对结构安全影响大吗-桥梁偏载和中载区别在哪

教程大全 2026-01-22 08:31:40 浏览

在桥梁工程领域,荷载的施加方式直接决定了结构内部的受力状态与响应,无论是宏伟的跨海大桥还是寻常的公路立交桥,其设计都必须精确考量各种复杂的荷载工况。“中载”与“偏载”是两个核心且截然不同的概念,它们对桥梁,尤其是预应力混凝土(通常可简称为CDN桥)结构的影响差异巨大,理解其背后的力学原理至关重要。

核心概念:中载与偏载的定义

要探究二者的不同,首先必须明确其基本含义。

力学行为的本质差异

中载与偏载之所以会对桥梁产生截然不同的影响,其根源在于它们在结构内部激发的内力种类、应力分布模式以及变形形态有着本质区别。

应力分布的均匀性与集中性

在中载作用下,桥梁的应力分布相对均匀且可预测,以简支梁桥为例,在跨中截面,顶部受压,底部受拉,应力沿截面宽度方向基本一致,设计师可以据此合理配置预应力钢束和普通钢筋,以有效抵抗这些拉、压应力。

偏载则彻底打破了这种对称性,荷载直接作用的一侧(偏载侧)的主梁,其承受的弯矩和剪力会显著增大,导致该侧的拉、压应力远高于另一侧(非偏载侧),这种“应力集中”现象意味着,即使总的荷载值没有改变,偏载侧的某些构件也可能已经接近甚至超过其设计承载能力,而另一侧的构件则可能远未充分发挥作用,这种不均匀的应力分布对结构的耐久性和安全性构成了严峻挑战。

变形形态:单纯弯曲与弯扭复合

中载引起的变形主要是竖向挠度,即桥梁整体向下弯曲,整个横截面基本保持水平,同步下沉。

偏载的影响则复杂得多,它会使桥梁产生“弯扭复合变形”,除了整体的竖向弯曲外,由于荷载偏离中心,会产生一个绕桥梁纵轴的扭矩,这个扭矩导致桥梁横截面发生扭转:偏载侧的挠度会远大于非偏载侧,整个桥面呈现出倾斜状态,这种扭转效应对于开口截面(如T形梁、I形梁)的桥梁尤为不利,可能导致翼缘板和腹板的连接处产生过大的剪应力,甚至出现混凝土开裂,对于闭口截面(如箱梁),虽然其抗扭刚度较大,但仍需精确计算扭转应力,以确保结构安全。

对横向联系构件的依赖性

在中载工况下,桥梁的各片主梁变形协调,横向联系构件(如横隔梁、湿接缝)主要起到连接和分配局部荷载的作用,受力相对较小。

但在偏载工况下,横向联系构件的角色变得至关重要,它们如同骨架的肋骨,必须具备足够的刚度和强度,才能有效地将偏载侧主梁承受的荷载传递给其他主梁,共同抵抗扭转,迫使整个横截面尽可能地协调变形,如果横向联系薄弱,偏载侧主梁将“孤军奋战”,极易因超载而损坏,进而影响整座桥梁的结构体系,偏载设计是检验桥梁横向整体性的关键环节。

为了更直观地展示二者的区别,下表进行了小编总结:

桥梁偏载对安全的影响
特性维度 中载(中心对称荷载) 偏载(偏心非对称荷载)
荷载作用 合力作用线通过截面形心,沿桥宽对称分布 合力作用线偏离截面形心,沿桥宽非对称分布
主要变形 竖向弯曲(挠度) 弯扭复合变形(挠度 + 扭转)
应力分布 沿桥宽方向相对均匀、对称 沿桥宽方向不均匀,偏载侧应力显著集中
关键内力 弯矩、剪力 弯矩、剪力、 扭矩
对结构影响 各主梁受力均匀,整体性好 受力不均,部分构件超载,对横向联系要求高
设计复杂性 相对简单,可按平面杆系结构简化分析 复杂,必须按空间结构进行分析

CDN桥梁设计的应对策略

鉴于偏载的潜在危害,现代桥梁设计规范(如中国的《公路桥涵设计通用规范》)明确要求必须进行偏载工况的验算,工程师在设计CDN桥梁时,会采取一系列措施来应对偏载带来的不利影响:

CDN桥梁在中载和偏载作用下的表现之所以天差地别,核心在于偏载引入了“扭转”这一复杂且危险的力学效应,它不仅改变了应力分布的均匀性,加剧了局部构件的负担,还对桥梁的整体协同工作能力提出了更高要求,对偏载问题的深入理解和精确设计,是确保桥梁在长期运营中安全、可靠、耐久的关键所在。


相关问答FAQs

问题1:在日常行车中,哪些情况容易导致桥梁出现严重的偏载?

解答: 日常行车中导致严重偏载的情况主要有以下几种:

问题2:工程师在设计时如何具体计算偏载对桥梁的影响?

解答: 工程师在计算偏载影响时,通常采用以下步骤和方法:


4、空间数据库中,矢量数据的管理方式有哪些,各有什么优缺点?

1、文件-关系数据库混合管理方式不足:①属性数据和图形数据通过ID联系起来,使查询运算,模型操作运算速度慢;② 数据分布和共享困难;③属性数据和图形数据分开存储,数据的安全性、一致性、完整性、并发控制以及数据损坏后的恢复方面缺少基本的功能;④缺乏表示空间对象及其关系的能力。 因此,目前空间数据管理正在逐步走出文件管理模式。 2、全关系数据库管理方式对于变长结构的空间几何数据,一般采用两种方法处理。 ⑴ 按照关系数据库组织数据的基本准则,对变长的几何数据进行关系范式分解,分解成定长记录的数据表进行存储。 然而,根据关系模型的分解与连接原则,在处理一个空间对象时,如面对象时,需要进行大量的连接操作,非常费时,并影响效率。 ⑵ 将图形数据的变长部分处理成Binary二进制Block块字段。 3、对象-关系数据库管理方式由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化的空间数据又十分重要,所以许多数据库管理系统的软件商在关系数据库管理系统中进行扩展,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。 这种扩展的空间对象管理模块主要解决了空间数据的变长记录的管理,由数据库软件商进行扩展,效率要比前面所述的二进制块的管理高得多。 但是它仍然没有解决对象的嵌套问题,空间数据结构也不能内用户任意定义,使用上仍受到一定限制。 矢量图形数据与属性数据的管理问题已基本得到解决。 从概念上说,空间数据还应包括数字高程模型、影像数据及其他专题数据。 虽然利用关系数据库管理系统中的大对象字段可以分块存贮影像和DEM数据,但是对于多尺度DEM数据,影像数据的空间索引、无缝拼接与漫游、多数据源集成等技术还没有一个完整的解决方案。

汽车的性能指标?

汽车的使用性能是指汽车能适应各种使用条件而发挥最大工作效率的能力。 主要有下面几项。 (一)汽车的动力性 这是汽车首要的使用性能。 汽车必须有足够的平均速度才能正常行驶。 汽车必须有足够的牵引力才能克服各种行驶阻力,正常行驶。 这些都取决于动力性的好坏。 汽车动力性可从下面三方面指标进行评价。 1、汽车的最高车速 指汽车满载在良好水平路面上能达到的最高行驶速度。 2、汽车的加速能力 指汽车在各种使用条件下迅速增加汽车行驶速度的能力。 加速过程中加速用的时间越短、加速度越大和加速距离越短的汽车,加速性能就越好。 3、汽车的上坡能力 上坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能克服的最大坡度来表示,称为最大爬坡度。 它表示汽车最大牵引力的大小。 不同类型的汽车对上述三项指标要求各有不同。 轿车与客车偏重于最高车速和加速能力,载重汽车和越野汽车对最大爬坡度要求较严。 但不论何种汽车,为在公路上能正常行驶,必须具备一定的平均速度和加速能力。 (二)汽车的燃料经济性 为降低汽车运输成本,要求汽车以最少的燃料消耗,完成尽量多的运输量。 汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作量的能力,称为燃料经济性,评价指标为每行驶100公里消耗掉的燃料量(升)。 (三)汽车的制动性 汽车具有良好的制动性是安全行驶的保证,也是汽车动力性得以很好发挥的前提。 汽车制动性有下述三方面的内容。 1、制动效能 汽车迅速减速直至停车的能力。 常用制动过程中的制动时间、制动减速度和制动距离来评价。 汽车的制动效能除和汽车技术状况有关外,还与汽车制动时的速度以及轮胎和路面的情况有关。 2.制动效能的恒定性 在短时间内连续制动后,制动器温度升高导致制动效能下降,称之为制动器的热衰退,连续制动后制动效能的稳定程度为制动效能的恒定性。 3.制动时方向的稳定性 是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。 当左右侧制动动力不一样时,容易发生跑偏;当车轮“抱死”时,易发生侧滑或者失去转向能力。 为防止上述现象发生,现代汽车没有电子防抱死装置.防止紧急制动时车轮抱死而发生危险。 (四)汽车的操纵性和稳定性 汽车的操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力,直接影响到行车安全。 轮胎的气压和弹性,悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都对该性能有重要影响。 汽车的稳定性是汽车在受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力,以及抵御发生倾覆和侧滑的能力。 对于汽车来说,侧向稳定性尤为重要。 当汽车在横向坡道上行驶。 转弯以及受其他侧向力时,容易发生侧滑或者侧翻。 汽车重心的高度越低,稳定性越好。 合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力,提高了汽车直线行驶的稳定性。 如果装载超高、超载,转弯时车速过快,横向坡道角过大以及偏载等,容易造成汽车侧滑及侧翻。 (五)汽车的行驶平顶性 汽车在行驶过程中由于路面不平的冲击,会造成汽车的振动,使乘客感到疲劳和不舒适,货物损坏。 为防止上述现象的发生,不得不降低车速。 同时振动还会影响汽车的使用寿命。 汽车在行驶中对路面不平的降震程度,称为汽车的行驶平顺性。 汽车行驶平顺性的物理量评价指标,客车和轿车采用“舒适降低界限”车速特性。 当汽车速度超过此界限时,就会降低乘坐舒适性,使人感到疲劳不舒服。 该界限值越高,说明平顺性越好。 货车采用“疲劳--降低工效界限”车速特性。 汽车车身的固有频率也可作为平顺性的评价指标。 从舒适性出发,车身的固有频率在600赫兹~850赫兹的范围内较好。 高速汽车尤其是轿车要求具有优良的行驶平顺性。 轮胎的弹性、性能优越的悬挂装置、座椅的降震性能以及尽量小的非悬挂质量,都可以提高汽车的行驶平顺性。 (六)汽车的通过性 汽车在一定的载质量下能以较高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障碍物的能力,称之为汽车的通过性。 各种汽车的通过能力是不一样的。 轿车和客车由于经常在市内行驶。 通过能力就差。 而越野汽车、军用车辆、自卸汽车和载货汽车,就必须有较强的通过能力。 采用宽断面胎、多胎可以减小滚动阻力;较深的轮胎花纹可以增加附着系数而不容易打滑,全轮驱动的方式可使汽车的动力性得以充分的发挥;结构参数的合理选择,可以使汽车具有优良的克服障碍的能力,如较大的最小离地间隙、接近角、离去角、车轮半径和较小的转弯半径、横向和纵向通过半径等,都可提高汽车的通过能力。 (七)其他使用性能 1、操纵轻便性 使用驾驶汽车时需要根据操作的次数、操作时所需要的力、操作时的方便情况以及视野、照明、信号等来评价。 汽车具有良好的操纵轻便性,不但可以减轻驾驶员劳动强度和紧张程度,也是安全行驶的保证。 采用动力转向、制动增加装置、自动变速器以及膜片离合器等,使操纵轻便性得以明显改善。 2、机动性 市区内行驶的汽车,经常行驶于狭窄多弯的道路,机动性显得尤为重要。 机动性主要用最小转弯半径来评价。 转弯半径越小,机动性越好。 3、装卸方便性 与车厢的高度、可翻倒的栏板数目以及车门的数目和尺寸有关。 (八)容量 容量表示汽车能同时运输的货物数量或者乘客人数。 货车用载质量和载货容积来表示。 客车用载客数表示。 重量利用系数反映出汽车结构的合理程度。 重量利用系数=额定载质量/空车质量 明白了吗?

氟磺胺草醚和精喹禾灵能在豆子开花结果时打吗?

氟磺胺草醚用量较大,或者在高温期施药,容易对大豆产生药害,在叶片等部位产生触杀斑。 大豆开花结荚期施用该药,一旦发生药害,容易对蕾、花和幼荚造成不利影响。 精喹禾灵在禾本科杂草4叶期之前施用效果较好,草龄较大时需增加药量才能取得较好防效,草龄过大甚至已开始抽穗时,施用该药防效极差。 大豆开花期田间杂草一般较大,施用精喹禾灵防效差。 大豆田应在田间杂草基本出齐,杂草处于4叶期之前时,及早用药化除。 资料链接: 氟磺胺草醚适用于大豆、花生田防除阔叶杂草和香附子,对禾本科杂草也有一定防效。 药物能被杂草根、叶吸收,使其迅速枯黄死亡,喷药后4~6小时遇雨不影响药效,对大豆安全。 能防除苘麻、铁苋菜、三叶鬼针草、苋属、豚草属、油菜、荠菜、藜、鸭跖草属、曼陀罗、龙葵、裂叶牵牛、粟米草、扁蓄、宾州蓼、马齿苋、刺黄花稔、野苋、决明、地锦草、猪殃殃、水棘针、酸浆属、田菁、苦苣菜、蒺藜、车轴草、荨麻、宾州苍耳、刺苍耳、苍耳等阔叶杂草。 大豆苗后1~3片复叶期,杂草1~3叶期,每亩用25%氟磺胺草醚水剂68~132毫升,对水20~30公斤均匀喷雾。 药液中加适量非离子型表面活性剂效果更好。 氟磺胺草醚在土壤中持效期长,如用药量偏高,对第二年种植的敏感作物,如白菜、谷子、高粱、甜菜、玉米、小米、亚麻等均有不同程度药害。 在推荐剂量下,不耕翻种玉米、高粱,都有轻度影响。 应严格掌握药量,选择安全后茬作物。

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