物理学在技术中的应用论文
一、梁桥
梁桥是以弯曲主梁为主要承重构件的桥梁。
根据主梁的静态图，梁桥可分为简支梁桥、连续梁桥和伸臂梁桥三种。
前两种梁式桥从古到今并不少见。目前世界上最大的钢桁梁桥主跨已达549 m，人们并不熟悉的悬挑梁桥，在山东科学技术出版社出版的普通高中标准实验教材《物理I(必修)》第92面有图文介绍，让人一目了然，这里就不再赘述了(该教材是课程标准中众多新教材之一，以下简称《山科本》)。
不同硬度的材料各有各的用途。混凝土坚硬，但缺乏弹性，受拉时容易断裂，而钢筋抗拉，所以用钢筋来加固混凝土预制桥面板的受拉部分。适当放置钢筋可以使桥梁更坚固。如图1所示，桥梁钢筋的正确位置是()。
分析当物体压在桥上时，桥墩内部的桥面板上表面受压力，下表面受拉力。桥墩外的桥面上表面承受拉力，下表面承受压力。为了使钢筋受到拉力，钢筋的放置应如图1(a)所示。
评论的关键是要了解桥的各个部分是受压还是受拉。
类似的问题在山克本第68页也有说明。
第二，拱桥
拱桥是以承受轴向压力的拱(称为主拱圈)为主要承重构件的桥梁。许多结构精美的拱桥是由中国古代的能工巧匠建造的，例如赵州桥，它是早期拱桥的经典。山克本第87面有图文介绍，简述力学原理。目前，世界上最大的钢拱桥是上海卢浦大桥，主跨550米..其他大跨度拱桥已建成，包括重庆万州长江大桥(主跨420 m的混凝土拱桥)和湖南凤凰五潮河石拱桥，主跨120m..
轻轨“明珠线”的建成缓解了徐家汇地区的交通拥堵。请画出图2中A点处拱形梁的应力图。这座拱桥的优点是。
根据力的分解原理，拱梁在a处的受力方向应该是切向的(如图2箭头所示)。它的优点是梁体上的力是切向传递的，最终传到桥墩上，同时形成更大的跨度空间。
此题点评是2002年上海春季招生的考题之一。从技术上讲，这种拱肋下有桥面的拱桥属于下承式拱桥。由于两个拱脚在拱脚处由一根称为系杆的纵向水平拉杆连接(图2中未示出，其作用是减小拱肋对桥墩的水平推力)，所以下承式拱桥也称为系杆拱桥。
第三，斜拉桥
典型示意图如图3所示，由主梁、斜向拉紧主梁的钢索和支撑钢索的索塔组成。斜拉桥的拉索拉成一条直线，与桥塔和桥面(主梁)形成稳定的三角形结构；与多墩连续梁桥相比，(一对)斜拉索是(弹性)支点而不是桥墩，所以主梁的性能类似于弹性支座上支撑的连续梁，刚度大于悬索桥，而主梁的跨度一般介于梁桥和悬索桥之间。
目前世界上最大的斜拉桥主跨890 m，我国钢结构和混合结构的斜拉桥有南京长江二桥(主跨628m)、上海杨浦大桥(主跨602m)、上海徐浦大桥(主跨590 m)。预应力混凝土结构斜拉桥有重庆长江二桥(主跨444m)、铜陵长江二桥(主跨432m)、云阳汉江大桥(主跨414m)、武汉长江大桥(主跨400m)。斜拉桥是近年来应用最广泛的桥梁。
例3如图4所示，当重力为G的均匀悬索桥处于水平位置时，桥面形成三条平行的钢索。
30、两点间的距离AB = BC = CD = DO，若每根钢索承受的力相同，则每根钢索所受的力为()。
若以零点为旋转轴(假设每根索的张力为F)，则力矩平衡关系可表示如下
解是f = 2/3g，所以选选项d。
点评:与图3相比，图4相当于斜拉桥桥塔一侧的一部分。
实际的斜拉桥非常复杂。只是电缆的分布形式多种多样，如单面或双面电缆、密集电缆或少电缆、平行或放射状电缆等。因此，设计中斜拉索的受力计算要综合多种因素后由大型计算机进行处理，施工中索力的控制和调整也极其精确。这个问题只是最简化的模型(这个问题是全国中学生力学竞赛)。
第四，吊桥
它是以承受拉力的钢索或链索(都叫主缆)为主要承重构件的桥梁。它由主缆、桥塔、锚具、吊索(或吊杆)、桥面等部分组成。基本原理图如图5所示。主缆主要承受拉力，一般采用抗拉强度较高的钢材，能充分利用材料的强度，具有节材、自重轻的特点，因此在各类桥梁中跨越能力最大(跨度可达1000 m以上)。悬索桥的主要缺点是刚度低。
1999年10月，中国第一座跨度超过1000米的特大型悬索桥在江阴正式通车。大桥主跨1385 m，桥梁总长3071 m，桥下通航高度50m，两侧桥塔高196 m。两条横跨长江南北两岸的主缆缠绕在桥顶的鞍座上，由南北锚碇固定。整个桥面和主缆48000吨的重量就挂在这两根主缆上。为方便计算，可将整体结构简化为如图6所示，每根主缆的张力约为()。
24，000吨
c . 65438+20万吨D.24万吨
分析图6中的桥梁承受整个桥面和主缆的总重力和四段钢索的拉力。这些力的合力为零，桥梁处于静力平衡状态。这些力可以等效为一个平面* * *点力系。设其延长线相交于O点，其应力图如图7所示。设总重力为G(4.8×108N)，四节钢索各节拉力为F，则相似三角形关系。
解为f = 5.8× 108n。所以选择选项b。
评论悬索桥的实际计算非常复杂。如果将这个问题简化，学生可以根据中学物理的知识进行估算。