箱梁桥分析与设计（梁段板元法） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钱寅泉，倪元增，周良 著

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• 桥梁工程
• 箱梁桥
• 梁段板元法
• 结构分析
• 桥梁设计
• 公路工程
• 桥梁结构
• 有限元
• 预应力混凝土
• 桥梁理论

出版社： 人民交通出版社

ISBN：9787114123375

版次：1

商品编码：11786796

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：243

字数：270000

正文语种：中文

内容简介

　　对于箱梁桥的分析，目前常采用两种方法：一种为杆元法，是沿梁轴线建立梁的杆件单元进行分析；另一种为板元法，是将箱梁用通用的板单元组装起来进行分析。前者能较方便地求得截面的主要内力，但较为粗略，未能全面反映横截面上的应力分布；后者能较直接且全面地反映横截面上的应力分布，但是单元过细，要算出整体截面的内力值，其工作量将*常大。由于两者各自的缺点，皆不太适用于通用的砼结构设计。
　　《箱梁桥分析与设计》给出一种介于两者之间的分析方法，称为“梁段板元法”。采用梁段板元法分析箱梁桥，既有杆元法的直接，又有板元法的贴切。此法对纵向梁段像杆件单元那样表达各项基本变形，对于横向梁段用截面板元的各种位移形函数表达各项基本变形的截面位移模式。箱梁的基本变形有：轴向拉压、竖向弯曲及剪翘、水平弯曲及剪翘、扭转及扭翘、剪力滞效应和畸变，此法皆给予考虑。这些变形可分为主要变形和次要变形，在分析中可以忽略次要变形间的耦联。因而，梁段板元法可以说是对通用的板元法充分利用力学理论的一种前处理，使之在后处理的输出中既可方便地得到各截面板元的应力和内力，又可得到整体截面的内力及各种变形位移。另外，此法更为大曲率箱梁桥的分析打开了方便之门。

内页插图

目录

第一章 能量原理与有限元法
第一节 弹性应变能
第二节 最小总势能原理
第三节 直梁有限元位移法
第四节 简支梁有限元法算例
第五节 三截面方程及其截面逆阵消元法
第六节 小结

第二章 弯曲与剪翘
第一节 矩形截面直梁的弯翘分析
第二节 弯翘分析的有限元法
第三节 箱梁弯翘的截面板元位移模式
第四节 变截面梁的单元刚度矩阵
第五节 小结

第三章 扭转与扭翘
第一节 直箱梁的扭转变形
第二节 扭剪及扭翘的截面板元位移模式
第三节 直箱梁约束扭转控制微分方程
第四节 直箱梁约束扭转的单元刚度矩阵
第五节 直箱梁约束扭转梁段板元法计算
第六节 小结

第四章 剪力滞效应
第一节 引言
第二节 直箱梁剪力滞翘曲截面位移模式
第三节 直箱梁剪力滞控制微分方程
第四节 直箱梁剪力滞的梁段板元法
第五节 直箱梁剪力滞梁段板元法算例
第六节 钢与砼结合梁分析
第七节 小结

第五章 直箱梁畸变
第一节 一般概念
第二节 截面畸变的机动分析
第三节 单室对称箱梁畸变分析
第四节 双室对称箱梁畸变分析
第五节 小结

第六章 多肋板桥分析
第一节 多室板桥的梁段板元法
第二节 刚接T梁板桥的梁段板元法
第三节 小结

第七章 小曲率箱梁
第一节 小曲率箱梁的变形关系
第二节 小曲率箱梁的弯扭分析
第三节 考虑剪滞的弯扭分析
第四节 小曲率箱梁的水平弯拉
第五节 小结

第八章 大曲率箱梁
第一节 引言
第二节 弯箱梁的圆锥板元及其变形
第三节 大曲率箱梁的应变与应变曲率
第四节 截面板元的基本位移形函数与应变表达式
第五节 考虑曲率修正因子的形导函数乘积积分
第六节 大曲率箱梁截面的扭翘位移模式
第七节 大曲率箱梁截面的剪滞翘曲位移模式
第八节 大曲率箱梁截面板元刚度矩阵
第九节 大曲率箱梁的梁段板元法
第十节 小结

第九章 温度应力分析
第一节 引言
第二节 温度分布研究
第三节 温度荷载效应
第四节 温度应力在直箱梁纵向的分析
第五节 横向温度应力
第六节 温度效应对弯箱梁的分析
第七节 小结

第十章 预应力砼梁分析
第一节 预应力砼桥梁的发展动向
第二节 预应力损失与有效预应力
第三节 有效预应力与等效节点力
第四节 超张拉及摩擦损失分析
第五节 荷载平衡法设计概念
第六节 预应力效应分析及连续弯箱梁中支偏心的影响
第七节 预应力钢梁分析
第八节 小结

第十一章 砼梁徐变与收缩分析
第一节 一般概念
第二节 砼应力一应变增量方程
第三节 静定砼梁预应力筋的应力损失
第四节 砼梁徐变的有限单元步进法
第五节 砼叠合梁的徐变分析
第六节 小结

第十二章 箱梁桥设计原理
第一节 概率极限状态设计
第二节 荷载及荷载组合
第三节 地震效应
第四节 弹性分析与非弹性或非线性分析
第五节 砼构件按弯曲和轴向力效应设计
第六节 砼箱梁桥设计步骤与算例
第七节 钢与砼结合梁
第八节 小结
参考文献

箱梁桥分析与设计：梁段板元法 本书深入探讨箱梁桥的设计与分析，重点聚焦于一种在工程实践中应用广泛且高效的数值模拟方法——梁段板元法。箱梁桥因其结构自重轻、跨越能力强、抗扭性能优异等特点，在现代桥梁工程中占据着举足轻重的地位。从宏伟的跨海大桥到便捷的城市立交，箱梁桥的身影无处不在。然而，其复杂的空间受力特性和精细化的设计要求，也对工程师的分析工具和理论储备提出了更高的挑战。 梁段板元法，作为一种将连续体离散化的强大数值计算手段，能够有效地处理箱梁桥这种三维复杂结构的力学行为。与传统的简化方法相比，梁段板元法能够更精确地模拟结构的变形、应力分布以及动力特性，尤其是在考虑结构整体性、构件之间的相互作用以及局部细节效应时，其优势尤为突出。本书将系统性地阐述梁段板元法的基本原理，从理论的源头出发，逐步深入到实际的应用层面。 内容概述： 全书围绕箱梁桥的分析与设计展开，将理论研究与工程实践紧密结合，力求为读者提供一个全面、深入的理解框架。 第一部分：箱梁桥基础理论 箱梁桥的结构形式与特点： 详细介绍不同类型的箱梁桥，如单箱单室、双箱单室、多箱等，分析其各自的结构优势、适用范围以及典型的工程案例。深入剖析箱梁桥在受力机理上的独特性，例如横向和竖向的协同工作机制，以及其在抗弯、抗扭和抗剪方面的综合表现。 箱梁桥的荷载作用： 全面阐述作用在箱梁桥上的各种荷载，包括恒载（自重）、活载（车辆、人群）、风荷载、地震荷载、温度变化以及施工阶段的临时荷载等。分析不同荷载的性质、取值方法以及在结构分析中的重要性。 箱梁桥的材料性能： 重点介绍箱梁桥常用的材料，如钢筋混凝土、预应力混凝土以及钢结构等。深入分析这些材料的力学性能，包括弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度以及应力-应变关系等，并讨论材料在不同环境条件下的老化和劣化效应。 箱梁桥的典型破坏模式： 识别和分析箱梁桥在不同荷载和不利工况下可能出现的典型破坏模式，例如整体弯曲破坏、局部压溃、剪切破坏、扭转破坏、疲劳破坏以及连接处的失效等，为后续的设计和校核提供依据。 第二部分：梁段板元法理论与应用 数值分析方法概述： 简要回顾有限元法、有限差分法等基础数值分析方法，为引入梁段板元法奠定基础。 梁段板元法的基本原理： 详细介绍梁段板元法的离散化思想，如何将连续的箱梁结构分解为离散的梁单元和板单元。阐述单元的建立过程，包括节点位移的定义、形函数（插值函数）的选择，以及单元刚度矩阵的推导。重点介绍如何针对箱梁的截面特性，如腹板、顶板、底板的刚度以及它们的连接关系，构建精确的单元模型。 单元位移与应力/应变的关系： 阐述如何通过单元节点位移计算单元内的变形，进而推导出单元的应力与应变。重点分析梁单元在弯曲和剪切作用下的应力分布，以及板单元在弯曲和薄膜作用下的应力状态。 整体刚度矩阵的建立： 讲解如何将各个单元的刚度矩阵组装成整体结构的刚度矩阵，并考虑边界条件和荷载的施加，从而建立起描述整个结构力学行为的方程组。 求解分析： 阐述求解结构位移、内力和应力的方法，包括直接刚度法、位移法等。分析不同荷载组合下的结构响应。 梁段板元法的优势与局限性： 深入探讨梁段板元法在分析复杂结构、考虑非线性行为（如材料非线性、几何非线性）以及模拟动力响应方面的优势。同时，也客观分析其在模型建立复杂度、计算量以及对计算精度依赖性等方面的局限性。 第三部分：箱梁桥的设计与验算 基于梁段板元法的结构设计流程： 介绍如何利用梁段板元法进行箱梁桥的初步设计、方案优化和详细设计。从结构形式的选择、截面尺寸的初步拟定，到荷载的精确计算和结构响应的模拟，再到设计参数的迭代调整。 抗弯、抗剪与抗扭设计： 结合梁段板元法计算结果，详细讲解箱梁桥的抗弯、抗剪和抗扭设计验算。分析腹板、顶板、底板的承载能力，以及连接处的强度。 裂缝控制与变形验算： 强调在设计过程中对裂缝宽度和挠度等使用极限状态的控制。如何通过调整配筋、预应力水平等措施，满足相关规范的要求。 疲劳验算： 详细介绍箱梁桥在长期反复荷载作用下的疲劳验算方法，分析关键部位的疲劳寿命。 施工阶段分析： 关注箱梁桥施工过程中的关键力学问题，如现浇段混凝土的早期强度、预制拼装的接口连接、悬臂浇筑过程中的受力等，并利用梁段板元法进行模拟分析，确保施工安全。 结构健康监测与评估： 探讨基于梁段板元法的结构健康监测策略，如何通过实际监测数据与数值模拟结果的比对，评估结构的健康状况，预测潜在风险。 第四部分：工程实例与软件应用 经典工程案例分析： 选择具有代表性的箱梁桥工程，利用梁段板元法进行详细的分析和设计复核，通过实际案例展示方法的有效性和实用性。 主流工程软件介绍与应用： 简要介绍国内外常用的箱梁桥设计分析软件，并重点阐述如何在这些软件中应用梁段板元法进行建模、计算和结果后处理。例如，如何在软件中定义梁单元和板单元，如何设置材料属性和边界条件，如何施加荷载以及如何解读输出结果。 软件操作技巧与注意事项： 提供一些实用的软件操作技巧，以及在模型建立和结果分析过程中需要注意的关键问题，帮助读者更高效、准确地使用软件。 本书旨在为桥梁工程领域的工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一本深入、系统、实用的参考书。通过对梁段板元法的深入讲解和在箱梁桥设计中的具体应用，帮助读者掌握先进的结构分析工具和设计方法，提升箱梁桥的设计水平和工程质量。

评分☆☆☆☆☆

初翻开此书，就被其厚重的篇幅和密集的公式所震撼。这绝非一本泛泛而谈的科普读物，而是为桥梁工程领域的学者、工程师量身打造的专业教材。我迫不及待地想深入研究其中的每一个章节，尤其是关于箱梁桥结构体系的介绍，希望能从中学习到不同类型箱梁的特点、受力机制以及它们在各种复杂地形和荷载条件下的适应性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于提升我国箱梁桥的设计水平具有重要的意义。我尤其关注书中对最新技术和研究成果的介绍，希望能够了解到当前箱梁桥设计领域的前沿动态。例如，书中是否会涉及一些新兴材料的应用，或者在抗震、抗疲劳设计方面的创新方法。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的出现，为桥梁工程领域的专业人士提供了一个深入学习箱梁桥分析与设计的宝贵机会。我期待能够通过阅读这本书，不断提升自己的专业技能，为我国的桥梁建设贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在桥梁工程领域拥有丰富的经验，这从书中的专业性和深度就可以看出来。我希望书中能够系统地梳理箱梁桥的设计规范和标准，并结合梁段板元法的应用，给出一些实用的设计建议和技巧。

评分☆☆☆☆☆

我对于书中是否会包含实际工程案例的分析非常感兴趣。理论知识固然重要，但结合实际工程的经验分享，能让我们更直观地理解书中的内容，并将所学知识融会贯通。希望书中能有对具体项目的详细介绍，包括设计背景、采用的分析方法、遇到的挑战以及最终的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量令人称赞。清晰的图表和精炼的文字相结合，使得复杂的工程概念变得更加易于理解。我特别喜欢其中关于箱梁桥设计流程的详细描述，从初步方案的确定到详细设计的每一个环节，都有条不紊地展开。我相信，通过对这些内容的学习，我将能更系统地掌握箱梁桥的设计思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，给人一种专业而严谨的感觉。标题“箱梁桥分析与设计（梁段板元法）”虽然略显学术化，但对于从事桥梁工程的专业人士来说，无疑充满了吸引力。我尤其对“梁段板元法”这个技术名称感到好奇，它听起来是一种非常精细和现代的分析手段，预示着书中会涉及深入的理论推导和精密的计算方法。我期待这本书能详细阐述这一方法的原理、优势以及在实际工程中的应用案例。

评分☆☆☆☆☆

作为一名桥梁工程的初学者，我对这本书抱有极大的学习热情。虽然书名听起来有些挑战，但我相信它能够为我打下坚实的基础。我尤其期待书中关于梁段板元法的讲解，希望能理解其背后的力学原理，以及它如何能够更准确地模拟箱梁桥的实际受力情况。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价虽然不菲，但我认为其价值远超价格。对于每一个致力于箱梁桥设计和研究的工程师来说，这本书都是一本不可或缺的参考工具书。我希望能从书中学习到如何利用梁段板元法进行更精细化的分析，从而优化设计方案，提高桥梁的安全性、经济性和耐久性。

评分☆☆☆☆☆

我之前接触过一些桥梁工程的书籍，但很多都停留在比较宏观的层面。这本书的出现，恰好填补了我对箱梁桥深化设计的知识空白。“梁段板元法”这个概念让我耳目一新，我希望书中能对此方法的理论基础、数值模型、边界条件的处理以及结果的解释等方面进行深入探讨。