15米跨度木质桁架桥设计文献综述——桥梁概念设计与定性分析之木桥篇
摘要:木材是大自然赠与我们人类的一种天然材料,人类开发利用木材作为建筑材料经历了一个漫长的历史过程,木材也是见证了人类文明的发展史。在桥梁发展史上,木结构桥梁是最早的桥梁类型之一。木材有着优秀的轻质高强力学性能和美学性能,还有其独特的生态效益价值,在一些观赏性地域以及景区桥梁设计中应用广泛。伴随着材料学的不断发展,木材的防火防腐技术不断提升,也大大降低了木材作为桥梁材料的弊端,木材也渐渐成为了桥梁工程师的热门选择。木材的轻质高强的特点也是其能够被人类选择的重要原因。木桥是中小跨径桥梁的最佳选择。随着桥梁施工技术的不断发展,跨中木桥也得到了加强。木桥在我国有着广阔的发展前景。本次的设计是根据我国桥梁的规范要求设计一座15米跨度的木质桁架桥。
关键词:木质桁架桥;桥梁概念设计;定性分析
1木质桥梁在我国的发展
我国在木质桥梁的建造中有着悠久的历史,素有木桥之乡的称号。在秦汉之前我国的桥梁基本上都是木桥,如独木桥以及木柱梁桥,在此之后木桥也是有了进一步的发展,出现了木质浮桥和悬臂式木梁桥等相对先进的桥梁,但古代的木桥都有耐久性差寿命短的弊端,在现代更是有了钢桥和混凝土桥梁的冲击,木质桥梁陷入了一段沉寂,由于我国的林产保有量有限,有相关人士提出发展木质产品会对我国的林业产生影响。近年来我国林业界又重新开始了对木质材料的研究,国外的木质材料研究从未停止,国外对于木质材料的研究有着世界领先水平,木质材料的进口相对昂贵,失去了其使用价值,所以迫使我国也必须开展对木质材料的研究。现在对于这方面的研究还不太完善,但我国的木质桥梁的研究发展前景比较广阔,木质材料的研究开发会给我国土木工程界一次空前革新。
2木质桥梁的优点和弊端
现代木结构工程材料的发展和计算机桥梁技术的广泛应用,为木结构桥梁开辟了新的天地。木质材料具有其独特的生态环境特性,对生态环境的影响小,无污染,对使用寿命后的退化不会产生高回用率的工业废弃物;木质桥梁的施工周期较短,木质材料轻质易加工,运输安装比较容易,不需要使用到大型的吊装器械,从而大大提高了施工效率,缩短了施工工期;木桥的维修加固比较方便,木桥使用的是工厂加工的标准化构件,损坏可以随时进行更换,不会特别影响其使用;木材生产成本也相对较低,具有较好的经济效益;木质材料是良好的抗震材料,在日本对于木质材料的研究达到了世界的顶尖水平,因其轻质所以产生的地震力作用较小,相对于钢桥和混凝土桥梁这种质量较大的桥梁来说,在受到地震作用时有较好的抗震作用。
影响木结构桥梁长期使用的因素主要包括自然环境的破坏和偶然条件。采用新技术对木结构桥梁的结构和界面进行预处理,可提高其防火、防腐性能,有利于其长期使用。木质桥梁的使用寿命相对其他材质的桥梁较短,基本不能建造大跨径木质桥梁。现代材料技术的研究逐渐的减少了木质材料的缺点,使其应用更具实用性科学性。
3桥梁概念设计在木桥中的应用
桥梁概念设计定义为一组综合概念和概念,用于向用户描述和解释桥梁。这些概念和概念涉及桥梁功能的使用,力学行为和结构建模。作为桥梁建设的起点,桥梁设计尤为重要。对于桥梁的设计,首先要有一个大致的概念,然后是具体的结构和设计细节。桥梁楚格设计的本质是桥梁设计的概念和总体把握,是混凝土设计的指导思想。其可行性基于经验积累、定性分析和合理评价。桥梁的设计内容是在满足使用功能的要求和耐久性要求,能够达到力学标准和结构合理性的桥梁设计方案;每个桥梁工程师都有其独特的设计理念,这些设计理念会集实用性,美规性,创新性,可行性于一体。在桥梁的设计过程共中,首先要有一个大致的设计思路,从桥址的选择,桥型的类型,设计标准,要有整体的设计方法,先进行草图的设计,研究桥梁是否满足设计要求并进行相应的调整。作为桥梁设计的基本原则,安全性、适用性、经济性和美观性也是桥梁设计的理念。安全性、适用性、经济性和美观性的重要性顺序可以根据用户要求进行调整。
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