材料力學(xué)論文-橋梁坍塌之我見(jiàn)

橋梁坍塌之我見(jiàn)朱紅飛 第3頁(yè) DATE\@"yyyy-M-d"2023-2-2橋梁坍塌之我見(jiàn)橋，如同一根紐帶維系著兩岸之間的交流。因?yàn)樗拇嬖?，人們不需要乘船便可以輕松自如的來(lái)往兩地。像寧波杭州灣大橋，把寧波到上海的路程縮短了120公里。還有許多世界上著名的大橋，比如明石海峽大橋、舊金山金門(mén)大橋、倫敦塔橋、威尼斯嘆息橋、悉尼港大橋，這些歷史性的橋梁，對(duì)交通的發(fā)展和橋類(lèi)建筑，起到了不可磨滅的作用?？上У氖?，世界上仍有很多橋，雖然設(shè)計(jì)精美，但是使用年限沒(méi)到，卻坍塌了。如1907年，加拿大魁北克附近的圣勞倫斯河上落成了，可以說(shuō)是全球最長(zhǎng)的拱橋。該橋采用了比較新穎的懸臂構(gòu)造，這樣的結(jié)構(gòu)非常流行。盡管只比蘇格蘭愛(ài)丁堡福斯河上非常成功的懸臂大橋稍長(zhǎng)一點(diǎn)，但魁北克大橋存在設(shè)計(jì)問(wèn)題，還未完工就坍塌了。橋的坍塌，經(jīng)濟(jì)損失巨大。本人針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，做了一下具體的分析。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量增大，載重等級(jí)發(fā)生了變化，使得原來(lái)的橋梁超載，而且早年設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想注重于材料的節(jié)省，安全度低，一般來(lái)說(shuō)造成斷面單薄、安全儲(chǔ)備低，其中最典型的就是雙曲拱，橋梁耐久性差和年久老化，如磚拱橋等。近年修建的橋梁，因設(shè)計(jì)失當(dāng)或者施工質(zhì)量差，都是造成橋梁坍塌的原因。

下面，我就用我所學(xué)的材料力學(xué)的原理，分析一下使橋梁坍塌的原因。我把橋的模型簡(jiǎn)化，把橋的流量看成很定，即他的載荷為，這就變成了，簡(jiǎn)支梁受力問(wèn)題，我們可以分析一下，橋身用鋼筋水泥混合而成，設(shè)他的拉抗許用應(yīng)力為，抗壓許用應(yīng)力為，許用切應(yīng)力為，橋長(zhǎng)為，寬為，高為，q受力圖，q受力圖對(duì)橋受力分析如圖：上面兩式得：，梁得彎矩方程為：梁的剪力方程為：他的彎矩圖、剪力圖如圖：彎矩圖當(dāng)時(shí)，彎矩圖，當(dāng)或時(shí)，，橋的抗彎截面系數(shù)為，運(yùn)用應(yīng)力公式：，，橋的最大應(yīng)力為，，當(dāng)或或時(shí)，橋不堪重量，就會(huì)坍塌，這是重量超過(guò)了材料的許用應(yīng)力，當(dāng)然實(shí)際情況更加復(fù)雜。有了上面簡(jiǎn)單模型的分析，我們就可以來(lái)考慮一下，橋梁加固問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)加固方案可以考慮減少內(nèi)力或增大斷面，也可以應(yīng)用加固新材料。譬如，把橋造成空心的，減少應(yīng)力，運(yùn)用新材料，如碳纖維復(fù)合材料（CFRP），他有以下優(yōu)點(diǎn)：1、不增加恒載及斷面尺寸；2、不減少橋下凈空；3、施工方便，成型方便，可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀；4、環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)，不需要錨固螺栓，對(duì)原結(jié)構(gòu)無(wú)新的損傷；5、可根據(jù)受力需要粘貼若干層。現(xiàn)在的新材料開(kāi)發(fā)迅猛，使得各種產(chǎn)品既輕又牢固。對(duì)舊橋有的缺乏原有的設(shè)計(jì)資料和施工記錄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況不詳，現(xiàn)有的受力情況不一樣，很難確定其結(jié)構(gòu)極限，這給舊橋的加固帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。橋梁的加固技術(shù)已經(jīng)是一門(mén)變化多端、極其復(fù)雜的科目。橋梁加固后，可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性。

從中可以看到，我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐，