5.2柔性吊桥的类型与受力特征
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工程索道与柔性吊桥复习题1、工程索道:概念:一条钢索悬挂在支点之间形成的轨道,跑车(吊运车、吊椅、吊篮、吊舱、车厢等)借此集运木材(运送货运、乘客),这一系统称为工程索道。
分类:客运索道、货运索道、林业索道、缆索起重机。
优越性:1)工程索道对自然地形适应性强,索道爬坡能力大,能适应险峻陡坡,最大坡度可达100%,可直接跨越峡谷、河流等天然障碍,与其他交通工具比,具有破坏植被少、占地少、污染少、保护景观等优点。
2)两端站点运距最短。
可以大大节省游客行程时间,解决游客特别是老弱病残游客的登山难的问题,增加了景点接待游客的能力。
3)受气候条件的影响较小。
4)站房配置紧凑,索道占地面积小,支架占地更少。
5)线路可随坡就势架设,对地形地貌及自然环境的破坏小。
5)一般采用电力驱动,索道没有“三废”的排放及噪声的污染,符合风景区对环保和生态的要求。
6)索道维护简单,容易实现机械化、自动化操作,劳动定员少。
7)投资少,能耗少。
具有较好的经济效益,可为景区建设积累资金。
2、钢丝绳(钢索)的分类P471)按捻绕方法分:单绕钢索、双绕钢索、多绕钢索;2)按捻绕方向分;顺绕索、交绕索、混合绕索;3)按绳股的断面形状分:圆形股、三角股、椭圆行股;4)按钢索的结构分:圆股钢丝绳、异形股钢丝绳、密封钢丝绳;5)按用途不同分:普通、航空、电梯;6)按钢丝绳接触状态:点接触、线接触、面接触;7)按表面特征分:敞露式、密封式、半密封式。
3、钢丝绳的节距(捻距):从某一股(设为第1 股)的某一点绕索芯旋转1 周,至第7 股(仍是原股)的相应点间的直线距离称之。
4、比较顺绕索与交绕索的结构与性能。
1)顺绕索:丝绕股、股绕索方向相同;(绳股在索中的捻绕方向与钢丝在绳股中的捻绕方向相反)2)交绕索:丝绕股、股绕索方向相反;3)混合绕索:相邻绳股的钢丝的捻绕方向相反。
结构与性能丝绕股、股绕丝表面钢丝与索轴线柔软性耐磨性扭转性顺绕索同向斜交好好大交绕索反向平行较差差小混合绕索相邻股绕向相反斜交、平行相间中中中5、分析钢索弹性模量E K与结构、使用时间、拉力大小、跨距等的关系。
桥梁的概念及其受力特点1、桥梁的分类(1)根据桥梁跨径总长L和单孔跨径LK的不同,桥梁可分为特大桥(L >1000m或LK>150m)、大桥(1000m≥L≥100m或150m≥LK≥40m)、中桥(100m>L>30m或40m>LK≥20m)、小桥(30m≥L≥8m或20m>LK≥5m)。
(2)根据桥面在桥跨结构中的位置,桥梁可分为上承式桥、中承式桥和下承式桥。
(3)根据桥梁的结构形式,桥梁可划分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥和组合式桥。
2、桥梁上部结构桥梁上部结构,也称桥跨结构,一般包括桥面构造、桥梁跨越部分的承载结构和桥梁支座。
(1)桥面构造①桥面铺装的形式有:水泥混凝土或沥青混凝土铺装。
装配式钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥通常采用水泥混凝土或沥青混凝土铺装;其厚度为60~80mm,强度不低于行车道板混凝土的强度等级。
防水混凝土铺装。
为了延长桥面铺装层的使用年限,宜在上面铺筑厚20mm的沥青表面作磨耗层。
为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性,一般宜在混凝土中铺设直径为4~6mm的钢筋网。
②桥面纵横坡。
桥上纵坡机动车道不宜大于4%,非机动车道不宜大于2.5%;桥头引道机动车道纵坡不宜大于5%。
高架桥桥面应设不小于0.3%的纵坡。
桥面的横坡,一般采用1.5%~3.0%。
③排水管道应采用坚固的、抗腐蚀性能良好的材料制成,管道直径不宜小于150mm。
排水管道的间距可根据桥梁汇水面积和桥面纵坡大小确定:当纵坡大于2%桥面设置排水管的截面积不宜小于60mm2/㎡;当纵坡小于1%桥面设置排水管的截面积不宜小于100mm2/㎡。
当中桥、小桥的桥面设有不小于3%纵坡时,桥上可不设排水口,但应在桥头引道两侧设置雨水口。
桥面防水层设置在桥面铺装层下面,它将透过铺装层渗下来的雨水汇集到排水设施排出。
圬工桥台台身背墙、拱桥拱圈顶面及侧墙背面应设置防水层。
④伸缩缝为满足桥面变形的要求,通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。
不同结构桥梁的力学特点
1.梁式桥:
-受力特点:梁桥主要依靠其横截面抵抗弯矩(弯曲力)来传递荷载。
在竖向荷载作用下,主梁产生正弯矩和负弯矩,最大弯矩通常出现在跨中的中点和支座附近。
-分类包括简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥在支座处仅承受剪力和弯矩,而连续梁桥通过连续接头使各跨形成一个整体,能更有效地分散荷载。
2.拱桥:
-受力特点:拱桥的主要受力形式是压力,拱肋将上部荷载通过拱脚传递至基础,并通过拱形结构自身的平衡作用减小了对墩台水平推力的需求。
拱桥分为上承式、中承式和下承式,其中上承式拱桥以压缩力为主,可利用材料的抗压性能。
3.刚架桥:
-受力特点:刚架桥是一种同时具有梁桥和拱桥特点的结构体系,支柱与主梁共同承担荷载,既有轴向拉压力又有弯矩作用。
这种结构形式适用于跨越能力较大且地形条件较为复杂的场合。
4.悬索桥:
-受力特点:悬索桥的主要承载构件是主缆,它通过锚碇系统传递并平衡桥梁上的重力荷载。
主缆在恒载作用下会产生大位移非线性效应,桥塔承受巨大的垂直拉力,而主缆下的吊索则将荷载传给桥面板。
5.斜拉桥:
-受力特点:斜拉桥由主梁、桥塔和斜拉索组成。
斜拉索提供预应力,帮助主梁分担大部分荷载,使得主梁在较小的弯矩作用下工作,而桥塔则承受斜拉索的张拉力和主梁传来的部分弯矩。
桥梁的分类及特点桥梁按照受力特点划分, 有梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥(斜拉桥)五种基本类型。
1.梁桥: 一般建在跨度很大, 水域较浅处, 由桥柱和桥板组成, 物体重量从桥板传向桥柱。
特点: 梁桥实腹梁构造简单, 制造、架设和维修均较方便, 广泛用于中、小跨度桥梁, 但在材料利用上不够经济。
桁架梁的杆件承受轴向力, 材料能充分利用, 自重较轻, 跨越能力大, 多用于建造大跨度桥梁。
2.拱桥: 一般建在跨度较小的水域之上, 桥身成拱形, 一般都有几个桥洞, 起到泄洪的功能, 桥中间的重量传向桥两端, 而两端的则传向中间。
特点: 历史悠久, 造型优美, 曲线圆润, 富有动态感。
孔数上有单孔与多孔之分。
桥面宽阔, 造价低廉。
3.悬桥: 是最实用的一种桥, 桥可以建在跨度大、水深的地方, 由桥柱、铁索与桥面组成, 早期的悬桥就已经可以经住风吹雨打, 不会断掉, 吊桥基本上可以在暴风来临时岿然不动。
特点: 适用于水深的地区, 强度较高。
4、刚架桥: 由桥面系、楣梁与立柱构成。
桥面系直接承受荷载, 并将荷载传至楣梁上。
楣梁与立柱刚性连接, 后者代替了桥墩(台)将荷载传递到地基上。
桥面系承受弯矩与剪力, 而楣梁与立柱除承受弯矩、剪力外, 还要承受轴向力, 多用钢筋混凝土或预应力混凝土建造。
特点:这种桥具有节点负弯矩, 可减小楣梁的跨中正弯矩, 建筑高度很小, 很适用于立交桥和高架线路桥等, 并且用料节省, 但是对地基要求高。
5、斜拉桥:是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁, 是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
特点:其可使梁体内弯矩减小, 降低建筑高度, 减轻了结构重量, 节省了材料。
混凝土以箱式、板式、边箱中板式;钢梁以正交异性极钢箱为主, 也有边箱中板式。
斜拉桥作为一种拉索体系, 比梁式桥的跨越能力更大, 是大跨度桥梁的最主要桥型。
吊桥的载重原理有哪些种类吊桥是一种用于横跨两个岸边的桥梁,常见于需要通过河流或峡谷等地形的地方。
吊桥的载重原理涉及到桥梁结构、材料强度以及箱梁的受力原理等方面。
以下是吊桥的几种载重原理。
1. 拱桥原理:拱桥是指通过一定的形状和受力原理设计的桥梁。
吊桥可以采用拱桥的原理来增加其承重能力。
拱桥的主要原理是将桥梁上部结构的重力通过桥墩传输到桥墩两侧的地基上,然后再由地基将重力传递到地下。
吊桥采用的拱桥原理可以利用拱形结构的均布受力特点,使得吊桥的承重能力得到增强。
2. 悬索桥原理:悬索桥是指桥梁主要通过一定数量的悬索进行悬挂和支撑的桥梁。
悬索桥的主要原理是通过悬索将桥梁上部结构的重力传递到桥塔或桥墩上,然后再由桥塔或桥墩将重力传递到地基上。
悬索桥利用了悬索在垂直于主梁方向上的受力特点,可以使得主梁处于较小的受力状态,从而增加吊桥的承重能力。
3. 斜拉桥原理:斜拉桥是指桥梁通过一定数量的拉索和桥塔或桥墩进行支撑的桥梁。
斜拉桥的主要原理是通过拉索将桥梁上部结构的重力传递到桥塔或桥墩上,然后再由桥塔或桥墩将重力传递到地基上。
斜拉桥利用了拉索在垂直于主梁方向上的受力特点,可以使得主梁处于较小的受力状态,从而增加吊桥的承重能力。
4. 桁架桥原理:桁架桥是指桥梁主要通过一定数量的桁架进行支撑的桥梁。
桁架桥的主要原理是通过桁架将桥梁上部结构的重力传递到桥墩上,然后再由桥墩将重力传递到地基上。
桁架桥利用了桁架结构的均布受力特点,可以使得吊桥的承重能力得到增强。
5. 混合结构原理:吊桥还可以采用混合结构的原理来增加承重能力。
例如,可以将拱桥、悬索桥、斜拉桥和桁架桥等结构形式进行组合,以便发挥各自结构的优点和特点,从而使得吊桥具有更高的承重能力。
综上所述,吊桥的载重原理包括拱桥原理、悬索桥原理、斜拉桥原理、桁架桥原理和混合结构原理等多种形式。
这些原理可以使得吊桥的承重能力得到增强,使得吊桥可以安全可靠地承担起人员和车辆等的重量,实现安全通行。
桥梁结构的基本体系及其受力特点1.梁体受力:梁体是桥梁结构的主要承载构件,它承受来自车辆行驶的荷载。
梁体的受力特点受到横向和纵向力的影响。
在横向方向上,梁体将受到来自车辆轮胎与桥面接触的水平力,这会引起弯曲和剪切应力。
在纵向方向上,梁体将受到车辆的垂直荷载,这会引起压应力和拉应力。
2.支座的受力:支座负责将梁体的荷载传递到桥墩和地基上,同时也承受梁体的相对运动。
支座受力特点主要包括垂直荷载、水平力和旋转力。
垂直荷载由梁体传递到支座上,同样引起压应力和拉应力。
水平力主要由于梁体的挠度和温度变化引起,会导致水平位移和侧向力的产生。
旋转力则来自梁体相对于支座的转动。
3.连结的受力:梁体与支座之间的连接通常由螺栓、焊接或钢筋混凝土接头等方式实现。
连接部位承受着梁体和支座的力传递,同时还要考虑到连接部位的刚度和可靠性。
连接部位受力主要包括剪切力、扭矩和拉力。
剪切力由梁体和支座连接面的相对滑动引起,扭矩则由梁体和支座的相对转动引起,拉力则是由于连接材料的伸缩性或温度变化引起。
除了上述基本受力特点,桥梁结构还需要考虑其他因素,如动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化。
这些额外的荷载会增加结构的复杂性,并且可能导致非线性行为和结构失稳。
为了确保桥梁结构的安全和可靠性,工程师需要根据不同的桥梁类型和设计要求选择适当的结构形式和材料。
传统的桥梁结构包括悬索桥、斜拉桥、梁桥和拱桥等,而近年来还出现了新型桥梁结构,如预应力混凝土箱梁桥、钢-混凝土组合桥和悬臂桥等。
不同类型的桥梁结构具有不同的受力特点和适用范围,工程师需要根据具体情况进行选择和设计。
总之,桥梁结构的基本体系包括梁体、支座和连接部位,其受力特点主要包括梁体的弯曲、剪切和拉伸,支座的垂直荷载、水平力和旋转力,以及连接部位的剪切力、扭矩和拉力。
工程师需要综合考虑动荷载、风荷载、地震荷载和温度变化等因素,选择适当的结构形式和材料,确保桥梁结构的安全和可靠性。