第三章拱桥上部结构拱桥受力特点组成与分类各类常见拱桥构造特点
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物理拱桥知识点总结一、介绍拱桥是由一系列弓形或拱形结构组成的桥梁,其主要作用是支撑和传递桥梁上的荷载。
拱桥是古代桥梁工程中常见的一种桥梁形式,其设计和施工需要考虑许多物理和工程原理。
本文将介绍拱桥的物理知识点,包括其结构特点、力学原理、设计参数等内容。
二、结构特点1. 弧线结构:拱桥的主要特点是采用弧线结构,弯曲的形状可以有效地承受来自上部结构和地基的荷载。
弧线结构还能将荷载通过拱脚传递到桥台和地基上。
2. 三力平衡:拱桥的力学特点主要是三力平衡。
即桥梁上的荷载通过拱脚传递到桥台和地基上,使得整个桥梁系统处于平衡状态。
3. 拱脚特点:拱脚是拱桥的主要支撑部分,其承受高弯度力和大荷载,需要具有足够的强度和稳定性。
三、力学原理1. 拱桥受力分析:拱桥的受力分析主要包括内力分析和外力分析两个方面。
内力分析是通过分析拱桥结构中的各个部分,求解各个部分的内力分布规律;外力分析是通过分析外部荷载对拱桥的影响,求解拱桥整体受力情况。
2. 拱桥结构受力特点:拱桥的结构受力特点主要有以下几个方面:① 拱脚受力规律:拱脚受力主要是受到桥梁上的压力,需要具有足够的抗压能力。
② 拱顶受力规律:拱顶受力主要是受到桥梁上的拉力,需要具有足够的抗拉能力。
③ 拱脚和拱顶受力的相互作用:拱脚和拱顶的受力相互作用使得整个拱桥结构处于平衡状态。
3. 拱桥受力分析方法:拱桥的受力分析主要包括定力分析、曲线割线法、直线割线法和有限元分析等方法。
四、设计参数1. 拱桥的设计参数主要包括以下几个方面:① 拱度:拱度是指拱脚到拱顶的垂直距离,其大小直接影响着拱桥的承载能力和稳定性。
② 跨径:跨径是指拱桥两个拱脚之间的距离,其大小直接影响着拱桥的通行能力和荷载承载能力。
③ 拱脚高度:拱脚高度是指拱脚的垂直高度,其大小直接影响着拱桥的受力分布和荷载承载能力。
2. 拱桥的设计原则:拱桥的设计原则主要包括荷载合理分配、结构稳定可靠、材料选用合理等方面。
物理拱桥知识点总结高中拱桥是一种古老的建筑结构,它以拱形为主要结构形式,能够承受跨度较大的桥梁结构,因此被广泛应用于桥梁工程中。
在物理学中,拱桥的设计和施工涉及了许多物理学原理和知识,包括受力分析、结构力学、材料力学等方面的知识。
本文将从物理学的角度,对拱桥的知识点进行总结。
一、拱桥的基本结构和受力特点1. 拱桥的基本结构拱桥是由拱身、桥面和桥墩等部分组成的,其中拱身是拱桥的主要受力构件,它承受着桥面上的荷载,并将荷载通过拱脚传递到桥墩上。
拱桥的结构特点是中间凸出,两边支撑,能够有效地承受桥面上的压力,从而使得桥梁能够跨越较大的跨度。
2. 拱桥的受力特点拱桥的受力特点包括了内力分析、支座反力分析、桥墩受力分析等方面。
在设计和施工拱桥时,需要考虑到拱桥的受力分布情况,以确保拱桥的稳定性和安全性。
在荷载作用下,拱桥内部会产生各种受力,如压力、张力、剪力等,这些受力需要通过受力分析的方法来确定,从而确保拱桥的受力合理。
二、拱桥的结构力学分析1. 拱桥的受力分析拱桥的受力分析是拱桥设计中的重要环节,它涉及了结构力学、材料力学等方面的知识。
在进行受力分析时,需要考虑到拱桥的整体结构,包括拱身的受力、桥墩的受力、支座的反力等。
通过受力分析的方法,可以确定拱桥各个部分的受力情况,从而确保拱桥的结构安全。
2. 拱桥的变形分析在荷载作用下,拱桥会产生一定的变形,这种变形会影响拱桥的结构安全和使用性能。
因此,在拱桥设计中,需要进行变形分析,以确定拱桥的变形情况。
通过变形分析,可以了解拱桥在荷载作用下的变形情况,从而确定拱桥的变形控制措施,确保拱桥的稳定性和安全性。
三、拱桥的材料力学分析1. 拱桥的材料选择拱桥的材料选择是拱桥设计中的关键环节,它涉及了材料力学、材料性能等方面的知识。
在拱桥设计中,通常采用混凝土、钢材等材料作为拱桥的主要构造材料,这些材料具有较高的强度和刚度,能够满足拱桥对材料强度和耐久性的要求。
2. 拱桥的材料性能分析在拱桥设计中,需要对所选用的材料进行性能分析,以确定材料的强度、刚度、耐久性等指标。
第三章拱桥内容提要:在本章内主要介绍圬工及钢筋混凝土拱桥。
除了介绍拱桥的基本特点适用范围外,重点放在肋拱桥的构造和结构细节上,对其它类型拱桥(如桁架拱桥、刚架拱桥等),只介绍些构造特点学习的基本要求:1、了解拱桥的基本特点及其适用范围2、掌握拱桥的组成及主要类型3、掌握拱桥的构造4、了解拱桥的发展趋势——轻型化第一节概述拱式桥——一种既古老又年轻的桥梁型式。
说拱桥是一种既古老又年轻的桥梁型式是非常名副其实的。
古代人类在拱桥的修建就已经达到很高的造诣。
保留至今的古代桥梁多半是拱桥。
伴随着科学技术的进步,拱桥作为六大桥型之一,至今仍然充满旺盛的活力。
虽然在已经达到的跨度上,拱桥不及悬索桥与斜拉桥,但作为通行现代交通工具的桥梁型式之一,当选择大跨度桥梁的桥型时,在目前比较常遇的200~600跨度范围内,拱桥仍然是悬索桥与斜拉桥的竞争对手。
而在中、小跨度领域,则只要是有民间工匠的地方,就有条件修建拱桥。
因此古往今来,拱桥一直遍布世界各国大小城镇和乡村僻野。
在世界各地人们所见到的数不清的大小拱桥中,有的历史印迹斑斓,有的民族与地方乡土特色浓重,有的充满现代气息。
特别在中国,公路桥梁中60%为拱桥,以赵州桥等为代表的古代拱桥在世界上更享有很高的评价。
中国拱桥历史之久,式样之多,数量之大,形态之美与发展之快,均为当今世界所瞩目。
一、拱桥的基本特点及其适用范围1、拱桥的基本特点拱桥在竖向荷载作用下,支承处不仅产生竖向反力,而且还产生水平推力。
由于这个水平推力的存在,拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多,而使整个拱主要承受压力。
这样,拱桥可充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料(石料、混凝土、砖等)来修建。
又称为圬工拱桥。
2、拱桥的适用范围拱桥的跨越能力由几十米发展到几百米。
钢筋混凝土拱桥的最大跨径为420m,钢管砼拱桥的最大跨径为360m,石拱桥的最大跨径为155m,钢拱桥的最大跨径为518m。
二、拱桥的组成及主要类型1、拱桥的主要组成拱桥的上部结构包括拱圈(主要承重结构)和拱上建筑(桥面系、传力构件或填充物)。