材料力学论文 桥梁坍塌之我见.doc

桥梁坍塌之我见姓名：朱红飞 专业：土木0505 学号：3051211132桥，如同一根纽带维系着两岸之间的交流。因为它的存在，人们不需要乘船便可以轻松自如的来往两地。像宁波杭州湾大桥，把宁波到上海的路程缩短了120公里。还有许多世界上著名的大桥，比如明石海峡大桥、旧金山金门大桥、伦敦塔桥、威尼斯叹息桥、悉尼港大桥，这些历史性的桥梁，对交通的发展和桥类建筑，起到了不可磨灭的作用。可惜的是，世界上仍有很多桥，虽然设计精美，但是使用年限没到，却坍塌了。如1907年，加拿大魁北克附近的圣劳伦斯河上落成了，可以说是全球最长的拱桥。该桥采用了比较新颖的悬臂构造，这样的结构非常流行。尽管只比苏格兰爱丁堡福斯河上非常成功的悬臂大桥稍长一点，但魁北克大桥存在设计问题，还未完工就坍塌了。桥的坍塌，经济损失巨大。本人针对这个问题，做了一下具体的分析。随着经济的发展，交通量增大，载重等级发生了变化，使得原来的桥梁超载，而且早年设计的指导思想注重于材料的节省，安全度低，一般来说造成断面单薄、安全储备低，其中最典型的就是双曲拱，桥梁耐久性差和年久老化，如砖拱桥等。近年修建的桥梁，因设计失当或者施工质量差，都是造成桥梁坍塌的原因。 下面，我就用我所学的材料力学的原理，分析一下使桥梁坍塌的原因。我把桥的模型简化，把桥的流量看成很定，即他的载荷为，这就变成了，简支梁受力问题，我们可以分析一下，桥身用钢筋水泥混合而成，设他的拉抗许用应力为，抗压许用应力为，许用切应力为，桥长为，宽为，高为，q受力图，对桥受力分析如图： 上面两式得：，梁得弯矩方程为：梁的剪力方程为：他的弯矩图、剪力图如图：弯矩图当时，当或时，桥的抗弯截面系数为，运用应力公式：，桥的最大应力为，当或或时，桥不堪重量，就会坍塌，这是重量超过了材料的许用应力，当然实际情况更加复杂。有了上面简单模型的分析，我们就可以来考虑一下，桥梁加固问题。一般来说加固方案可以考虑减少内力或增大断面，也可以应用加固新材料。譬如，把桥造成空心的，减少应力，运用新材料，如碳纤维复合材料（CFRP），他有以下优点：1、不增加恒载及断面尺寸；2、不减少桥下净空；3、施工方便，成型方便，可适应不同构件形状；4、环氧树脂黏结，不需要锚固螺栓，对原结构无新的损伤；5、可根据受力需要粘贴若干层。现在的新材料开发迅猛，使得各种产品既轻又牢固。对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录，结构内部情况不详，现有的受力情况不一样，很难确定其结构极限，这给旧桥的加固带来了风险。桥梁的加固技术已经是一门变化多端、极其复杂的科目。桥梁加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入，使桥梁能满足交通量的需求，还可以缓和桥梁投资的集中性。 从中可以看到，我们所学的知识运用到实践，就可以指导和解决许多实际问题。对于桥梁方面的知识，当然不只是需要材料力学即可，综合运用知识，成为我们解决桥梁坍塌问题的利刃。