單梁(工程結構中有兩個支承點的桿件)

單梁是一個概念,外文名monospar,指的是工程結構中有兩個支承點的桿件,梁是承受垂直於軸線的橫向載荷的桿件。它是工程結構中重要的承力構件單梁和連續梁是兩種支承方式不同的梁的簡稱,單梁只有兩個支承點,即梁的兩端擱在牆或柱上。連續梁有兩個以上支承點,梁的跨間內有一個或一個以上牆柱支承點。

簡介

單梁簡單來說是指只有兩個支承的桿件。疊梁使用多根單梁,逐根橫向放入門槽,疊合組成的擋水設備。單梁橋式起重機,又稱單梁吊。大車車架具有一根主梁的橋式起 重機。用來裝卸和轉移貨物。由可沿軌道行駛的大 車、起升機構、行走機構、電氣設備和司機室等組成。

單梁法

隨著我國現代化建設的飛速發展,交通運輸業的蓬勃興起,高速公路貫穿我國東西南北,城市立交橋和高架橋也日益增多。橋樑建設進入了一個迅速發展的新階段,曲線橋樑因其因地制宜,很好地適應地形和地物,滿足服從交通線路,且造型優美、結構線條平順、輕快、流暢,給人以美的感受,故各種類型的彎梁橋在高速公路和城市立交中的應用越來越廣泛。所以,曲線梁橋越來越受到橋樑工程師們的重視,同時對曲線梁橋的設計和研究也越來越深入。一般來說可採用三種建模方法進行其建模分析,分別為單梁法、梁格法、實體模型法。單梁法所得內力與實際情況有一定的誤差。但在實際橋樑設計時,單梁法由於建立模型速度較快、計算效率較高而倍受重視。因此,有必要研究單梁法分析彎箱梁橋的適用條件,以往的文獻研究表明某些彎梁橋由於自身圓心角比較小,其彎扭耦合效應較小,使得單梁法所得結果與實際情況相差並不大。單梁法,又稱「脊骨梁」法,在有限元建模分析中,將曲線箱梁模擬為集中主梁形心處的梁單元,並假設受力后該橋樑橫截面保持平面(即不發生翹曲變形),且截面形狀保持不變。理論與建模均較為簡單,易於計算。但該方法不能考慮橋樑橫截面的畸變、翹曲。

單梁靜載試驗

從鋼筋混凝土得到廣泛應用開始,國內外許多學者為了得到鋼筋混凝土梁的受力特性,就早已開展過大量的單梁靜載試驗。單梁靜載試驗仍然是掌握鋼筋混凝土梁體力學性能以及確保施工質量的最直接有效的重要手段。

但用單梁進行荷載試驗來評價其施工質量的工作還做得較少,這是因為要進行靜載試驗首先需將單梁按成橋階段的支撐狀態架設起來,而鋼筋混凝土單梁體積大、質量重,架設較為困難,並且在施工現場尋找合適的分級載入載荷也是比較困難的,而單梁靜載試驗的測試內容和方法又和成橋靜載試驗一樣,諸多因素的影響使得單梁靜載試驗耗時耗力而被很少採用。近年來,隨著檢測技術的突破,由於實際橋樑中廣泛應用,使得無損檢測技術在得到很好的發展。這些無損檢測技術可以分為 3 類:一類是以應力波理論為基礎的方法如衝擊回波法、表面波頻譜分析法、聲發射技術以及超聲脈衝法等;一類是以探地雷達為代表的利用電磁波的技術;另外一類是以射線作為探測媒介的方法如紅外熱像法、計算機斷層 X 射線掃描技術(CT)等。無損檢測技術主要側重於混凝土結構的完整性測試和強度測試等方面。世界各國不僅進行大量荷載試驗研究,還在試驗方法和測試技術方面進行了很大程度的改進,並成功開發出一些先進的動力測量分析儀器、模態試驗分析技術等,為獲取實際工程結構的動力性能提供了可靠的技術支持和保證。基於動力測試的檢測評定方法,在此背景下得到很好的發展,相關研究課題也受到了國內外學著的密切關注。儘管世界各國研究人員正在不斷的研究橋樑動力檢測方面的技術,也取得了一定的研究成果,但是鑒於橋樑動力檢測技術非常複雜,且具有學科交叉運用的特性,現階段的橋樑的動力檢測技術仍沒有形成理論系統和規範的技術標準。

國內外也有一些學者做了單梁動力測試方法的大膽嘗試,雖然得到一些有益的結論,但由於剛度、質量和阻尼等諸多因素影響,測試結果的精度很難保證。

跨徑較大的橋樑在施工工程中,為使結構可以近似達到設計的幾何位置和受力狀態,各階段的施工中,要進行嚴格的幾何位置的控制,受力狀態的監控,以測試值為基礎,進行預測下一階段的施工結果,調整現場施工方案,實現對結構施工的控制。試驗檢測正是施工階段監控測試的重要手段之一。

對於運用新的結構形式、新型材料、新的施工工藝的工程結構,必須通過試驗檢測進行評價,鑒定是否符合相關國標與設計文件的要求,也為創新設計觀念和改進施工工藝積累實踐經驗。

試驗檢測可用於鑒定橋樑施工質量優劣和鑒定施工事故的原因。在施工質量缺陷或施工事故發生時,可通過試驗檢測提供可靠數據,為質量缺陷和事故的性質、範圍和程度的判定提供支持,合理評價事故損失、事故責任,從中總結經驗教訓。

對於常規橋涵結構,要求施工前對進場的原材料進行鑒定,評價是否符合國家質量標準和設計文件的要求,從而決定接受或者拒收。橋涵施工中每一個工序,均須通過試驗檢測判定其質量是否符合標準要求,檢測后判定質量符合標準方可繼續施工,進行下一工序。施工結束后,要進行整體檢測評價,或通過荷載試驗,來對施工質量和結構受力狀態和性能作出評價,為竣工驗收和通車的提供可靠依據。

對於一些大跨徑橋樑而言,設計施工過程中會遇到一些行的問題。此時可通過荷載試驗來對結構進行受力性能和承載能力的整體評價。判定其能否達到相關要求,並為評定工程質量的優劣提供了主要技術資料和可靠依據。舊橋在運營過程中產生病害,構件局部發生意外損傷,從而導致承載能力的和受力性能的下降。可通過對結構進行荷載試驗,從而判定結構損傷程度,評價受力性能,並確定其運營荷載等級。

對橋樑工程中運用新的結構形式、新型材料、新的施工工藝的工程結構,應通過荷載試驗驗證橋樑的計算圖式是否正確,材料性能是否符合理論要求,施工工藝是否達到預期目的。此類荷載試驗的數據,也為以後的科研或實際工程提供了寶貴的資料。

綜上所述,橋樑的試驗檢測是大跨徑橋樑或新型橋樑施工質量、受力性能和承載能力評價鑒定的可靠手段。橋涵試驗檢測技術的研究和發展,必將對我國交通建設事業的發展起到重要的推動作用,同時是確保現場施工質量、保障人民生命財產安全的重要工作。

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