2013年公路监理师考试：最优桥梁设计(三)

　　对于拉(压)杆，其主应力迹线均平行于杆件轴线，因此，传力路径等于杆件的长度。而对于纯受弯杆件，任一横截面内均有拉应力及压应力，其主拉(压)应力迹线亦平行于杆件轴线，其传力路径等于杆件的长度。但梁常为弯剪耦合构件，梁内任意一点均处于二向受力状态。其主应力迹线呈曲线，可见，其传力路径复杂，此时可将梁比拟为“桁架”(拉一压结构)，其各构件传力路径之和可定义为梁的传力路径。对于弯剪扭耦合构件，可将其比拟为“空间桁架。可见，拉(压)杆件传力路径较受弯杆件短得多，它是传力最简捷的构件。

　　不论是桥跨结构还是支承结构，不论是横截面内(如受弯箱梁在弯矩平面内的传力路径主要是沿腹板传递，因此，其主筋应配置在靠近腹板的范围内为好等)还是细部构造(如拱上立柱与箱拱连接处横隔板沿立柱竖向设置较径向设置传力简捷;带挂孔的悬臂梁桥采用受拉型铰较传统受压型铰施工吊装方便、牛腿的受力与梁的受力吻合，细部构造优越等)，传力路径简捷、明快者为较好的形式。

　　[准则6]应力均匀准则 结构应力应均匀流畅。

　　对于杆系结构，应力均匀流畅包括杆件横截面内应力均匀，沿杆件长度方向内力均匀及结点、边界处应力均匀，总之，要求结构应力处处均匀流畅。

　　只有结构应力均匀，才能较好地发挥材料的强度，取得经济效益。

　　准则5与准则6是从力学角度衡量桥式优劣的重要准则。

　　[准则7]承受轴向拉力或压力的结构，简称为“拉/压结构” 是合理结构。

　　由于拉/压结构应力均匀流畅，材料强度得到较好地发挥，且传力路径短，因此，不难由准则5及准则6得到准则7.诸如桁架、拱、柱、悬索结构、网架、整体张拉式结构(由压杆群和拉索系组成的空间结构体系)等均为拉/压结构。

　　[准则8]承受轴向拉力的跨越结构可能是大跨优越结构，即索结构是大跨优越结构。 采集者退散

　　目前，桥梁用索结构包括悬索桥，斜拉桥及拱桥(吊杆采用柔索者)等。

　　结构的受力状态从本质上讲，只有拉和压这两种互为相反的状态;而受弯是拉与压的组合。跨越体系的受力状态可以是受拉、受压或受弯，而单纯受扭或受剪的结构是不能充当跨越结构的。

　　①受弯的桥跨结构不方便施工，应力不够均匀，材料强度不能很好地发挥，传力路径长，现有的受弯材料比强度不高，因此，受弯的桥跨结构不适宜于大跨。

　　②受压的桥跨结构虽应力较均匀，材料强度能较好的发挥(但存在失稳问题)，传力路径较短，但不方便施工，且受压材料比强度不高，对于大跨桥梁，几何非线性的影响使其所受内力聚增，因而不经济，可见，受压桥跨结构还算不上较好的结构体系。

　　③受拉的桥跨结构，虽存在振动、腐蚀、疲劳及大变形等问题，但其架设方便，应力均匀，材料强度能得到很好地发挥，传力路径较短，材料(索)比强度高，当考虑几何非线性影响时，其内力大大减小，带来显着的经济效益，因此，索结构适宜于大跨。

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