桥梁工程实验报告.doc

实验一 桥梁模型、支座、伸缩缝观摩实验
一、实验目的：
1、认真观察各种类型的桥梁模型，熟悉桥梁的各部分结构，思考某些简单桥梁的施工
法和技术，并简略描述其受荷载时的受力情况。
2、认真观摩桥梁的支座，理解支座的设计原理。
3、认真观摩桥梁的伸缩缝，了解一些可以作为伸缩缝的常见材料。
二、观摩容：
1、桥梁模型
（1）梁式桥
梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用材做成的板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用，板桥也只用作小跨人行桥。
梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。梁的力以弯矩和剪力为主。简支梁桥的跨越能力有限（一般在50米以下），当计算跨径小于25米时，通常采用混凝土材料，而计算跨径大于25米时，更多采用预应力混凝土材料。
梁式桥按截面形式可以分为板梁、工字形截面梁、T形截面梁和箱型梁等。按静力可以分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥等。按建桥的材料可分为木梁桥、梁桥、钢梁桥、钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥以及用钢筋混凝土桥面板和钢梁构成的结合梁桥等。木梁桥和梁桥只用于小桥；钢筋混凝土梁桥用于中、小桥；钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大、中桥。
（2）拱桥
拱桥是指用拱作为桥身主要承重结构的桥。拱桥主要承受压力，故可用砖，，混凝土等抗压性能良好的材料建造。大跨度拱桥则可用钢筋混凝土或钢材建造，可承受发生的力矩。
拱是一种有推力的结构，它的主要力是轴向压力。拱在同样荷载作用下，拱脚支座产生水平反力（也叫推力）。它起着抵消荷载引起的弯曲作用，从而减少了拱杆的弯矩峰值。.拱的类型按结构组成和支承式，可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种类型。三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构，工程中较多采用后两种形式。拱的形状越接近合理拱轴线则受力越合理，但是为了施工便，一般采用圆弧形。
拱桥按照拱圈(肋)结构的材料分为拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥等。按照拱轴线的型式可分为圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥。按照承载式可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。
拱桥是我国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，我国的公路桥中7%为拱桥。由于我国是一个多山的，料资源丰富，因此拱桥以料为主。建于公元1990年，跨径120m的乌巢河大桥，是当今世界跨径第一的拱桥。我国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦，式样之多当属世界之最，其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等，它们大多数是上承式桥梁，桥面宽敞，造价低廉。
（3）悬索桥
悬索桥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。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。1998年建成的日本明海峡桥的跨径为1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。
悬索桥的主要优点是相对于其它桥梁结构，悬索桥可以使用比较少的物质来跨越比较长的距离。悬索桥可以造得比较高，容船在下面通过，在造桥时没有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造。但缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。
按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形，对行车不利，但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但构造较复杂。
（4）斜拉桥
斜拉桥又称斜桥，是将主梁用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