下载文档原格式
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）。
桥梁上部结构分类和受力特点一、斜交板桥：1.荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势2.各角点受力情况可用比拟连续梁的工作来描述。
钝角处产生较大的负弯矩，反力也较大，锐角点有向上翘起的趋势3.在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小4.在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要小二、装配式钢筋砼简支T梁：1.梁肋与翼板（桥面板）结合在一起作为承重结构2.肋与肋之间的处于受拉区域的砼得到较大挖孔，减轻结构自重3.既充分利用扩展的桥面板的抗压性能，又有效发挥梁肋下部受力钢筋的抗拉作用三、预应力砼简支T梁：1.核心矩越大，抗力效应增加2.为提高核心矩，结构上采用大翼缘、薄肋板、宽矮马蹄的结构形式3.配合梁内正弯矩的分布，防止出现拉应力，纵向预应力筋须在梁端弯起或中间截断张拉，弯起可增强支点附近的抗剪能力四、连续体系桥梁：1.由于支点存在负弯矩，使跨中存在的正弯矩显著减少，可以减少跨内主梁的高度，提高跨径，当加大支点截面附近梁高形成变截面时，可进一步降低跨中弯矩2.由于是超静定结构，产生附加内力的因素包括预应力、砼收缩徐变、墩台不均匀沉降、截面温度梯度变化3.配筋要考虑正负两种弯矩的要求，顶推法施工要考虑截面正负弯矩的交替变化五、斜拉桥：1.斜拉索相当于增大了偏心距的体外索，充分发挥抵抗负弯矩的能力，节约刚才2.斜拉索的水平分力相当于砼的预压力3.主梁多点弹性支承，高跨比小，自重轻，提高跨径六、悬索桥：1.主缆为主要承重结构，巨大的拉力由牢固的地锚承受，对于连续吊桥，中间地锚的两侧拉索水平推力基本平衡，主要利用自重承受向上的竖向力2.主梁的变形非线性，一般采用挠度理论或变形理论●挠度理论：是考虑原有荷载（如恒载）已产生的主缆轴力对新的荷载（如活载）产生的竖向变形（挠度）将产生一种新的抗力，在变形之后再考虑内力的平衡；●变形理论：将悬索桥看作由各单根构件所组成的结构体系，在力学分析中先计算每个构件的刚度，放入结构体系红的矩阵内，进行总体平衡的求积七、拱桥：1.拱桥的拱圈是桥跨结构的主要承载部分2.在竖向荷载作用下，拱端支撑处不仅有竖向反力，还有水平推力3.拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小得多，而使整个拱主要承受压力。
一、斜交板桥：1.荷载有向两支承边之间最短距离方向传达的趋势2.各角点受力情况可用比较连续梁的工作来描述。
钝角处产生较大的负弯矩，反力也较大，锐角点有向上翘起的趋势3.在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小4.在均布荷载作用下，当桥轴向的跨长相同时，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要小二、装置式钢筋砼简支T 梁：1.梁肋与翼板（桥面板）结合在一起作为承重结构2.肋与肋之间的处于受拉地域的砼获取较大挖孔，减少结构自重3.既充分利用扩展的桥面板的抗压性能，又有效发挥梁肋下部受力钢筋的抗拉作用三、预应力砼简支 T 梁：1.核心矩越大，抗力效应增加2.为提高核心矩，结构上采用大翼缘、薄肋板、宽矮马蹄的结构形式3.配合梁内正弯矩的分布，防范出现拉应力，纵向预应力筋须在梁端弯起或中间截断张拉，弯起可增强支点周边的抗剪能力四、连续系统桥梁：1.由于支点存在负弯矩，使跨中存在的正弯矩显然减少，可以减少跨内主梁的高度，提高跨径，当加大支点截面周边梁高形成变截面时，可进一步降低跨中弯矩2.由于是超静定结构，产生附加内力的因素包括预应力、砼缩短徐变、墩台不均匀沉降、截面温度梯度变化3.配筋要考虑正负两种弯矩的要求，顶推法施工要考虑截面正负弯矩的交替变化五、斜拉桥：1.斜拉索相当于增大了独爱距的体外索，充分发挥抵抗负弯矩的能力，节约刚刚2.斜拉索的水均分力相当于砼的预压力3.主梁多点弹性支承，高跨比小，自重轻，提高跨径六、悬索桥：1.主缆为主要承重结构，巨大的拉力由牢固的地锚承受，对于连续吊桥，中间地锚的两侧拉索水平推力基本平衡，主要利用自重承受向上的竖向力2.主梁的变形非线性，一般采用挠度理论或变形理论挠度理论：是考虑原有荷载（如恒载）已产生的主缆轴力对新的荷载（如活载）产生的竖向变形（挠度）将产生一种新的抗力，在变形此后再考虑内力的平衡；变形理论：将悬索桥看作由各单根构件所组成的结构系统，在力学解析中先计算每个构件的刚度，放入结构系统红的矩阵内，进行整体平衡的求积七、拱桥：1.拱桥的拱圈是桥跨结构的主要承载部分2.在竖向荷载作用下，拱端支撑处不但有竖向反力，还有水平推力3.拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小得多，而使整个拱主要承受压力。
