《橋梁工程習題》課件

《橋梁工程習題》PPT課件本課件旨在幫助學生深入理解和掌握橋梁工程相關知識，并通過習題練習鞏固學習成果。課程大綱1第一章緒論2第二章荷載計算3第三章靜力分析4第四章桁架設計5第五章梁橋設計6第六章板橋設計7第七章拱橋設計第一章緒論橋梁工程基本概念橋梁工程是利用橋梁將不同的地形、地貌連接起來的工程學科，涉及橋梁的設計、施工、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。橋梁工程分類橋梁工程按照結構形式、材料、跨徑等因素進行分類，常見形式包括梁橋、拱橋、懸索橋等。橋梁工程基本概念橋梁的定義橋梁是指跨越河流、溝壑、道路、鐵路等障礙物的建筑物，其主要功能是連接不同地形地貌，方便交通運輸。橋梁的組成橋梁一般由橋臺、橋墩、橋面系、橋梁附屬設施等部分組成，每個部分都承擔著重要的作用。橋梁工程分類結構形式梁橋、拱橋、桁架橋、懸索橋、斜拉橋等材料鋼橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、木橋等跨徑小跨徑橋、中跨徑橋、大跨徑橋等用途公路橋、鐵路橋、人行橋、景觀橋等常見橋梁形式梁橋以梁為主體的橋梁，結構簡單，造價低廉，適用于跨徑較小的橋梁。拱橋以拱為主體的橋梁，結構穩(wěn)定，承載能力強，適用于跨徑較大的橋梁。懸索橋以懸索為主體的橋梁，跨徑很大，造價較高，適用于跨越深海峽谷等地。第二章荷載計算永久荷載橋梁自重、橋面鋪裝、護欄等荷載?；钶d車輛荷載、行人荷載、風荷載等。風荷載風力作用在橋梁上的荷載，影響橋梁的穩(wěn)定性。地震荷載地震作用在橋梁上的荷載，對橋梁的抗震性能提出要求。永久荷載橋梁自重橋梁各部分材料的重量，根據材料密度和體積計算。橋面鋪裝橋面鋪裝材料的重量，根據材料類型和厚度計算。護欄橋梁護欄的重量，根據護欄材質和規(guī)格計算?；钶d車輛荷載車輛對橋梁產生的荷載，根據車輛重量、軸距、車輪數等因素計算。行人荷載行人對橋梁產生的荷載，根據行人密度和荷載標準計算。其他荷載風荷載、地震荷載等，根據相關規(guī)范進行計算。風荷載1風速風速是影響風荷載的主要因素，根據當地風速標準確定。2橋梁形狀橋梁的形狀會影響風荷載的大小，根據橋梁形狀進行計算。3風荷載計算根據風速、橋梁形狀等因素，按照相關規(guī)范計算風荷載。地震荷載1地震烈度地震烈度是衡量地震強度的指標，根據當地地震烈度標準確定。2橋梁地震反應橋梁在地震作用下的反應，根據橋梁結構類型、地質條件等因素進行分析。3地震荷載計算根據地震烈度、橋梁地震反應等因素，按照相關規(guī)范計算地震荷載。組合荷載荷載組合將各種荷載按照一定的方式進行組合，模擬橋梁實際承受的荷載情況。荷載組合規(guī)范按照相關規(guī)范進行荷載組合，保證橋梁的安全性和可靠性。組合荷載計算根據荷載組合方式和荷載值進行計算，確定橋梁的設計荷載。第三章靜力分析1靜力性質橋梁結構的靜力性質是指橋梁在靜力荷載作用下的力學特性，包括剛度、強度、穩(wěn)定性等。2內力分布靜力分析的核心是確定橋梁結構內部的內力分布，包括軸力、剪力、彎矩等。3應力狀態(tài)根據內力分布和橋梁的截面形狀，可以計算出橋梁內部的應力狀態(tài)，判斷其安全性和可靠性。靜力性質剛度橋梁結構抵抗變形的能力，反映了橋梁的剛性程度。強度橋梁結構抵抗破壞的能力，反映了橋梁的承載能力。穩(wěn)定性橋梁結構抵抗傾覆、滑動等破壞形式的能力，反映了橋梁的整體穩(wěn)定性。內力分布1軸力桿件受到拉伸或壓縮力的內力，稱為軸力。2剪力橫截面受到垂直于截面的力的內力，稱為剪力。3彎矩橫截面受到扭轉力的內力，稱為彎矩。應力狀態(tài)第四章桁架設計桿件受力分析桁架是由桿件組成的結構，桿件之間通過鉸接連接，需要進行受力分析以確定每個桿件的受力情況。材料選擇桁架材料的選擇要考慮強度、剛度、耐久性、成本等因素，常用材料包括鋼材、鋁材等。截面尺寸確定桁架桿件的截面尺寸要根據受力情況、材料強度等因素進行確定，保證其安全性和經濟性。桿件受力分析靜力平衡桁架結構要滿足靜力平衡條件，即所有外力與內力的合力為零。節(jié)點法節(jié)點法是桁架受力分析的常用方法，通過節(jié)點平衡方程求解桿件受力。截面法截面法是另一種常用的方法，通過截面平衡方程求解桿件受力。材料選擇鋼材強度高，剛度好，耐腐蝕性強，適合用于大型桁架橋。鋁材重量輕，抗腐蝕性能好，適合用于跨度較小、輕型的桁架橋。其他材料木材、混凝土等材料也可以用于桁架橋的建造，但應用較少。截面尺寸確定強度校核根據桿件受力情況和材料強度，進行強度校核，確保桿件不會發(fā)生斷裂。剛度校核根據桿件受力情況和材料剛度，進行剛度校核，確保桿件不會發(fā)生過大的變形。經濟性選擇合適的截面尺寸，既要保證安全性和可靠性，又要考慮經濟性，盡量降低造價。第五章梁橋設計梁的受力分析梁橋是由梁為主體的橋梁，梁的受力分析是梁橋設計的基礎。截面應力計算根據梁的受力情況和截面形狀，計算梁的截面應力，判斷其安全性和可靠性。梁橋布置與構造梁橋的布置和構造要考慮荷載、跨徑、地形等因素，并滿足安全性和經濟性要求。梁的受力分析1集中荷載作用在梁上某一點的荷載，如車輛荷載。2分布荷載作用在梁上某一段長度的荷載，如橋面鋪裝荷載。3彎矩圖梁的彎矩圖反映了梁在不同截面上的彎矩大小，是進行梁設計的重要依據。4剪力圖梁的剪力圖反映了梁在不同截面上的剪力大小，是進行梁設計的重要依據。截面應力計算彎曲應力彎矩作用在梁截面上的應力，稱為彎曲應力，是梁設計的主要控制因素。剪切應力剪力作用在梁截面上的應力，稱為剪切應力，也需要進行校核，確保安全。組合應力梁的截面應力通常是彎曲應力和剪切應力的組合，需要進行綜合計算。梁橋布置與構造1橋臺梁橋的兩端，用于將梁橋與地面連接。2橋墩梁橋的中間支撐，用于支撐梁。3橋面系梁橋上面的鋪裝結構，用于承受交通荷載。4護欄橋面的安全防護設施，用于防止車輛駛出橋面。第六章板橋設計板的受力分析板橋是由板為主體的橋梁，板的受力分析是板橋設計的基礎。截面設計根據板的受力情況和材料強度，確定板的截面尺寸，確保其安全性和經濟性。板橋的構造要求板橋的構造要符合相關規(guī)范要求，確保其質量和耐久性。板的受力分析集中荷載作用在板上的某一點的荷載，如車輛荷載。分布荷載作用在板上的某一區(qū)域的荷載，如橋面鋪裝荷載。彎曲應力板在彎矩作用下的應力，稱為彎曲應力，是板設計的主要控制因素。剪切應力板在剪力作用下的應力，稱為剪切應力，也需要進行校核，確保安全。截面設計強度校核根據板的受力情況和材料強度，進行強度校核，確保板不會發(fā)生斷裂。剛度校核根據板的受力情況和材料剛度，進行剛度校核，確保板不會發(fā)生過大的變形。經濟性選擇合適的板截面尺寸，既要保證安全性和可靠性，又要考慮經濟性，盡量降低造價。板橋的構造要求混凝土澆筑板橋的混凝土澆筑要符合相關規(guī)范要求，確保混凝土的質量。鋼筋布置板橋的鋼筋布置要合理，確保其抗拉強度和抗剪強度。伸縮縫板橋要設置伸縮縫，以適應溫度變化帶來的膨脹和收縮。排水設施板橋要設置排水設施，防止雨水積聚，影響橋梁的使用壽命。第七章拱橋設計拱的受力分析拱橋是由拱為主體的橋梁，拱的受力分析是拱橋設計的基礎。拱圈設計根據拱的受力情況和材料強度，確定拱圈的截面尺寸，確保其安全性和經濟性。拱橋的構造拱橋的構造要符合相關規(guī)范要求，確保其質量和耐久性。拱的受力分析1水平推力拱在荷載作用下產生的水平推力，是拱橋設計的重要控制因素。2垂直反力拱橋兩端支座提供的垂直反力，用于平衡拱的重量和荷載。3彎矩圖拱的彎矩圖反映了拱在不同截面上的彎矩大小，是進行拱設計的重要依據。4剪力圖拱的剪力圖反映了拱在不同截面上的剪力大小，是進行拱設計的重要依據。拱圈設計強度校核根據拱圈的受力情況和材料強度，進行強度校核，確保拱圈不會發(fā)生斷裂。剛度校核根據拱圈的受力情況和材料剛度，進行剛度校核，確保拱圈不會發(fā)生過大的變形。穩(wěn)定性校核根據拱圈的形狀和荷載情況，進行穩(wěn)定性校核，確保拱圈不會發(fā)生傾覆。拱橋的構造1拱座拱橋的基礎，用于支撐拱圈。2拱圈拱橋的主要承重結構，由多個拱石或拱肋組成。3橋面系拱橋上面的鋪裝結構，用于承受交通荷載。4護欄橋面的安全防護設施，用于防止車輛駛出