工程力学理论在桥梁设计中的应用论文_徐婕

工程力学理论在桥梁设计中的应用论文_徐婕

江汉大学文理学院 机电与建筑工程学院

摘要:桥梁的建设在我国历史发展的过程中,可以作为是一种社会文明的代表,并且也纵观桥梁建设发展的过程,可以体现出桥梁建设和社会生产力实际发展的过程,另外,工业水平的不断提高和施工技术的改进以及工程力学理论的发展,都和计算机技术的改革有着密不可分的联系,而且在桥梁实际建设中,工程力学的理论具有非常重要的作用。除此之外,尤其在19和20世纪,随着对工程力学理论的应用和研究快速发展,从而促进了桥梁建设在我国快速的发展和进步。因此,本篇主要针对了在桥梁设计的应用方面进行了深入的分析和研究,并提出了简单的建议,仅供参考。

关键词:工程力学;桥梁建设;应用;分析

引言

在人类长时间发展的过程中,社会进步中最重要的一个标志就是桥梁建设。由此可见,在全世界的桥梁设计和发展过程中,我们可以全方面的总结出桥梁的设计水平以及有关因素。这些方面主要包括社会生产力实际的发展水平,以及工业水准和建设施工的技术等等,但是在这些影响的因素中,我们最应该关注的就是对工程力学的运用,并且也在19世纪和20世纪的表现特别突出,但是因为工程力学的理论和应用研究的不断发展,也促进了桥梁建设有了快速的发展。因此,我们主要研究的就是工程力学理论在桥梁设计中的实际运用,并且也会深入分析后期的工程力学会具体带来哪些帮助。

1、工程力学在桥梁设计中的分析

1.1工程力学在桥梁设计中的应用成就

在18世纪前期,因为科技水平有限,就导致了当时的桥梁设计人员对工程力学的了解不是很全面,随着科技水平的提高,逐渐的在设计和建设中利用工程力学的知识。例如,人们逐渐总结出土、石和砖以及木等相关材料的抗压性比较好。而我们所了解的赵州桥的建设主要就是运用了土和石等相关材料自身的优点,并且还可以方便排洪,这也是世界古代桥梁设计中一个非常重大的成就,因此,依据我们现阶段的角度进行分析,对赵州桥的建设,的确充分的发挥了材料力学的知识和原理。在18世纪后期,人们在桥梁的建设中就开始运用生铁,并且人们也认识到生铁自身的耐用性,但是,当时的人们不是很清楚材料自身的力学原理,就导致了在实际应用中出现很多问题。在19世纪中期,欧洲的工业已经逐渐发展到很高的水平,在这同时力学研究的进步以及有关学科的发展已经达到了较高的水平。在20世纪后期,在建筑中计算机技术的进步也发挥了很大的作用,运用计算机技术就可以促使桥梁设计中的复杂力学计算变得非常简单。但是在对力学计算和分析的基础上,人们还可以利用计算机技术对桥梁进行辅助设计,这样就可以有效提高设计的效率和准确性。通过各方面的分析,在20世纪桥梁设计就已经有很大的发展,并且这样的发展也会受到各方面因素的影响,其中,关键因素就是力学理论。

1.2工程力学理论在桥梁建设中应用的总结

1.2.1运用高速计算机

利用计算机主要是体现在设计中比较复杂的计算上。并且在桥梁实际设计的过程中,一定会出现比较复杂的工程力学的分析和计算,通过利用计算机的计算,可以促使了比较复杂的计算变得非常容易。

1.2.2出现预应力的思想

预应力思想的出现,在对桥梁设计过程中具有非常重要的作用。它的作用主要体现在减少使用桥梁横载,但是跨度却在不断增加,这样设计出来的桥梁外形会更加美观以及具有和谐性。

1.2.3材料力学的发展作用

材料力学主要作用就是促进桥梁建设中使用的材料能够更加科学合理,并且在实际运用的过程中,人们可以通过长时间的总结,从而开发出更多的新型材料,并且这些新型材料也可以在建筑中进一步发挥更大的作用。

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1.2.4桥梁设计中出现的问题

对桥梁实际设计的过程中,会出现很多具有挑战性的工程力学问题,所以,要想对这些比较复杂的问题进行解决,紧紧依靠力学是不够的,必须要应用更多的多学科交叉技术。因此,这种交叉渗透的技术已经逐渐成为了我国现阶段桥梁设计的基础,并且也对现阶段桥梁的设计起到了一个核心的作用。

2、工程力学在桥梁设计中实际应用的发展趋势

2.1桥梁建设中使用的材料

从工程力学机理的方面进行分析,最重要的一方面就是多科学的交叉技术,而在这个基础上,一个核心的环节就是新型的和高强以及超高强工程材料的研究,但是在实际设计的过程中,并且对结构理论研究的基础上得出,只有完全符合实际动态的工程力学分析法才是最重要的,因此,只有这样,才能充分发挥出材料中潜在的承载力。

2.2桥梁建设出现振动的现象

在利用工程力学进行跨度比较大的桥梁设计过程中,最值得我们去深入研究的就是桥梁振动的物理特性和几何非线性动力学的原理,并且还要充分的利用风洞试验的模拟,另外,在这个基础之上,还要将空气动力学和物理进行结合,通过对几何非线性的研究来实现为桥梁设计的服务。在21世纪,工程力学理论和计算机技术都在快速发展,在这种情况下,对于桥梁的设计工艺和水准一定会有比较大的发展和进步,而这种进步也是建议在充分利用工程力学基础上实现的。

2.3计算机辅助系统发挥的作用

计算机技术在我国目前快速发展,也促进了桥梁的辅助系统发挥了较大的作用。它在工程力学结构的分析和工程制图以及工程预算数据库上都是不可缺少的。目前,我国互联网技术不管是在硬件还是软件上的发展都是非常迅速的,这种发展趋势也会将桥梁设计中出现的问题从根本上进行解决,另外,互联网还具备一个优点,就是可以实现共享资源和设计的理念,这样就可以为桥梁设计的工作人员提供一些有价值的帮助。

2.4桥梁施工的控制技术

在桥梁实际设计的过程中,桥梁施工控制的技术有着比较重要的作用。在实际运用中最关键环节就是固体力学的基础理论和数据资料,并且在计算方法和数值仿真技术研究的基础上,也促进了无损检测的理论和使用技术得到快速发展,而对于破旧的桥梁来说,还可以提供一些比较准确以及可靠的评估报告。在实际设计的过程中,可以通过控制技术,促进桥梁设计中出现误差的现象减少,既可以增加桥梁建设整体的安全性,还可以节约成本。除此之外,利用控制的技术,还可以节约时间成本和人力成本,正常需要通过大量的人力和时间去完成,这样就可以将比较困难的设计任务转变的非常简单。

2.5未来桥梁建设的发展趋势

在对大型桥梁研究的过程中,想要进一步研究其中存在的工程力学问题,就需要通过研究大型的桥梁结构设计,从而可以提供在施工和技术上的理论知识的保证。但是可以进行预测的是,在我国现阶段工程力学理论的基础上,后期的桥梁建筑行业一定会出现比较大的设计,并且即美观又非常实用的桥梁。

3.结语

通过上文的分析,我们得出了工程力学理论在桥梁建设中实际的作用,并且也对桥梁的设计和具体施工有着密不可分的联系。所以,在对桥梁设计的过程中,要想桥梁的设计得到有效保证,就需要利用工程力学的理论,这样不仅可以保证桥梁设计方案的可行性,还可以保证其中的安全性和耐用性。在未来,我国桥梁设计会更加依赖于工程力学理论,并且是一个必然的发展趋势,促进自然科学和工程力学的研究水平不断提高和进步,最终桥梁整体设计水平也会逐渐提高。

参考文献:

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论文作者:徐婕

论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期

论文发表时间:2017/7/27

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