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为什么桥梁的中间是空心的?

更新时间:2019-10-16

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  桥梁的形状有很多种,我们常见的混凝土预应力梁就是其中的一种。如果看过梁的制造或者架设中,就会发现,梁的中间是空心的。中国证监会、香港证监会拟于近期推出沪其实这是为了最大限度利用材料而精心设计的结果。

  桥梁在这些荷载作用下,主要是产生向下的弯曲变形,因此桥梁主要考虑抗弯性能。抗弯性能和截面形状有关。简单的说,截面越高,面积分布越靠近上下两端,抗弯性能越好。桥梁主要承受的是弯矩,在弯矩的作用下,变形情况如下图:

  可以看出,变形最大的地方是在最上面和最下面,而中心线附近基本没有伸长或者缩短,说明在弯曲变形的情况下,中心线附近的材料是几乎不受力的。根据这一原理,工程师们设计了工字形的,箱形的和其它形状的桥梁形式,其原理都是尽量减少中间部分的面积,最大程度利用材料,同时也可以减少桥梁的自重,起到物尽其用的效果。

  一些桁架结构的桥梁,比如武汉长江大桥,南京长江大桥,尽管每一根材料不一定是空心的,但整个形状还是一个槽形或者箱形的结构,也还是与上述材料力学原理相同的应用。

  现在的一些记者,应该学习一些最基本的工程知识,不要像下图的那位那样,误导视听。

  并不是每座桥都是空心的,你说的是箱梁,内部为空心状,上部两侧有翼缘,类似箱子,分单箱、多箱等。它具有抗弯、抗扭惯性矩大,自重轻等特点,充分利用材料特点,能最大限度的节省材料,其中钢箱梁在大跨度桥梁中运用广泛,从日本的多多罗桥到我国的苏通大桥,从杭州湾跨海大桥到西堠门大桥,钢箱梁得到了越来越广泛的应用。

  空心板梁受力以抗压和抗弯为主,箱梁受力除了承受抗压、抗弯外,还要承受较大的扭矩。

  桥梁的性能主要有承受荷载能力来衡量,而主要荷载是桥梁的自重和桥上的车辆,行人等。

  桥梁在这些荷载作用下,主要是产生向下的弯曲变形,因此桥梁主要考虑抗弯性能。抗弯性能和截面形状有关。


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