弯桥的受力特点?

2022-07-13 02:13 点击:164 编辑:邮轮网

  1梁体的弯扭耦合作用曲梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩,并且互相影响,使梁截面处于弯扭耦合作用的状态,其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多,这是曲梁独有的受力特点。弯梁桥由于受到强大的扭矩作用,产生扭转变形,其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥;由于弯扭耦合作用,在梁端可能出现翘曲;当梁端横桥向约束较弱时,梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。

  2内梁和外梁受力不均在曲线梁桥中,由于存在较大的扭矩,因而通常会使外梁超载、内梁卸载,尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。由于内、外梁的支点反力有时相差很大,当活载偏置时,内梁甚至可能产生负反力,这时如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座的脱离,即“支座脱空”现象。

  3墩台受力复杂由于内外侧支座反力相差较大,使各墩柱所受垂直力出现较大差异。弯桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外,还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。

  故在曲线梁桥结构设计中,应对其进行全面的整体的空间受力计算分析,只采用横向分布等简化计算方法,不能满足设计要求。

必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下,结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析,充分考虑其结构的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。

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航空母舰理论上可以造多大?

航空母舰能造多大,取决于建造者拥有何等水平的建造能力、以及使用者需要何等规模的航母。虽然美国的超级航母已经是长330米、排水量10万吨的庞然大物,但目前世界上最大的船舶并非航空母舰。

早在上世纪70年代,日本就曾经建造过满载排水量超过80万吨、长度超过450米的超级油轮,虽然航母的建造技术难度远比油轮更高,但仅从船厂硬件条件而言,确实可以满足更大吨位航母的建造。而之所以目前的航母比起上一代没有体积和吨位上的显著突破,问题取决于使用者。航母作为单位建造成本最高的船舶,其建造费用直接影响航母建造规模(航母越大,建造费用就越高,这是个显而易见的问题)。

另一方面,如果航母建造时一味求大,不但会造成技术和成本上的“无底洞”,对于航母的适用范围也将造成影响。对于主要航母使用国家来说,航空母舰需要进行广域化部署,这就使得航母往往要进出一些关键性航道、特别是人工运河。而由于现有的几条关键性运河普遍建造年代久远,其航道较窄较浅、水闸能通过的吨位也有限,这就迫使航母不得不“削足适履”。

因此,从成本和航道通过能力角度而言,目前的超级航母几乎已经接近航母理论吨位和体积的上限。如果未来一些关键性运河的航道、水闸能得以扩容,不排除有更大的航母出现的可能,但仍然可能卡在建造成本这个老问题上。总之,航母理论上能造多大,是个经济和需求问题,而不是技术问题。

10万吨排水量的“福特号”是目前世界排水量最大航空母舰,但从船舶工业的角度来说,理论上建造排水量30~80万吨的航母都不成问题,因为世界上比航母大得多船舶有都是,比如说:VLCC和ULCC等级的超级油轮,排水量都在20万~30万吨,而世界上最大的油轮“诺克.耐威斯号”高达82多万吨的排水量,“福特号”显然是小巫见大巫了。

建造中的“福特级”三号舰“肯尼迪号”。

如果说现在需要建造80万等级的航母在技术上是没有瓶颈的,所需的钢材、机械加工设备、船坞/港机…乃至核反应堆都是现成的,要是集中资源即便是建造慢一些5年内也能建造完成。

随着排水量大幅度增加,舰长/舰宽也会大幅度增加,舰载机甚至可以达到C130“大力神”运输机的体积标准,也就说可以装备类似体积大小的中型隐身轰炸机,使航母战斗力进一步的提高。

就是最难以研制的核反应堆,通常的2座不行不足以让80万吨的航母高速航行,可以安装4座解决,“企业号”核航母安装了8座…既然是超巨型航母有大幅度提高战斗力的可能,建造也没有技术瓶颈为啥不建造呢?这主意就是后勤保障问题和航行通过能力的问题。

我们都知道核动力航母一般来说最长海上执行任务时间为90天,常规型航母是45~60天,就要返回母港进行修正,航母是大型海上作战平台需要有专用的码头进行补给和专用的船坞进行维护,这是必须需要有的港口设施,完善的后勤维修保障才能让航母有更高的妥善率,可以更好的完成下一次任务。

美军大西洋舰队诺福克军港,大西洋舰队几乎所有的航母都是以该军港为母港。

作为航母的母港是很稀缺的,它要求至少有50平方公里的水域面积,水深要在20~30米,这样航母在满载时才能自如的进出,还需要有至少两个以上的出港口,否则敌军沉船或者布雷整个舰队就被封堵在里面了,这样标准的军港非常难找!美国、我国这样海岸线长国土辽阔的国家也才有2~3个,英法也就一个!而适用于30万吨超级油轮进出商港也是凤毛麟角,这样超大型油轮需要专用的锚地,距离海岸线很远,输出原油由管架泵取…好在油轮的自动化程度高船员较少,补给和上岸有交通艇或者拖轮。

而具体到80万吨的航母就麻烦了,吃水太深根本不能停靠码头,也进不了母港只能在锚地停靠,还别说维护保养,就是补给都是极大的麻烦,航空油料、淡水、食品…任务量奇高!任何补给单位都会头痛,简直就是噩梦。

“艾森豪威尔”海湾湾期间通过“苏伊士运河”。

维护保养和补给困难还只是一个方面,通过能力差更让人难以接受,航母是在海上作战的,但是地球是的海洋被陆地分割,“大航海时代”没有巴拿马运河、苏伊士运河时,舰船要绕道非洲好望角和南美的麦哲伦航线,绕航时间非常久所以才有了两个运河,问题是运河对于船的宽度是有限制的,目前美军大西洋舰队已经不走巴拿马运河进入到太平洋了,就是因为巴拿马运河太窄。

二战期间“埃塞克斯级”航母通过巴拿马运河,那时间的航母排水量只有2万吨多一点,从图片上看通过都比较困难(旧运河段),现在航母超过10万吨,新运河的水深够,但是宽度仍然很勉强,80万吨的航母舰底宽度得70米左右(参照“诺克…号”)、飞行甲板宽度得超过100米,这样一个庞然大物根本通不过。

航母别看大,但它属于快反装备,要求迅速抵达战区,通行能力太差绕道“好望角”或者“南美航线”仗已经打完了,到了战区也没意义。

所以,超过10万吨排水量的航母目前不是说建造不出来,而是没需求,也没法对其维护保养或者说太困难了,另外更大的航母意味着造价更高,国力也难以承受…实在是没有必要,维持在目前的10万吨是合理的。

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