簡支梁橋的跨越水平有限一般在50米以下,當計算跨徑小于,5米時,通常采用混凝土材料,而計算跨徑大于25米時,更多采用預

3、應力混凝土材料.梁式橋按截面形式可以分為板梁、工字形截面梁、T形截面梁和箱型梁等.按靜力可以分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋等.按建橋的材料可分為木梁橋、石梁橋、鋼梁橋、鋼筋混凝土梁橋、預應力混凝土梁橋以及用鋼筋混凝土橋面板和鋼梁構成的結合梁橋等.木梁橋和石梁橋只用于小橋；鋼筋混凝土梁橋用于中、小橋；鋼梁橋和預應力混凝土梁橋可用于大、中橋.2拱橋拱橋是指用拱作為橋身主要承重結構的橋.拱橋主要承受壓力,故可用磚,石,混凝土等抗壓性能良好的材料建造.大跨度拱橋那么可用鋼筋混凝土或鋼材建造,可承受發(fā)生的力矩.拱是一種有推力的結構,它的主要內(nèi)力是軸向壓力.拱在同樣荷載作用下,拱腳支座產(chǎn)生水平反力也叫推

4、力.它起著抵消荷載引起的彎曲作用,從而減少了拱桿的彎矩峰值.拱的類型按結構組成和支承方式,可分為三較拱、兩較拱和無較拱三種類型.三較拱為靜定結構,兩錢拱和無錢拱為超靜定結構,工程中較多采用后兩種形式.拱的形狀越接近合理拱軸線那么受力越合理,但是為了施工方便,一般采用圓弧形.拱橋根據(jù)拱圈肋結構的材料分為石拱橋、鋼拱橋、混凝土拱橋、鋼筋混凝土拱橋等.根據(jù)拱軸線的型式可分為圓弧拱橋、拋物線拱橋、懸鏈線拱橋.根據(jù)承載方式可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋.拱橋是我國最常用的一種橋梁型式,其式樣之多,數(shù)量之大,為各種橋型之冠,特別是公路橋梁,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國的公路橋中7%為拱橋.由于我國是一個多

5、山的國家,石料資源豐富,因此拱橋以石料為主.建于公元1990年,跨徑120m的湖南烏巢河大橋,是當今世界跨徑第一的石拱橋.我國建造的鋼筋混凝土拱橋的形式更是繁花似錦,式樣之多當屬世界之最,其中建造得比擬多的是箱形拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等,它們大多數(shù)是上承式橋梁,橋面寬敞,造價低廉.3懸索橋懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構件的橋梁,由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等局部組成.懸索橋的主要承重構件是懸索,它主要承受拉力,一般用抗拉強度高的鋼材鋼絲、鋼纜等制作.由于懸索橋可以充分利用材料的強度,并具有用料省、自重輕的特點,因此懸索橋在各種體系橋梁中的跨越水平最大,跨徑可以到達1

6、000米以上.1998年建成的日本明石海峽橋的跨徑為1991米,是目前世界上跨徑最大的橋梁.懸索橋的主要優(yōu)點是相對于其它橋梁結構,懸索橋可以使用比擬少的物質(zhì)來跨越比擬長的距離.懸索橋可以造得比擬高,容許船在下面通過,在造橋時沒有必要在橋中央建立暫時的橋墩,因此懸索橋可以在比擬深的或比擬急的水流上建造.但缺點是剛度小,在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動,需注意采取相應的舉措.根據(jù)橋面系的剛度大小,懸索橋可分為柔性懸索橋和剛性懸索橋.柔性懸索橋的橋面系一般不設加勁梁,因而剛度較小,在車輛荷載作用下,橋面將隨懸索形狀的改變而產(chǎn)生的變形,對行車不利,但它的構造簡單,一般用作臨時性橋梁.剛性懸索橋的橋

7、面用加勁梁增強,剛度較大.加勁梁能同橋梁整體結構承受豎向荷載.除以上形式外,為增強懸索橋剛度,還可采用雙鏈式懸索橋和斜吊桿式懸索橋等形式,但構造較復雜.(4)斜拉橋斜拉橋又稱斜張橋,是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁,是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結構體系.其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續(xù)梁.其可使梁體內(nèi)彎矩減小,降低建筑高度,減輕結構重量,節(jié)省材料.斜拉橋作為一種拉索體系,比梁式橋的跨越水平更大,是大跨度橋梁的最主要橋型.斜拉橋是由許多直接連接到塔上的鋼纜吊起橋面,它由索塔、主梁、斜拉索組成.索塔型式有A型、倒丫型、H型、獨柱等,材料有鋼和混凝土.斜拉索布置

8、有單索面、平行雙索面、斜索面等多種形式.斜拉橋是一種自錨式體系,斜拉索的水平力由梁承受.梁除支承在墩臺上外,還支承在由塔柱引出的斜拉索上.按梁所用的材料不同可分為鋼斜拉橋、結合梁斜拉橋和混凝土梁斜拉橋.一般說,斜拉橋跨徑3001000m是適宜的,在這一跨徑范圍,斜拉橋與懸索橋相比,斜拉橋有較明顯優(yōu)勢.德國著名橋梁專家F.leonhardt認為,即使跨徑1400m的斜拉橋也比同等跨徑懸索橋的高強鋼絲節(jié)省二分之一,其造價低30吐右.目前斜拉橋開展趨勢是跨徑會超過1000m；結構類型多樣化、輕型化；增強斜拉索防腐保護的研究；注意索力調(diào)整、施工觀測與限制及斜拉橋動力問題的研究.(5)組合體系橋梁組合體

9、系橋梁是指主要承重構件采用兩種獨立結構體系組合而成的橋梁.如拱和梁的組合、梁和桁架的組合、懸索和梁的組合等.組合體系可以是靜定結構,也可以是超靜定結構.可以是無推力結構,也可以是有推力結構.結構構件可以用同一種材料,也可以用不同的材料制成.常見的組合體系橋梁結構形式有拱、梁組合體系橋,梁、桁架組合體系橋以及索、梁組合體系橋.2、橋梁支座橋梁支座是指架設于墩臺上,頂面支承橋梁上部結構的裝置.其功能為將上部結構固定于墩臺,承受作用在上部結構的各種力,并將它可靠地傳給墩臺.在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下,支座能適應上部結構的轉(zhuǎn)角和位移,使上部結構可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力.橋梁支座的構造

10、應符合上部結構的理論計算圖式,如支承壓力通過一個固定點傳遞時,支座應設計成只能容許結構端部轉(zhuǎn)動而不能移動的固定支座；如支承壓力通過一個固定點且作用在一定的方向傳遞時,那么應設計成既能轉(zhuǎn)動又能移動的活動支座.支座是橋梁的重要傳力裝置,設計中除考慮其應有足夠的強度、剛度和自由的轉(zhuǎn)動或移動性能外,還應注意便于維修和更換,施工中應重視座板下混凝土墊層的平整,并應根據(jù)氣溫確定其安放位置；在地震區(qū)應考慮抗震舉措.橋梁支座類型很多,主要根據(jù)支承反力、跨度、建筑高度以及預期位移量來選定.傳統(tǒng)的常用橋梁支座有墊層支座、平板支座、弧形支座、搖軸支座、餃式固定支座以及鍍式輻軸支座等.支座在使用年限中應定期進行養(yǎng)護,

11、這些工作包括：鋼件的外表油漆、輻軸及搖軸轉(zhuǎn)動局部定期擦洗并涂抹潤滑油、滑動支座不銹鋼外表的擦洗及檢查支座的錨栓等等.只有定期養(yǎng)護才能保證支座的正常工作狀態(tài).橋梁支座每次在檢修加固前都必須進行養(yǎng)護檢查工作,這些工作內(nèi)容不僅可以保證橋梁支座的正常工作,同時也保證了橋梁的正常使用.3、橋梁伸縮縫橋梁伸縮縫指的是為滿足橋面變形的要求,通常在兩梁端之間、梁端與橋臺之間或橋梁的較接位置上設置伸縮縫.要求伸縮縫在平行、垂直于橋梁軸線的兩個方向,均能自由伸縮,牢固可靠,車輛行駛過時應平順、無突跳與噪聲；要能預防雨水和垃圾泥土滲入阻塞；安裝、檢查、養(yǎng)護、消除污物都要簡易方便.在設置伸縮縫處,欄桿與橋面鋪裝都要斷

12、開.當前,對于橋梁伸縮縫一般有對接式、鋼制支承式、組合剪切式板式、模數(shù)支承式以及彈性裝置.橋梁伸縮縫裝置由于設置在梁端構造薄弱的部位,直接承受車輛荷載的反復作用,又多暴露于大自然中,受到各種自然因素的影響,因此,伸縮裝置是易損壞、難修補的部位.伸縮裝置產(chǎn)生破損的原因是多方面的,主要有：設計不周、伸縮縫裝置自身的問題、伸縮裝置的后澆壓填材料選擇不當、施工不當以及連續(xù)縫設置不夠完善等等.三、實驗感想通過仔細觀察各類橋梁的模型,能使書上學到的知識變得更加形象具體,對橋梁的結構和受力情況都有了更加深入的理性熟悉.特別是對于橋梁的支座以及伸縮縫等細節(jié)局部,能夠觀察得更加仔細、深入,這些對于以后實際的橋梁

13、施工應用是大有幫助的.我對橋梁的幾種常見橋型有了新的參觀.特別是參觀各種橋型的同時還有老師細心的講解,使我們更加深刻的參觀了橋梁的上、下部構造及橋梁的一些附屬設施.同時,此行也給我們提供了一個拓寬橋梁專業(yè)知識的時機,并且提升了大伙對橋梁的感性參觀,為以后的學習工作打下了良好的根底.作為新世紀的大學生,我們要擔負起我們的歷史使命,從實際出發(fā),扎扎實實為我國的交通運輸業(yè)奉獻我們的力量.對將來所要從事的工作做好了心理準備,踏踏實實學好理論知識,為以后生活工作打好根底,對于后續(xù)課程的學習起到了很大的引導作用.我國的道路和橋梁得到了迅猛的開展,并且其需求也越來越大,這對于從事道路的工作者來說,既是一個機

14、遇,也是一個挑戰(zhàn).我們更應該在有限的時間內(nèi),掌握更多的專業(yè)知識,增強實踐和設計水平,這樣更有利于將來的開展,使自己在此領域內(nèi)也有所作為.總之通過這次實習,我們個個都學到了很多,是一次學習,也是一次鍛煉,我們都受益匪淺.實驗二參觀結構實驗室、實驗目的I觀察各種大橋模型,了解橋梁的各種施工原理,思考其受荷載時的受力情況,考慮其最不利的受力情況.二、實驗內(nèi)容1、門架門架的尺寸為長3米寬2米,據(jù)說是工民建里用的門架,同時該門架的原理也可以適用于我們的橋梁,如我們橋梁的上面的門架.里面有三個門架,三個門架的形狀幾乎一樣,不同的是它們的支柱,有三種不同的支柱可以選擇,如果橋梁施工中需要某一種門架,那么就可

15、以選用.2、結構試驗靜動載承力架的模型這兩個模型形狀較大,構造相對復雜.旁邊還有一個抗推的試驗儀器,這個是模型柱子在推動力下的強度檢驗,據(jù)說是模擬地震、沖撞等偶然作用下的抗推檢驗,這個是現(xiàn)在橋梁施工中經(jīng)常要考慮的問題.3、預應力箱梁簡支箱型截面梁具有優(yōu)良的力學特性一一較大的剛度和強大的抗扭性能.同時具有結構簡單、受力明確、節(jié)省材料、架設安裝方便、跨越水平較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點.4、應變片及傳感器應變片是由敏感柵等構成用于測量應變的元件,使用時將其牢固地粘貼在構件的測點上,構件受力后由于測點發(fā)生應變,敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化,再由專用儀器測得其電阻變化大小,并轉(zhuǎn)換為測點的應變值.應

16、變片有很多種類.一般的應變片是在稱為基底的塑料薄膜15-16pm上貼上由薄金屬箔材制成的敏感柵3-6pm,然后再覆蓋上一層薄膜做成迭層構造.在我們參觀的大局部模型中,都要應變片或者傳感器.在橋梁的監(jiān)測中,可以同時同步多方位進行測量,方便監(jiān)控.、實驗感想土木結構實驗室是研究和開展結構計算理論重要實踐的地方,從材料的力學性能到驗證由各種材料構成不同類型結構和構件的根本計算方法,以及近年來開展的大量大跨、超高、復雜結構的計算理論,都離不開實驗研究.因此,結構實驗室在土木結構科學研究和技術革新方面起著重要的作用,與結構設計、施工及推動土木工程學科的開展有著密切的關系.土木結構實驗是土木工程相關專業(yè)的一門專業(yè)技術課程,與材料力學、結構力學、混凝土結構、砌體結構、鋼結構、地基根底和橋梁結構等課程直接有關,并涉及物理學、機械與電子測量技術、數(shù)理統(tǒng)計分析等內(nèi)容.通過本課程的學習,使我獲得根底知識和根本技能,掌握一般結構實驗規(guī)劃設計、結構實驗、工程檢測和鑒定的方法