2011年公路監(jiān)理工程師考試道路與橋梁復習指導（14）
來源：育路教育網(wǎng)發(fā)布時間：2011-01-24 10:40:43
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[準則4]幾何不變準則 一般工程結構都必須是幾何不變體系。
為了保證車輛、行人等安全、舒適地通過橋梁，橋梁結構在主要受力面-順橋向鉛垂面內(nèi)應保證幾何不變，在次要受力面-橫橋向鉛垂面及水平面內(nèi)亦應保證足夠的剛度。這是橋梁成為工程結構的基本條件。
判別一結構是否為幾何不變的過程稱為機動分析。
[準則5]傳力路徑準則 合理的結構在荷載作用下，其傳力路徑較短。
傳力路徑——筆者建議將構件中主拉（壓）應力跡線定義為傳力路徑，將結構在使用荷載（包括桓載）作用于，各主要受力構件傳力路徑之和定義為該結構的傳力路徑總長。
對于拉（壓）桿，其主應力跡線均平行于桿件軸線，因此，傳力路徑等于桿件的長度。而對于純受彎桿件，任一橫截面內(nèi)均有拉應力及壓應力，其主拉（壓）應力跡線亦平行于桿件軸線，其傳力路徑等于桿件的長度。但梁常為彎剪耦合構件，梁內(nèi)任意一點均處于二向受力狀態(tài)。其主應力跡線呈曲線，可見，其傳力路徑復雜，此時可將梁比擬為“桁架”（拉一壓結構），其各構件傳力路徑之和可定義為梁的傳力路徑。對于彎剪扭耦合構件，可將其比擬為“空間桁架�？梢�，拉（壓）桿件傳力路徑較受彎桿件短得多，它是傳力最簡捷的構件。
不論是橋跨結構還是支承結構，不論是橫截面內(nèi)（如受彎箱梁在彎矩平面內(nèi)的傳力路徑主要是沿腹板傳遞，因此，其主筋應配置在靠近腹板的范圍內(nèi)為好等）還是細部構造（如拱上立柱與箱拱連接處橫隔板沿立柱豎向設置較徑向設置傳力簡捷；帶掛孔的懸臂梁橋采用受拉型鉸較傳統(tǒng)受壓型鉸施工吊裝方便、牛腿的受力與梁的受力吻合，細部構造優(yōu)越等），傳力路徑簡捷、明快者為較好的形式。
[準則6]應力均勻準則 結構應力應均勻流暢。
對于桿系結構，應力均勻流暢包括桿件橫截面內(nèi)應力均勻，沿桿件長度方向內(nèi)力均勻及結點、邊界處應力均勻，總之，要求結構應力處處均勻流暢。
只有結構應力均勻，才能較好地發(fā)揮材料的強度，取得經(jīng)濟效益。
準則5與準則6是從力學角度衡量橋式優(yōu)劣的重要準則。
[準則7]承受軸向拉力或壓力的結構，簡稱為“拉/壓結構” 是合理結構。
由于拉/壓結構應力均勻流暢，材料強度得到較好地發(fā)揮，且傳力路徑短，因此，不難由準則5及準則6得到準則7.諸如桁架、拱、柱、懸索結構、網(wǎng)架、整體張拉式結構（由壓桿群和拉索系組成的空間結構體系）等均為拉/壓結構。
[準則8]承受軸向拉力的跨越結構可能是大跨優(yōu)越結構，即索結構是大跨優(yōu)越結構。
目前，橋梁用索結構包括懸索橋，斜拉橋及拱橋（吊桿采用柔索者）等。
結構的受力狀態(tài)從本質上講，只有拉和壓這兩種互為相反的狀態(tài)；而受彎是拉與壓的組合�？缭襟w系的受力狀態(tài)可以是受拉、受壓或受彎，而單純受扭或受剪的結構是不能充當跨越結構的。
①受彎的橋跨結構不方便施工，應力不夠均勻，材料強度不能很好地發(fā)揮，傳力路徑長，現(xiàn)有的受彎材料比強度不高，因此，受彎的橋跨結構不適宜于大跨。
②受壓的橋跨結構雖應力較均勻，材料強度能較好的發(fā)揮（但存在失穩(wěn)問題），傳力路徑較短，但不方便施工，且受壓材料比強度不高，對于大跨橋梁，幾何非線性的影響使其所受內(nèi)力聚增，因而不經(jīng)濟，可見，受壓橋跨結構還算不上較好的結構體系。
③受拉的橋跨結構，雖存在振動、腐蝕、疲勞及大變形等問題，但其架設方便，應力均勻，材料強度能得到很好地發(fā)揮，傳力路徑較短，材料（索）比強度高，當考慮幾何非線性影響時，其內(nèi)力大大減小，帶來顯著的經(jīng)濟效益，因此，索結構適宜于大跨。
