桥梁结构论文十篇

桥梁结构论文篇1

就目前的发展来看，我国的桥梁结构设计的倾向如下：比较注重强度而忽视耐久性；重视强度极限而忽视使用极限；重视结构的建设而忽视结构的维护，这样的设计倾向直接导致了桥梁工程事故的不断发生，不利于和谐社会的发展。我国的桥梁设计理论和结构构造体系还有诸多需要完善的地方，在桥梁设计过程中，尤其在桥梁施工和使用期安全性上改进的空间还是比较大的。在结构设计中首先要选择科学合理、经济的方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，还要运用规范的安全系数或可靠性指标给结构的安全性以最大的保障。

2我国现代桥梁结构设计的注意事项

2.1对于结构的耐久性问题要重视

在我国的桥梁建设过程中，很多时候都缺少建设前期所需要准备、视察及考证等工作，这是一大问题。周围的环境会在很大程度上影响到桥梁的建设和使用，不仅包括由于车辆超载而出现的疲劳情况，还包括桥梁结构本身的老化和损伤。我国从上世纪九十年代有些研究者就针对桥梁结构的耐久性进行了研究，但多集中在桥梁的材料及统计等方面，而对桥梁结构及设计的研究却是忽视的，还缺少以设计及施工人员为出发点改善桥梁的耐久性。设计人员所关注结构的计算方法比较多，而容易忽视总体构造的设计和一些细节处的把握。结构耐久性的设计应该有别于其他普通的结构设计，就现阶段而言，我国桥梁结构的耐久性研究应转变为定量分析而不是传统的定性分析。诸多研究实践表明一座桥梁是否能够安全使用，结构的耐久性发挥了很大的作用，经济性也包含在其中。

2.2充分重视桥梁的超载问题

超载会造成桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，严重的情况下还可能引发结构破坏事故。桥梁的超载不仅会引发疲劳问题，还可能造成桥梁内部损伤难以及时恢复，进而使得桥梁在正常荷载下的工作状态产生一定的变化，将威胁到桥梁的安全性和耐久性。所以设计人员应加强分析超载所带来的严重后果，最大限度的加强桥梁的稳定性。

2.3重视对疲劳损伤的研究

动荷载是桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载的主要方面，其会在结构内产生循环变化的应力，除了会引起结构的振动外，结构的累积疲劳损伤也是不可忽视的方面。在桥梁建设中所使用的材料实际上均匀性和连续性都不是很理想，诸多微小的缺陷夹杂其中，在循环荷载作用下，它们会不断发展、合并进而形成损伤，最终形成宏观裂纹。一旦宏观裂纹没有得到很好地控制，就会产生材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤在初始阶段被察觉的可能性比较小，所产生的严重后果却是毁灭性的。所以应该加强疲劳损伤的研究工作。

2.4积极借鉴国外的经验和成果

我国桥梁设计中存在结构使用性能差、耐久性和安全性差等诸多问题，这和现阶段我国的施工质量和管理水平不高是分不开的，但问题已然存在，并且在短时间无法得到有效解决，设计人员对此问题要有一个清醒的认识，在设计时对上述问题充分考虑到，运用恰当的设计方法、恰当的安全系数使桥梁的使用性能达到要求的标准，这才是设计的关键。尤其是桥梁的耐久性和安全性问题与结构体系、使用材料选择不合理、结构细节处理不当有着千丝万缕的联系。针对我国设计中存在的问题应积极借鉴国外的有益经验，PBD就是其中之一。PBD即为性能设计，涵盖了结构设计的众多方面，如变形、裂缝、振动、耐久性等。PBD研究不仅保证了桥梁结构在使用中的安全性，还具有很多优良的使用性能，这其中包括寿命和耐久性、耐疲劳性、美观等。对此，我国应该积极借鉴其优良方面的性能，并结合我国桥梁设计的实际和使用过程中的具体情况来最终寻找适合我国的设计。

3对我国现代桥梁结构设计的建议

总而言之，我们在对桥梁结构的耐久性、疲劳损伤以及桥梁超载问题进行必要研究的同时，还可以把研究面放得更宽一些，诸如结构系统的可靠度、模糊随机可靠度等，这样做的目的都是为了加强桥梁结构设计的使用性、安全性及耐久性。下面就选择几个方面就行分析，希望为研究人士提供参考。

3.1结构系统的可靠度分析

结构系统可靠度分析其实不是一项容易的研究课题，具有一定的复杂性，近年来不少研究者对其从不同方面进行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系统系数，主要针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛法应用重要抽样技术最终将结构系统的可靠度计算出来。另外还有研究者对系统可靠度界限进行深入的研究。总而言之，在进行系统可靠度的研究上难度系数比较大，内容也包罗万象。在研究上还是有一定的上升空间的。

3.2在役结构的可靠性评估与维修决策问题

对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它既包括结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等比较基础的理论，还离不开施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等方面的内容。值得注意的一个方面是对于在役结构的可靠性评估的研究，经典的结构可靠性理论也可在此过程中得到更为广泛、更有深度的进步和发展。

3.3模糊随机可靠度的研究

模糊随机可靠度理论研究作为工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，在不断健全的模糊数学理论与方法的推动下，会得到不断的完善和发展。

4结束语

桥梁结构论文篇2

1．1中央数据库

中央数据库部署在北京数据中心，采用Ora-cle/SqlServer群集，具体随方案选择而定。入库方式:通过人工或网络传输的方式获取数据库备份，经过导入程序入库;中央数据库存储项目的历史数据，其存储数据量比现场数据库要高出1～2个数量级。中央数据库要支持快速的数据查询、文件导入导出和Web访问，主要功能如下:将经过处理的实时数据写入现场数据库;支持数据的历史回放和离线分析;支持历史海量数据库的实时备份、清除和异地恢复;提供与评估软件平台的文件导出和数据接口;支持数据的后期操作和查询、编辑、更改［3］。各模块功能见表1，整体结构设计见图2。

1．2现场数据库

现场数据库针对具体项目，部署在现场监控中心，存储的是处理后的实时数据，要求定期备份、删除、异地恢复、更新。实时数据的特点是数据量大，数据入库较快。在设计现场数据库的时候，主要考虑如下:各个监测类型原始数据互不干扰;数据写入要求实时，考虑拥堵策略和故障恢复策略;灵活配置监测项、监测点的数据存储库表结构［4］;一定时期的历史数据在线回放和分析;单一监测类型数据存储(由于处理系统需要在较长时间内持续对采集数据进行处理，即使一种设备，持续累计多天的时候，数据量也会非常大，需要考虑以何种方式对多天数据进行组织)。现场数据库配置版本为SQLServer数据库。

1．3结构特征值数据库

本数据库主要存储桥梁结构采集数据的特征值，包括结构应变、加速度、索力等原始数据的最大值、最小值、平均值及方差等，特点是数据量相对较小，但数据计算频繁，使用频率较高。此数据库数据量小但关系较复杂，由于其入库频率相对于原始数据来说比较低，故采用较为简单的单库表结构。特征数据库配置版本为SQLServer数据库。

2海量数据库详细设计优化方案

2．1高速大容量数据存储与管理

通过对系统的总体评估，拟采用以下措施解决系统中大数据量的存储与管理问题。通过使用OracleRAC(集群)模式加强底层数据库的处理性能;使用存储过程的方式来进一步加强数据库的交互性能;定期进行数据备份与清理，避免存储过多的低使用率数据(比如，数据库一般可以保持6个月到1年的数据，其它数据通过磁带库等存储介质将数据备份转移，减轻数据库的处理压力);对海量数据进行分区操作(例如针对按年份存取的数据，我们按年进行分区，不同的数据库有不同的分区方式，而不同的文件组存于不同的磁盘分区下，这样将数据分散开，减小磁盘I/O，减小了系统负荷，而且还可以将日志、索引存放于不同的分区下);建立广泛的索引［5］。对大表建立索引，例如针对大表的分组、排序等字段，都要建立相应索引，一般还可以建立复合索引。当插入表时，首先删除索引，插入完毕，建立索引，并实施聚合操作，聚合完成后，再次插入前还是删除索引。要注意索引使用的时机，索引的填充因子和聚集、非聚集索引都要考虑。在对海量数据进行查询处理过程中，查询的SQL语句的性能对查询效率的影响是非常大的［6］。在对SQL语句的编写过程中，例如减少关联，少用或不用游标，设计好高效的数据库表结构等都十分必要。

2．2数据库优化设计

桥梁结构桥梁索力数据量较大，由于实时数据处理系统平时的主要操作是桥梁索力的插入及数据查询，对数据的实时性及可恢复性要求不高，并不要求绝对的精度，允许一定的数据损失，对数据库的一致性、并发性及事物的隔离性要求不高，但对于大数据的吞吐量要求较高，故可将其定位为针对插入操作的OLTP系统及部分的OLAP系统［7］。所以考虑降低数据库的隔离级别和并发一致性控制以提高数据库性能，优先满足海量数据插入的吞吐量要求。Oracle版本的数据库优化设计如表2所示。

3系统应用项目及领域

桥梁结构论文篇3

关键词：公路桥梁 钢筋砼构件 可靠度理论 计算方法

中图分类号：U4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-0-01

随着国民经济的发展，公路桥梁的地位越来越重要。现阶段，桥梁形式亦多为砼桥梁，这一论断在世界范围内皆成立。但是，因公路桥梁结构老化、营运环境恶劣、车辆荷载增加及养护维修工作不到位等因素的影响，公路桥梁结构损伤现象屡见不鲜，且其相应地导致了公路桥梁结构营运状况不佳、承载能力下降等问题。由此可得，加强公路桥梁耐久性、可靠度评估，确保公路桥梁安全畅通意义重大。

1 公路桥梁耐久性的评估方法―基于可靠性理论

所谓公路桥梁耐久性评估，其主要是指以特定信息为依托，对既有公路桥梁的可靠性予以准确的分析，并基于分析的基础上，提出相关针对性强。公路桥梁结构可靠度理论最突出的特点当属其基础为概率统计。概率统计对公路桥梁结构存在不确定性予以了肯定，并以公路桥梁结构可靠度的各影响因素作为随机变量，且通过恢复各影响因素的自然特性，再以数据为依托对此种客观变异性予以表达。基于可靠性理论法以可靠度计算方法为基本方法，即以统计方法及实测方法为基本方法，以可靠度数学理论为基本理论依据，并通过计算得出公路桥梁结构的可靠指标或实现概率，且以或对公路桥梁结构的安全水平予以衡量。随着公路桥梁结构耐久性及可靠度评估方法的深入研究，可靠性理论的应用也变得更广，甚至覆盖了结构工程的各领域。就公路桥梁设计而言，我国桥梁设计方式已经随着新桥规的编订而发生了相应地转变，即从容许应力设计方式到承载能力极限状态设计方式（以概率统计为基础）。研究结果显示，承载能力极限状态设计方式的科学性更强，且其设计理论及设计思想也更加科学和完善。此外，承载能力极限状态设计方式也为公路桥梁结构耐久性及可靠度评估提供了有力的理论依据。

2 结构可靠度理论的基本理论及基本计算方法

2.1 可靠度的基本原理

结构的可靠度。公路桥梁结构的可靠度以适用性、安全性及耐久性为主。如果工程结构实际承载能力与要求承载能力间一致，则该工程结构具备安全性；如果工程结构实际使用功能与要求使用功能间一致，则该工程结构具备耐久性及适用性。就工程结构的功能函数（）而言，若R/S均服从正态分布，则R/S的平均值及标准差可表示为及，且结构功能函数（Z=R-S）亦服从于正态分布，则Z=R-S否认平均值及标准差表示为和。随机变量Z的分布图见下图，其中Z

由上图可得，从0至（平均值）间的间距度量标准可为标准差，即。此外，与间的关系为一一对应，即随着的增大而减小；随着的减小而增大。由此可得，、均可用作工程结构可靠性的衡量指标，其中属可靠指标。那么，工程结构失效概率满足如下函数式：

2.2 验算点法或JC法

验算点法或JC法是可靠度分析方法的一种，亦是一次二阶距的一种，其应用范围较广。所谓一次二阶距法，其主要是指将随机变量的一阶距及二阶距应用到可靠指标计算之中，且仅对功能函数泰勒级数展开式的一次项予以适当考虑。

两个正态随机变量的情况.在极限状态下，两个随机变量满足如下函数式（极限状态方程）：

上述方程式中，R/S间相互独立，且其均服从于正态分布。

就ROS坐标系而言，极限状态方程为一条直线，其倾角呈45°。经过及计算后可得，及的新坐标系，现通过平移坐标系可得到另一个新坐标系（见下图）：

由方程式及可得，变换原坐标系等效于正态分布标准化，其中及属标准正态变量。通过一系列方程式的计算及转换求的，原坐标系ROS与新坐标系间的关系满足如下函数式：

由解析几何相关理论可得，上述函数式为坐标系内标准型法线式直线方程，（常数项）为至极限状态直线间的法线长度，及为（法线）在坐标向量方向的方向余弦，其中为设计验算点。若、、、的取值既定，则工程结构可靠指标、设计验算点均可准确求的，且对应的失效概率函数式为：

3 结语

综上所述，钢筋砼施工在世界范围内各个国家均得到了广泛的应用，则世界各国对公路桥梁钢筋砼构件可靠度及耐久性的研究也相当深入。公路桥梁钢筋砼耐久性的评估方法很多，该文着重谈论了基于可靠度理论的评估方法。此外，公路桥梁钢筋砼构件可靠度的计算方法包括JC法及蒙特卡洛法，该文就JC法进行了详细地阐释。

参考文献

桥梁结构论文篇4

关键词：桥梁工程；卓越工程师；教学改革；创新性人才

为适应国家卓越工程师计划对高等教育提出的新要求，桥梁工程课程需要教师及时调整培养策略，通过教学方法与教学模式的改革引导学生对本专业课程进行了解，培养学生成为具有工程素养的创新型人才。因此，本文以上海理工大学土木工程专业桥梁工程的课堂教学为出发点和切入点，以培养卓越工程师为目标导向，对桥梁工程教学改革进行初步研究和探索。

一、我校桥梁工程课程教学现状

桥梁工程课程是上海理工大学土木工程专业开设的一门专业选修课程。上海理工大学土木工程专业偏重房屋结构、岩土工程。该课程体系并不完善，存在课时偏少，实践锻炼效果不佳的现象。且目前该专业课程选用人民交通出版社出版的《桥梁工程》一书。该书系统介绍了钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥、悬臂与连续体系梁桥、混凝土拱桥等常用的中小型桥梁和桥梁下部结构――墩台的构造原理、设计计算方法和施工方法。该教材内容丰富，但是在有限的课时内无法让学生掌握全部知识。土木涉及的专业课程众多，学生尽管学得很杂但专业基A相对薄弱，导致学生对该课有厌学心理。

二、桥梁工程课程教学特点

桥梁工程在课程教学上具有以下特点：第一，相比房屋、道路以及地下结构，桥梁工程课程的概念多，内容杂，用到的力学原理多，实践性强。第二，在桥梁设计、施工过程中涉及很多计算内容，不仅需要结合前期学过的结构力学、弹性力学以及钢筋混凝土结构基本原理等知识，还需要用到高等数学中的微分、变分以及积分原理。第三，桥梁工程的课程学习与设计、施工等实际问题紧密相关。如何采取有效措施将实践应用融入理论教学，与时俱进，促进教与学，是桥梁工程课程教师当前亟待解决的问题。

三、桥梁工程课程教学改革

1.精选教学内容，突出教学重点

精选教学内容，重点突出，抓住主线进行讲解。选择桥梁工程课程中的四大篇章，即桥梁工程总论、钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥、悬臂与连续体系梁桥以及混凝土拱桥进行教学。在理论计算方面，重点讲解简支梁桥的计算以及连续体系梁桥的结构内力计算，注重从原理上、方法上进行讲解，加深学生对专业基础知识和基本理论的掌握，并尝试编写我校的内部教材，经过2～4届的教学时间后出版。

2.教学内容整合与学时优化分配

在学时有限的情况下，可对桥梁工程中的部分章节内容有所取舍，优化配置。比如，桥梁工程总论中的部分知识，如桥梁工程的地位和作用以及国内外桥梁的发展史等可以挪到“土木工程概论”上进行讲解，激发学生对学习桥梁的兴趣，桥梁中涉及的主要受力构件的设计与计算，可在结构类课程中讲解；荷载横向分布系数的计算需要用到影响线的概念，在结构力学中应将其纳入重要知识点进行讲解。总之，通过实现教学内容一体化，明确相关基础学科的教学重点，有助于提高教学效果。

3.充分发挥多媒体技术的优势

为培养学生对桥梁结构的空间感，增强感性认识，可采用多媒体技术来辅助桥梁工程教学，实现所见即所得。比如，在介绍预应力混凝土简支T梁时，可采用三维立体图让学生对T梁的横断面连接、纵断面变化以及横隔梁构造有直观认识。而在介绍连续梁桥以及拱桥的施工过程时，则可在文字叙述、图片介绍的基础上，结合工程实例通过视频播放来加深其认识。此外，建立桥梁工程教学资源平台与资料库，通过学生自学、线下交流、课后坐班答疑来实现，改善教学效果。

四、结语

桥梁工程课程不仅理论性强，且与工程实践联系紧密。为培养出一批基础理论扎实、具有工程实践能力的卓越工程师，以适应当前我国桥梁建设的快速发展，结合我系实际情况，在学时有限且学生专业基础相对薄弱的情况下，本文提出唯有突出教学重点，整合教学内容，优化课时安排，发挥信息时代多媒体技术在教学中的应用，才能激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

参考文献：

[1]张智钧.试析高等学校卓越工程师的培养模式[J].黑龙江高教研究，2010（12）.

桥梁结构论文篇5

关键词：城市桥梁；承载能力；检测

Abstract: the urban bridge detection is used to maintain their security and a prerequisite for the design life. For new structure, take cover engineering more Bridges bearing capacity tests, when is the completion inspection and acceptance of bridge engineering quality evaluation within the most direct and effective method and means. Bridge bearing capacity tests of active city, can be used for city bridge condition and bearing capacity evaluation provides the data parameters, understand master urban bridge structure bearing situation, find the actual urban bridge structure safety reserves, avoid in daily use have disastrous consequences. In this paper, the urban bridge bearing capacity test of meaning, purpose and method of system, aim at for the urban bridge management advocates provide theory reference and guidance.

Key words: urban Bridges; Carrying capacity; detection

中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

城市桥梁检测是维护其使用安全和设计寿命的先决条件，即通过对城市桥梁技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势的检查和测定，搞清其出现缺陷和损伤的原因和机理；分析和评价既存缺陷和损伤对城市桥梁质量和使用承载能力的影响，为城市桥梁的维护与加固提供可靠的技术数据和依据。城市桥梁检测通常包括城市桥梁的表观检查、城市桥梁结构材料的损害检测、城市桥梁承载能力的检测和城市桥梁的健康度检测。其中，城市桥梁承载能力检测是城市桥梁检测的关键之举、重中之重。

一、城市桥梁承载能力检测的含义

城市桥梁承载能力的检测，即通过分析计算、荷载实验和实物调查，测出桥梁结构的动力特性，结合实际交通情况，进行城市桥梁结构对比分析，检验出城市桥梁的实际承载能力，从而评定城市桥梁的安全承载能力的检测活动。主要包括对桥梁结构的强度、稳定性及耐久性、地基和基础、桥梁结构的刚度要求、裂缝等项目的检测。

二、城市桥梁承载能力检测的目的

全国每年都有一大批结构新颖、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，无论在桥梁单跨跨度、结构复杂程度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界先进之列。随着科学技术的进步，桥梁结构的设计方法和设计理论都有了根本性的变化，然而影响桥梁工程质量的许多不确定因素仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其使用性能和效果。对那些影响较大、结构新颖、隐蔽工程较多的桥梁进行承载能力检测，是竣工验收时对桥梁工程内在质量进行评判时最直接和有效的方法和手段。同时亦为设计理论、施工技术总结积累经验，为桥梁建设的整体水平提高创造条件，为今后桥梁的养护管理提供科学依据。对现役桥梁进行承载能力检测，可以给桥梁使用状况和承载能力的评价提供数据参数，了解掌握桥梁结构的承载情况，找出桥梁结构的实际安全储备，避免在日常使用中产生灾难性后果。有明显质量衰退或有较严重病害和损伤的桥梁、需提高承载能力及使用功能的桥梁、需通行特种荷载的桥梁、缺失技术资料和安全运营资料的桥梁、发生意外事故并经技术处理后的桥梁和运营条件发生较大变化的桥梁，在正常使用前必须进行承载能力检测，确保城市桥梁的使用安全。

三、城市桥梁承载能力检测的方法

城市桥梁承载能力的检测方法包括分析计算法、荷载实验法以及实物调查比较法。众所周知，分析计算与实际工程是具有一定差别的，必须通过经验系数折算评定出桥梁的安全承载能力，再运用相似模拟等静载实验和动载实验对桥梁结构的工作状态进行测试，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。因此，城市桥梁承载能力检测的三种方法是相辅相成、互为一体。

(一)分析计算法。

分析计算法包括经验系数折算和理论计算两个部分。经验系数折算是以城市桥梁原有设计荷载等级为基础，同时考虑桥梁损坏程度，材料老化程度，桥面行驶条件，实际交通情况，桥梁建造使用期限等因素，经过广泛的调查研究确定出各项对应的系数，从而折算出城市桥梁的安全承载能力。理论计算是当原桥荷载等级不清楚，或上述的各种系数较难确定时，应用结构计算理论，估算出桥梁结构可能承受的最大外力；然后再与实际检定的荷载相比较，从而判定出城市桥梁安全承载能力的方法。分析计算法通常按两个步骤进行。一是对被检定的桥梁结构进行资料搜集、现状检查、材质与地基的检验；二是运用桥梁结构计算理论及有关的经验系数对检查所得的有关资料和检验测量结果进行分析计算，从而评定出桥梁的安全承载能力。此法应注意的问题是:荷载计算应根据实际荷载，即采用需通过的荷载等级进行验算；材料强度以实测结果为准；应正确地把结构的缺陷估计到计算中去。

(二)荷载试验法。

城市桥梁结构荷载试验是对桥梁结构加载工作状态进行直接测试的一种检定手段，是对桥梁结构性能最直观，最可靠的检测方法，按施加荷载的类型可分为静载试验和动载试验两种，我国在这方面有成熟的方法或标准。

桥梁结构静载试验是通过对某项结构响应(位移，应变或应力等)实测值与理论计算值的对比，得到该项响应的校验系数，从而对桥梁的结构性能进行评价。通过桥梁静载试验可以直接了解桥梁结构承载情况，验证桥梁结构设计理论和计算方法，确定和判断桥梁结构实际的承载能力。桥梁结构静载试验通常按三个步骤进行。一是按照桥梁的设计荷载等级，根据荷载的最不利位置，布置静载(通常是载重汽车)；或者根据桥梁结构的控制内力确定荷载及其位置，对桥梁结构进行加载。二是对加载后桥梁结构的静位移、静应变、静转角等荷载响应进行测试。三是根据测试结果推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。此法应注意的问题是: 随着当前高新技术传感器的出现，可以实现桥梁结构响应的高精度量测，但试验前应先对桥梁结构的加载量进行估算。如果原桥的病害较大，初步判定其承载能力较低，则加载量可先低一点，逐步加载；若需要进行超载试验，可逐步提高加载量，但要谨慎小心，注意观察。静载试验的加载量一般为设计荷载的0.8～1.0倍。

桥梁结构动载试验是应用理论分析与试验测试结合的科学方法解决桥梁振动问题的必要手段，是城市桥梁检测工作中的重要环节，是动力测定评价方法的基本测试项目，其对桥梁使用状况和承载能力的评价提供了重要的数据参数。城市桥梁检测中，动载试验的内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析，量测的主要部位是结构动力效应最大构件的动应力及动变形的控制截面。桥梁结构动载试验通常按四个步骤进行。一是采用重载车辆行驶等动载冲击或环境激振等加荷方式；二是通过采集设备获得桥梁结构的振动响应信号；三是分析处理采集到的响应信号，获取桥梁结构的频率、模态等动力特性参数；四是通过动力特性参数的变化，对桥梁结构进行损伤识别与性能评价。此法应注意的问题是:桥梁的模态参数要准确。桥梁的模态参数是整个结构振动系统的基本特性，它是进行结构动力分析所必须的参数，其结果不仅可以用来分析结构动载作用下的受力情况，而且对桥梁承载能力状况评定提供重要指标。

(三)实物调查比较法。

实物调查比较法是在对被检定桥梁进行相当长期观测的基础上，根据通过的车辆荷载，测定桥梁各主要部位的挠度(跨中或产生挠度最大处)、应变、应力、裂缝开展情况等数据，然后对这些数据进行统计分析，从而得出桥梁可以承受的荷载等级。实物调查比较法是根据实际交通情况来检定桥梁承载能力的动态求法，对不同的桥梁构件，承载能力的表达方式也不仅相同。例如对于受轴向力为主的单元可采用轴力的标准，而对受弯构件则需采用弯矩(或弯矩和剪力的联合)作为判据。就目前来说，Taly提出的承载能力评估方法是比较合理的。其分析步骤如下:一是分析各桥梁构件在设计活载下的最大弯矩、剪力、轴力、变形等；二是计算各桥梁构件的恒载内力(包括弯矩、剪力、轴力、变形等)；三是基于各桥梁构件的真实截面特性以及设计规范所给定的指标计算各单元的承载能力；四是计算各桥梁构件的活载承载能力(由步骤3和步骤2的计算值相减即可)；五是步骤4和步骤1的计算值之比即可作为各单元的承载能力评价指标。此法应注意的问题是: 实物调查比较法以普通的结构分析和现行的设计规范为基础，结合实桥检测的结果进行评估，易为评估者接受和理解，但在对结构失效模式的判断上，以及对结构非线性的处理上仍存在很大的困难。还有必要对设计准则调整、安全系数取值、结构损伤确定及分析方法选择等做进一步的研究。

桥梁结构论文篇6

关键词：无伸缩缝 桥梁 影响

0 引言

公路桥梁的伸缩缝已成为桥梁施工和维护的难题之一。研究、设计和制造使用更好的伸缩装置固然十分重要，但从另一方面讲，如能采用无伸缩装置的桥梁结构，则是从根本上解决桥梁由于伸缩装置遭受毁坏的现象。因此，世界各国的学者都在努力寻求最好的伸缩缝结构，得到的结论是“最好的伸缩缝是无伸缩缝”。因此，无伸缩缝桥梁应运而生。

1 无伸缩缝桥梁的构造细节

混凝土梁和钢梁采用无伸缩缝整体式桥台的细部构造。这些细部构造的图示仅仅是一个基本骨架，还不能反映出其他设计方面的重要细节。细部构造只是为了给初次接触无伸缩缝桥梁的人们以一个基本的概念和印象，不可能在本文中进行更为详细具体的描述和形容，对此，我们将在以后的讨论中进一步加以阐述。但是初步了解这些细部构造对于全面认识无伸缩缝桥梁的性能、整体性和耐久性会有很大的帮助。

2 无伸缩缝桥架设计中的影响因素

由于无伸缩缝桥梁的纵梁埋入混凝土桥台，上部结构受到部分的约束，因此设计时要考虑次要荷载的影响。下文归纳总结了次要荷载的影响。

2.1 徐变的影响 徐变引起的应变大小取决于上部结构的跨径、混凝土承受荷载时的龄期、荷载的持续时间、混凝土的质量、周围的温度以及混凝土构件的形状。本文采用随龄期变化的有效弹性模量法分析徐变对中小跨径、钢-混凝土组合梁的无伸缩桥梁的影响。结果表明徐变的存在可以减小桥台处和墩顶处截面上缘的拉应力，但同时也会增加钢纵梁下缘的压应力(小于恒载引起的应力的10%，不会对结构的受力产生有害影响)。因此，在设计中小跨径、钢-混凝土组合梁的无伸缩缝桥梁时可以不考虑徐变的影响。

2.2 收缩的影响 混凝土桥面板和钢纵梁收缩的不一致会在结构内部引起自应力。此外，无伸缩缝桥梁的端部受到部分或完全的约束，导致收缩、徐变会在结构内部引起应力。一些学者认为收缩和徐变的作用相反，两者可相互抵消。但本文分析表明，收缩和徐变的作用不能完全抵消，会有余应力存在，可能导致混凝土裂缝的逐渐开展，而混凝土裂缝的开展又会使得收缩应力得到部分的减小。因此在对无伸缩缝桥梁进行分析和设计时应当考虑收缩对上部结构的影响。

2.3 温度对无伸缩缝桥梁的影响 温度的影响无疑是无伸缩缝桥梁设计中的一个非常重要的因素，但事实上正如前文所指出的那样，对许多桥梁的应力测试表明，由于温度作用而测得的应力值要比预计的要小，分析其原因可能有两点：

其一是混凝土由于温度的膨胀或收缩，会产生徐变。徐变将使得应力不能达到设计时所预计的程度。因此为了使理论更好地反映实际的情况，有的部门设计时考虑把混凝土的温度弹性模量减小到动力荷载弹性模量的1/3。

其二是由于大多数混凝土结构体积相对较大，使得它们对周围的温度变化比较不敏感。aashto（美国各州公路和运输工作者协会）在计算温度变化时对此进行了规定："必须考虑到大体积混凝土构件或结构内部温度对大气温度的相对滞后。"混凝土桥温度周期的最大值要比钢桥的小。由于混凝土较大的体积要吸收热量，因此它的温度不会与理论预计的一样？这就可以从某一方面解释，为什么这两种材料的热膨胀系数α几乎相同（混凝土α＝0.00001，钢a＝0.000012），而钢桥对温度的变化要比混凝土敏感得多。至于温度对无伸缩缝桥梁的影响在定量上的分析还有待于进一步的讨论研究。

2.4 沉降的影响 下部结构的沉降会在无伸缩缝桥梁的上部结构引起相当大的应力，其影响取决于桥梁的结构特征和几何特征，如上、下部结构的刚度、沉降量、跨数、跨径、台高和支承情况等。gangarao等人在1981年的研究中指出沉降对单跨桥梁的影响不大;对于多跨桥梁，恒载引起的沉降可通过使桥台和桥墩所受的反力大致相等来得到解决。因此通过合理的设计，无伸缩缝桥梁可以不考虑沉降的影响。

2.5 土压力的影响 当上部结构受热膨胀时，桥台会挤压台后填土引起被动土压力。台后土压力的计算存在着许多不确定性的因素，如被动土压力的大小及其在纵向和横向的分布。虽然被动土压力会在上部结构引起轴力和弯矩，但本文的研究却表明土压力的影响可以忽略不计，因此作者建议在分析和设计无伸缩缝桥梁时可以不考虑土压力的作用。

2.6 桩的应力 考虑到上部结构与整体式桥合的桩基础对纵向移动的抵抗作用有直接关系，在进行无伸缩缝桥梁设计时：①限制整体式桥梁的基础形式，最好做成单排的细长垂直桩。②限制桩型。③调整h型桩弱轴方向，使之与运动方向一致。④提供一种铰接装置来控制桩的挠曲。⑤限制结构斜交角的大小。

还有一些其他问题，如：如何平衡整体式桥台后面的主动上压力？是否在整体式桥合后留有自由的空间以允许温度膨胀？如需要的话采用什么样的细部构造？等等。当然这些问题的解决，需要今后在无伸缩缝桥梁设计中不断地进行研究和实践。

桥梁结构论文篇7

关键词：梁格理论；连续箱梁；试验荷载；承载能力；

中图分类号：U446.1 文献标识码：A

Loading Test and Analysis of a Variable-width Continuous Box Girder Bridge Based on Grillage Method

Lin Baicheng.etc

（Department of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006,China）

Abstract: Based on beam grillage theory, The paper established a finite element model of continous box girder bridge, calculated and analysed the static and dynamic response of the bridge. Based on the comparison and analysis of test data and inspecting indicator, the load-bearing capacity was processed by comprehensive evaluation and appraisal.

Keywords：beam grillage theory ; continuous box girder; test load; load-bearing capacity

0引言

在公路互通和城市立交中，为适应复杂线形及宽度变化，变宽箱梁桥得到广泛的应用，这种结构常采用现浇预应力混凝土箱梁，箱室逐渐变宽的形式，由于内力分布不均匀，其结构受力分析比一般直线箱梁桥复杂很多。本文利用MIDAS/Civil软件和汉勃利(hambly)梁格理论[1]对一座变宽连续箱梁桥进行结构分析并评价其承载能力。

1工况概况

全桥总长248.14m，为4×30.5m+4×30.5m的两联八跨预应力混凝土等高度连续箱梁，箱梁采用单箱双室截面形式，梁高1.7m。桥面横向布置为0.5m（防撞栏）+12.25~15.75m（车行道）+0.5m（防撞栏）。下部结构为双柱式或独柱式圆形桥墩，框架桥台，钻孔灌注桩基础。该桥设计活载等级为城—A级汽车荷载，平面布置见图1。

图1桥梁平面布置图（单位：cm）

2有限元模型分析

汉勃利(hambly)梁格理论其于中性轴一致和刚度等效原则，将桥梁的上部结构用一个等效的梁格来模拟，把每一区域的抗弯和抗扭刚度集中在最邻近的梁格内，纵向刚度集中到纵向构件内，横向刚度集中到横向构件内[2]。由于梁格法容易在有限元软件中实现，且具有足够的精度，因此可以应用于工程计算分析。

基于梁格法划分原则，采用MIDAS/Civil软件建立主桥第二联4跨连续梁的空间杆系有限元计算模型，模型共划分为660个节点，1088个空间梁单元，梁格划分形式及有限元模型见图2。本文在模型建立过程中主要考虑了以下几点：

（1）纵梁划分

在进行箱梁结构的纵梁划分时，纵梁的中性轴应与原结构腹板重合，对于斜腹板的梁格布置，应设置在水平投影长度的中心。基于刚度等效原则，变宽箱梁在梁格划分后，各梁格截面特性总和应与箱梁整体截面的截面特性相吻合，使得等效梁格抗弯、抗扭刚度一致。此外，为了加载方便和准确计算桥型的自振频率，在悬臂端部设置虚拟纵梁，虚拟纵梁没有质量且刚度设置为一个很小的值，仅起到传递荷载的作用。

（2）横梁布置

横梁包括刚性梁与虚拟梁[3]。虚拟梁可采用工字形，顶底板各取箱梁上下板厚度，腹板取一很小值。虽然工字形的虚梁能很好地吻合实际结构，但仍需根据桥型结构，计算虚拟梁的刚度和抗扭系数，然后对各虚拟横梁的截面特性值进行调整，以达到对横向联系梁的模拟。对于跨中及墩顶部位的横隔板，采用刚性横梁进行模拟。

（3）边界条件

边界条件采用与实桥的支座形式一致，支座的模拟采用弹性连接法。在梁底支座实际支承的位置建立节点，并将支座节点向下复制一个支座高度生成支座底部节点，在新建立的梁底节点和支座底部节点间用一般弹性连接模拟（本文盆式支座刚度取1×108kN/m），最后将支座底部节点完全固结[4]。

（a）梁格划分

（b）梁格有限元模型

图2梁格划分形式与有限元模型

3 荷载试验与结果分析

3.1加载效率

本次试验根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》[5]（下文简称《评定规程》）的要求，由荷载效率η来确定试验的最大荷载，η取值在0.95~1.05之间。根据《评定规程》的建议，结合桥型特点、内力计算结果及现场实际情况，选取Z6#~Z8#轴两跨作为加载试验对象。加载方式采用逐级递增加载，共需要5辆重约360kN的重车，在Z6#~Z7#轴跨内，通过工况1~3使A-A截面正弯矩达到加载效率；在Z7#支点，通过工况4~6使B-B截面负弯矩达到加载效率；在Z7#~Z8#轴跨内，通过工况7~9使C-C截面正弯矩达到加载效率，加载载位见图3。

（a）工况1~3

（b）工况4~6

（c）工况7~9

图3试验加载车辆布置图（单位：cm）

3.2量测方案

试验内容包括：梁体控制截面的挠度、应变、固有频率及阻尼比。

（1）挠度测试截面选择在试验桥跨的支点、四分点及跨中位置等关键截面，共布置13个挠度变形测点，挠度测量采用二等水准测量，测试精度为0.1mm。

（2）应变测试截面选择在Z6#~Z7#跨中处的A-A截面、Z7#支点处的B-B截面及Z7#~Z8#跨中处的C-C截面，各测试截面布置5个应变测点，共计20个应变测点。应变测试采用钢弦应变计。

（3）动载测试的测点布置在试验桥跨的四分点及跨中位置处，采用DASP动态测试与分析系统进行。

3.3试验结果与分析

（1）挠度测试结果

在最大试验工况下，试测桥跨各挠度测点实测值与理论值对比见表1。可见，各加载阶段满载阶段下，Z6#~Z7#桥跨主要测点挠度校验系数在0.58~0.74之间，Z7#~Z8#桥跨主要测点挠度校验系数在0.67~0.77之间，均能满足《评定规程》的要求。

表1最大试验工况下挠度实测值与理论值

（2）应变测试结果

在最大试验工况下，试测桥跨各应变测点实测值与理论值对比见表2。可见，各加载阶段满载阶段下，各截面主要测点应变校验系数在0.57~0.60之间，均能满足《评定规程》的要求。

表2最大试验工况下挠度实测值与理论值

（3）动载试验结果

测试桥跨动力特性试验结果见表3。

表2试验桥跨动力特性试验结果

可见，该桥的实测一阶自振频率在4.29~4.49之间，阻尼比在1.48%~2.16%之间，而对应的理论一阶频率为3.88Hz，实测频率大于理论计算值，说明该桥振动响应较小，行车性能良好。

4 结论

（1）结合上述试验结果，该桥各项试验检测指标均能满足《评定规程》的要求，表明其行车及静力工作性能良好，并具有一定的承载能力储备。

（2）通过对实测数据与理论计算数据变化趋势的比较，说明本文所采用的基于梁格法的有限元模型能较好的反映单箱双室变截面箱梁桥的受力特点。

（3）由于梁格法对刚度等效的要求，给变宽箱梁的截面划分及刚度调整带来一些麻烦，但与板壳、实体单元相比，梁格法更加简便、实用，且精确也能满足工程要求，因此可以很好地用于变宽箱梁桥的计算分析。

参考文献

[1] E. C. 汉勃利［英］． 敦文辉，译. 桥梁上部构造性能[M]. 人民交通出版社. 1982

[2] 尹树桃，许福友. 基于梁格法的变宽异型箱梁结构分析[J]. 山东交通学院学报. 2010，03：52-56

[3] 勾风山，胡朝辉. 基于梁格法的某斜交变宽连续箱梁桥荷载试验分析[J]. 铁道观察. 2011，05：90-92

[4] 邱顺冬.桥梁工程软件midas Civil常见问题解答[M]. 北京：人民交通出版社,2009.

桥梁结构论文篇8

关键词：卓越工程师 桥梁工程 课堂教学 改革研究

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0091-02

“卓越工程师”培养计划是教育部2009年推出的一项高等工程教育改革措施，旨在为工程领域培养面向工程界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才。西南石油大学土木工程与建筑学院作为应用型本科院校被教育部列入了第二批“卓越工程师教育培养计划”名单。对于道路与桥梁工程专业人才培养而言，“桥梁工程”课堂教学的重要性毋庸置疑。

1 “桥梁工程”课程教学现状

“桥梁工程”是土木工程专业道路与桥梁方向一门必修专业课，在专业课程体系中占有极其重要的作用和地位。通过该课程的学习，要求学生熟练掌握梁式桥的结构构造和设计计算、了解拱桥、斜拉桥和悬索桥的主要特点和构造等。该课程涉及“六多两强”，“六多”指先修课程多、规范条文多、课程内容多、基本概念多、构造要求多和设计计算多，“两强”是指实践性强和综合性强，学生在缺乏实际工程经验的情况下，难以掌握。目前采用的教学形式主要是“教师讲、学生听”的“填鸭式”教学模式，在课堂教学中学生的主体作用被轻视，导致学生缺乏自主学习的积极性。由此暴露出了“桥梁工程”课堂教学的一系列问题，例如：⑴教材内容缺乏新意，创新性不足；⑵课程内容多，学时少；⑶教学手段单调，灵活性不够；⑷教学内容乏味，实践教学环节薄弱；⑸畏难心理导致学生缺乏主动思考能力；⑹课程考核方式单一，反映不出学生的综合素质。

2 “桥梁工程”课程教学改革思路及措施

针对“桥梁工程”课堂教学存在的弊端，结合国家卓越工程师培养计划的推进和落实，对该课程的教学模式、教学思路、教学方法进行如下改革探索。

2.1 根据课程内容，编制适合本科教学的教材

纵观我国大量桥梁工程的出版物对各种桥型的上部结构和墩台基础都进行了介绍，但大多存在只重点介绍简支梁桥和拱桥的构造与计算，而对于连续梁桥和桥梁墩台基础的构造与计算只是泛泛而谈，特别是现阶段常见的钢桥基本没有介绍。我校学生只学习桥梁工程这一门桥梁专业课，适应这类学生的桥梁工程教材内容应深入浅出，重在原理的介绍，理论和实践应能兼顾，并将最新的桥梁发展现状引入到教材内容中。

2.2 调整课程体系结构，增加“桥梁工程”课程学时

我校道路与桥梁方向学生的培养原则是重路轻桥，因此桥梁工程只有56个学时。通过调整课程体系结构，桥梁工程课程学时增加了56个学时，将这些学时中的24个学时添加到桥梁工程上，桥梁工程的学时变为80学时。另外32个学时增加一门桥梁墩台基础。这一改革设想目前已从2013级学生开始试行。

2.3 采用启发式、讨论式、体验式教学方法

改变以往教学模式，将启发式、讨论式、体验式教学方法引入到课堂教学中来。笔者通过对2011级、2012级学生试点启发式、讨论式、体验式教学方法，效果明显。启发式、讨论式以简支梁桥构造设计学习为例，在介绍了简支梁桥的受力特点后，可以启发式学生去归纳总结悬臂梁桥及连续梁桥的受力特点，并分组讨论由受力特点决定的各种桥梁截面异同。而体验式教学则是将课堂交给学生，由学生来完成小部分教学任务。以简支梁桥截面设计学习为例，学生在学习这部分内容之前两个星期，将任务布置下去，由学生以3人为一组来完成简支梁桥的截面特点学习。每个小组都要准备多媒体课件，且每个学生都需准备一种截面的讲解。上课时由学生代替教师带领全体同学来完成截面特点的学习，不足的地方教师在加以补充。大部分学生为了避免上去讲解时不懂的尴尬，在课下会花大量的时间准备多媒体课件、收集与截面特点相关的图片及工程实例。通过几次尝试后发现有部分同学准备充分、讲解时图文并茂、内容熟悉，可以和教师的讲解效果相媲美。同时绝大多数学生逐渐有了提前预习的习惯，学习的主动性也有所提高。

2.4 将动画和视频引入到课程教学中，并强化实践教学环节

对于实践要求较高的环节，可将现场教学、动画和视频引入到桥梁工程的课程教学中。例如对于桥梁的基本组成及重点构造，可以组织学生到学校附近的人行天桥上现场参观，这对体现教学思路，引起学习兴趣是非常有效的。

另外，要积极鼓励学生参与到校开放性实验中，并鼓励学生参加每年举行的结构设计大赛，让学生自己动手制作桥梁模型，在实际操作中发挥丰富的想象力和创新能力。

2.5 加大课程网站建设，充分利用网络化教学

我校的桥梁工程网络课堂已经在天空网络教室建立，一些基本资料，如多媒体课件、练习题及模拟试题等都挂在了课程网页上，学生可以随时阅读和下载复习。但学生知道的少，应加大网络教育宣传，让学生能够充分利用网络来学习。同时，应补充各类桥梁的图片、施工动画及视频资料。还可以开辟课程答疑、讨论专区，利用网络平台学生可以完成习题的练习和答疑，并对重点问题和难点问题进行讨论，通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生的学习兴趣。让桥梁工程的学习变成随时随地可以进行的平常事情，从而克服学生的恐惧心理。

2.6 成绩评定方法

改变传统单一的考核模式，注重对学生学习过程和能力的考核。改革后的桥梁工程课程成绩评定拟考虑对学生基础知识、基础能力和工程应用及创新能力的考核。学生基础知识和基础能力由平时表现（包括出勤和平时作业）、讲课表现和期末考试成绩组成。工程应用及创新能力考核主要包括课程论文、读书报告及科技活动等。课程论文主要指在教学过程中布置的一些探讨性较强的小论文。

根据新构建的桥梁工程成绩评定系统，平时表现、讲课表现、课程论文、读书报告和科技活动情况等均纳入到平时成绩的考核中。考核方案如表1所示。

3 结语

桥梁工程课程的教学改革，优化了教学体系和内容，倡导启发式、讨论式、体验式的教学模式，形成了“以学生为主体、教师为主导”的格局。教学手段多样化、现代化，通过网络化教学，将桥梁工程的教学从课上转到课下，提高了课堂教学的效果和质量。部分改革措施已经试行，教学效果表明，采用此类改革方案明显活跃了课堂气氛，锻炼了学生的表达能力，将现场教学、动画及视频引入课堂教学之中，激发了学生学习兴趣，增强了学生学习的积极性、主动性和创造性。成绩评定方法的改革，使学生从死记硬背中解脱出来，同时也避免了学生考试抄袭的现象发生，端正了学习态度。在整个教学过程中，教师也应该不断提高自身的理论水平，总结教学经验，强化素质教育，力争和学生一起提高教学效果。

参考文献

[1] 陈东.基于卓越工程师计划的钢结构课程教学改革研究[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2011（6）：174-175.

桥梁结构论文篇9

关键词：桥梁 抗风 风洞试验

引言

现代桥梁在跨度、材料、桥型、结构设计、施工方法等方面都发生了重大进步。进入21世纪以后，科技的进步、新材料的开发和应用等使得桥梁向着长大化，轻柔化发展，使其在风作用下的非线性特性更加突出，从而提出了桥梁抗风研究的精细化问题。

1风对桥梁的作用

（1）静风荷载

平均风产生的静力荷载称作静风荷载。静风荷载对大跨径桥梁的作用一般简化为风对结构的阻力、升力和升力矩的三分力的共同作用。风对桥梁的作用包括顺风向的阻力FD（t）、竖向升力FL（t）和因升力形成的升力矩FM（t）。

以前人们普遍认为大跨桥梁的空气动力临界风速一般都低于空气静风失稳风速，所以自从开始研究桥梁空气动力学以来，大跨桥梁抗风研究主要集中于结构动力失稳的问题上。直至1967年日本东京大学的Hirai教授在悬索桥的全桥模型风洞试验中观察到了空气静力扭转发散现象，空气静力稳定性问题才逐渐提上议程。

（2）风致振动

对于大跨度桥梁而言，当断面形式接近于流线型时，由于结构刚度小，使得结构振动容易被激发，风作用对于结构表现出的不仅仅是静力特性，还有动力特性，称为动风荷载。风的这种动力作用引起桥梁结构的振动，振动起来的桥梁又反回来影响风的流动，改变风对结构的作用，从而形成了风与桥梁的相互作用机制。风对结构的作用受结构振动的影响较小时，风荷载形成一种强迫力，致结构发生有限振幅的强迫振动，包括涡振及抖振；当风对结构的作用力受到结构的振动影响较大时，风荷载受到振动结构的制约，主要表现为一种自激力，可能导致桥梁结构的发散性自激振动，包括颤振和驰振。桥梁风荷载及其效应如表1所示。

2 桥梁风工程的研究方法

桥梁风工程的研究方法主要有三种：理论分析、风洞试验与现场观测以及数值模拟。

理论分析方法就是运用空气动力学原理，建立各类风荷载的数学模型，然后应用结构动力学方法，求解各类风致振动和稳定问题。理论分析方法在建立风工程的基本理论方面起着决定性的作用。桥梁风工程的进一步发展，将有待于基本理论框架的新突破。

风洞试验是空气动力学研究的一个十分重要且不可替代的手段。进行桥梁风工程所要求的风洞是边界层风洞。这种风洞的特点是最高风速一般不超过100m/s。

在实桥上观察和测量桥梁风致振动的特性和主要参数，也是一种研究手段，在桥梁发生风致灾害时进行观测，研究价值较大。这种计算方法正在迅速发展中，但是要深入了解流体流动所引起的众多复杂作用，仍然必须进行物理实验。

3风洞试验分类

按照自身的特点及用途，桥梁模型有全桥模型和节段模型两种，因此桥梁风洞试验可分为全桥气弹模型试验与刚体节段模型试验。

（1）全桥气弹模型试验

全桥气动弹性模型可模拟出实桥的气动外形，也可对原结构的刚度、质量、阻尼和频率等一系列动力特性进行模拟，能够考虑高阶振型，非理想模态的参与，气动反馈，振型耦合作用等问题。另外全桥气动弹性模型试验要求风洞模拟的来流特性要与自然风的特性相似，因此可较为全面的反应出桥梁在风作用下的实际响应。气弹模型试验不需要测量风荷载，可直接测得结构的风致响应，解决了试验中刚性模型不能模拟出桥梁结构位移和结构与风的相互作用问题，是对桥梁在施工阶段，成桥阶段等各种不同阶段中所具有的气动性能进行研究的重要手段，但全桥气动弹性模型必须满足各种相似条件，导致模型的制作费用非常高。

（2）刚体节段模型试验

风对桥梁结构的作用近似被认为满足片条理论，因此桥梁结构的风致振动响应可通过节段模型试验来研究。

节段模型的模型制作相对容易，试验费用较为低廉，较容易模拟细部结构（如栏杆、检修车轨道以及其他的一些附属结构），缩尺比大，减小了雷诺数不一致产生的影响，并且可以方便的模拟阻尼。此外，往往主梁截面的气动性能对风攻角的变化十分的敏感，风攻角的变化能够通过节段模型试验准确的控制。

通过桥梁节段模型试验，可测得桥梁断面的三分力系数、气动导数等气动参数；同时还可以对桥梁结构进行二自由度的颤振临界风速试验实测和涡激振动响应。一般在大跨度桥梁结构初步设计阶段都要利用节段模型试验进行气动选型，对于一般大跨度桥梁也要利用节段模型试验来检验其气动性能，桥梁节段模型试验是十分重要的桥梁结构模型试验，也是最广泛应用的风洞试验。

结语

实践证明，风荷载已成为大跨度桥梁的设计控制荷载，而钝体空气动力学理论上的缺憾使得风洞试验成为桥梁抗风性能研究的主要手段。目前桥梁设计时多把节段模型与气弹模型试验结合来考虑，先利用节段模型修改方便，试验费用低廉的特点，找出气动特性良好（涡振小、颤振风速高等）的断面形式，对全桥结构进行预测；然后再通过全桥气动弹性模型试验评价桥梁的气动弹性稳定性，再用节段模型试验结果进行校核。

参考文献：

[1] 陈政清.桥梁风工程[M]. 北京：人民交通出版社，2005.

桥梁结构论文篇10

关键词：桥梁 结构体系 ；分类 ；承重 ；特点 ；发展

中图分类号：U445文献标识码：A

一、引言

桥梁是供车辆（列车，汽车）和行人等跨越障碍（河流，山谷，海湾或者其他线路等）的工程建筑物。简而言之，就是跨越障碍的通道。当原始人类尚不知道如何造桥时，会利用自然界物体，如天然倒下的树干，地壳长期侵蚀形成的拱状物，森林里攀缠悬挂的藤萝等来帮助他们度过溪流、山涧、峡谷。地面上并不是一片坦途，总会有沟壑山涧，当工程需要的时候不得以都得跨越障碍，天堑变通途，桥梁的作用也就不言而喻了。桥梁的发展历史悠久，样式丰富，造型各异。

二、梁桥

梁桥 (Beam Bridge) 以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁，是一种高度刚性，横跨在两端支架上的水平结构，在结构上如同一根横梁用以支通运输。它是直接传承自独木桥，现在一般使用I型钢、箱梁、强化水泥或预拌混凝土建造于浅滩上。它是一种常用的行人天桥及公路交流道和高架桥。如同它的早期样式，这种桥在结构上是众多桥梁种类中最简单的一种。 主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁横截面形式多为T型、I字型和箱型等，其构造简单，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（又称空腹梁）的杆件承受轴向力，常采用等高度T型梁（混泥土）或I型梁（钢）跨度大时可以采用变截面，其材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。

三、拱桥

拱桥是以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。支座处的支承反力除了竖向力还有较大的水平推力。根据拱的受力特点，多采用抗压能力较强且经济合算的砌体材料（石材等）和钢筋混泥土来修建拱桥，也因拱桥的推力，地基要求比较高，地基选择比较严格。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构，后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小，比有铰拱经济，结构简单,施工方便，普遍采用的形式。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。按承力形式分为上承式，中承式，下承式。拱桥为桥梁基本体系之一，跨越能力比较大，钢筋混泥土拱桥目前在世界最大跨度为460米，石拱桥为146米，钢拱桥为550米。就地取材，与钢筋混泥土梁式桥相比，可节约大量的钢材和水泥，能耐久，养护和维修费少，外形美观，构造简单，一直是大跨径桥梁的主要形式。

四、悬索桥

悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作 其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。 主缆是结构体系中主要承重构件，是几何可变体，主要承受拉力作用。主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，在恒载作用下，以轴向受压为主；在活载作用下，以压弯为主，呈梁柱构件特征。加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构，主要承受弯曲内力。锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基，通常采用重力式锚和隧道式锚。吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是连系加劲梁和主缆的纽带，承受轴向拉力。

五、 组合体系

组合体系桥是指承重结构采用两种基本体系，或者一种基本体系与某些构件（梁，柱，塔，索等）组合在一起的桥。分为：钢架桥：梁与立柱的组合体系；T型钢架桥和连续钢架桥；梁，拱组合体系:柔性拱和刚性梁的组合；斜拉桥：梁与塔，斜索组成的结构体系;其它组合体系主要包括斜拉体系与梁，拱，索的组合。基本都是利用三个基本结构体系根据各自的优缺点进行有效组合，使其达到互利互补的效果，具有结构合理，设计先进，也便于发挥各机构的特点，弥补不足之处，都建立在对基本结构具有很好的掌握的基础上，这就是桥梁的概念设计的一种体现。工程中会遇到很多现实问题，需要坚持原则，灵活处理。

六、总结

当今桥梁发展已经很成熟了，无论是结构形式，工程材料，设计理论，施工设备，制造工艺都非常的完善，但是不能固步自封，未来桥梁发展方向是沿着更完美的方向发展主要有：1 桥跨结构继续向大跨发展，因为在具备一定的承载能力条件下，跨越能力仍然是反映桥梁技术水平的主要指标，修建跨海（峡）大桥也一直是人类的奋斗目标; 2 新桥设计理论与旧桥评估理论更趋完善，因为桥梁设计理论是桥梁工程的基石，随着桥跨的增加，建桥环境的变化，结构体系的多样和复杂，桥梁设计会面临更多的困难和难题，需要适应桥梁发展的需要，开展设计理论研究，完善设计规范。

参考文献：

[1]徐君兰，孙淑红，钢桥（第二版）人民交通出版社.