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文檔簡介

鋼橋主觀題作業(yè)作業(yè)一:1、鋼橋的重要特點是什么?其合用范圍如何?答:重要優(yōu)點:與常用的其它建筑材料相比,鋼材是一種抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度均較高的勻質(zhì)材料,而其重量則相對較輕。因此,鋼橋具有很大的跨越能力;鋼材有良好的塑性和韌性,是抱負(fù)的彈塑性體,完全符合目前所采用的計算方法和基本概念。因此,鋼橋計算準(zhǔn)確性好,可靠性高;鋼橋構(gòu)件重量輕,便于運(yùn)送和拼裝,加上便于機(jī)械化制造,因此鋼橋的施工期較短,可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益;鋼橋在受到破壞后,易于修復(fù)和更換;鋼的塑性和韌性好,適于承受沖擊和動力荷載,有較好的抗震性能。(對于鐵路橋梁尤為重要)重要缺陷:鋼材易銹蝕,需要經(jīng)常除銹、油漆,養(yǎng)護(hù)費用高;鐵路鋼橋采用明橋面時噪聲大,不合用于人口密集

區(qū)。合用范圍:由于目前我國鋼材緊缺,因此在一般情況下,大、中跨度的橋梁才以采用鋼橋為主。2、鐵路下承式簡支桁架橋的橫向聯(lián)結(jié)系的作用是什么?常用的幾何圖式有哪些?答:橫向聯(lián)結(jié)系的作用:承受并傳遞橫向力,增長結(jié)構(gòu)的橫向抗扭剛度,使橋跨形成空間的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),并使兩片主桁受力均勻。常用幾何圖式有:3、對簡支梁橋,支座的布置原則是什么?答:一端設(shè)立固定支座,一端設(shè)立活動支座。對坡道上的橋梁,固定支座應(yīng)設(shè)在較低一端。4、簡述正交異性板的概念。答:在鋼橋面板(或鋼箱梁上翼緣)下布設(shè)縱向及橫向的、開口或閉口的加勁肋而形成的一種構(gòu)造。由于加勁肋在平面縱橫兩個方向正交,又橋面板在兩個方向的抗彎剛度不同,故得此名。正交異性板具有很高承載能力,可以顯著減輕鋼梁的自重。5、斜拉橋的重要受力構(gòu)件有哪些?

漂浮體系的斜拉橋是什么意思?答:斜拉橋的重要受力構(gòu)件有主梁、斜拉索和索塔。在豎向荷載作用下,梁以受彎為主,塔以受壓為主,斜索則承受拉力。對墩塔固結(jié)、塔梁分離的斜拉橋,若將中間支點的支承改為吊索,就稱為漂浮體系的斜拉橋。它可以減小索塔支點處梁的負(fù)彎矩,但梁的橫向變位應(yīng)加以約束。6、圖示說明懸索橋的組成及各組成部分的作用。答:懸索橋以主纜、橋塔和錨碇為重要承重構(gòu)件,以加勁梁、吊索和鞍座等為輔助構(gòu)件。橋面荷載經(jīng)加勁梁、吊索傳給主纜,再由主纜傳至橋塔和兩端的錨碇。受拉的主纜為重要的承重構(gòu)件;橋塔受壓,作用是支承大纜;錨碇受拉拔反力,作用是固定主纜端頭、防止其走動;加勁梁重要起支承和傳遞荷載的作用;吊索的作用是將作用于加勁梁上的恒載及活載向主纜傳遞;塔頂主鞍用作主纜跨過塔頂?shù)闹С?承受主纜產(chǎn)生的巨大壓力并傳遞給橋塔。7、栓焊鋼橋的制造需通過哪些工藝過程?答:常規(guī)鋼橋制造涉及下列工藝過程:作樣、號料、切割、矯正、邊沿加工、制孔、組焊、焊接、整形、檢查、試裝等。8、已知某單線鐵路簡支栓焊桁架橋,跨度l=64m,設(shè)計荷載為中活載,主桁尺寸如圖所示。試計算主桁斜桿A3E4在主力作用下的桿件內(nèi)力。答:1、恒載內(nèi)力計算(1)恒載集度的假定參照已有設(shè)計,取主桁14.5kN/m聯(lián)結(jié)系2.8kN/m橋面系6.8kN/m高強(qiáng)螺栓0.5kN/m檢查設(shè)備1.0kN/m故每片桁梁重p1=(14.5+2.8+6.8+0.5+1.0)÷2=12.8kN/m橋面重(雙側(cè)設(shè)鋼筋混凝土人行道板)p2=5kN/m(每片主桁)故每片主桁所受恒載集度p=p1+p2=12.8+5.0=17.8kN/m可偏安全地取為p=18kN/m(2)影響線面積Ω的計算作出斜桿A3E4的影響線,如下圖所示。則影響線最大縱距

影響線加載長度及頂點位置

所以,影響線面積

(3)由于恒載所生內(nèi)力

2、列車活載內(nèi)力計算(1)求換算均布活載k按加載長度及頂點位置查表求得每片主桁的k值

(2)沖擊系數(shù)

運(yùn)營動力系數(shù)

(3)活載發(fā)展均衡系數(shù)η值的計算η=1+(amax-a)/6對簡支桁架梁橋,跨中弦桿(此算例中為弦桿A3A3′)的k值最小,故其a值最大。弦桿A3A3′的加載長度l=64m,頂點位置α=0.5,查表得k=45.6kN/m,故則對斜桿A3E4

(4)活載所生內(nèi)力(涉及沖擊力)為:

3、主力作用下斜桿A3E4的內(nèi)力

計算疲勞時的最大內(nèi)力

作業(yè)二:1、目前鋼橋采用的連接方式有哪些?什么是栓焊鋼橋?答:鋼橋連接指:涉及將型鋼、鋼板組合成桿件與部件,也涉及將部件及桿件連接成鋼橋整體。連接方式有:鉚接、焊接、栓接。栓焊鋼橋是指工廠(板件的)連接采用焊接,工地(桿件的)連接采用高強(qiáng)度螺栓連接。

2、下承式桁架橋的橋面構(gòu)造有哪幾種形式?答:有明橋面與道碴橋面兩種。3、鋼支座及盆式橡膠支座的活動機(jī)理分別是什么?答:鋼支座是靠鋼部件的滾動、搖動和滑動來完畢支座的位移和轉(zhuǎn)動功能的。盆式橡膠支座是運(yùn)用橡膠塊在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì)(適度不均勻壓縮)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動,依靠聚四氟乙烯板與不銹鋼板之間的低摩擦系數(shù)來實現(xiàn)水平位移。4、主桁桿件的截面形式有哪幾種?各有何優(yōu)缺陷?答:主桁焊接桿件的截面形式重要有兩類:H形截面和箱形截面。焊接H形截面由兩塊豎板(翼板)和一塊水平板(腹板)焊接而成。這種截面的優(yōu)點是構(gòu)造簡樸,易于施焊,焊接變形較易控制,安裝方便;局限性的是截面對x-x軸的回轉(zhuǎn)半徑比對y-y軸的小很多,當(dāng)采用H形桿件作壓桿時,基本允許應(yīng)力的折減相稱大。因此,對內(nèi)力不很大的桿件或長細(xì)比相對較小的壓桿,采用H形截面才是比較適宜的。焊接箱形截面由兩塊豎板和兩塊水平板焊接而成。其抗扭剛度大,且對兩個主軸的回轉(zhuǎn)半徑相近,在承受壓力方面優(yōu)于H形桿件。但是箱形截面的桿件制造較費工,焊接變形也較難控制和修整,因此通常只用于內(nèi)力較大和長細(xì)比較大的壓桿或拉—壓桿件,一般在特大跨度鋼桁梁橋中采用。5、簡述下弦桿的截面設(shè)計環(huán)節(jié)。答:下弦桿截面設(shè)計的重要環(huán)節(jié)如下:1)從靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度入手,求所需的凈截面積Aj;2)根據(jù)已有的設(shè)計經(jīng)驗,取桿件的凈截面積Aj為毛截面積Am的0.85倍;3)選定下弦桿的截面形式,根據(jù)Am及決定桿件截面外廓尺寸的原則,擬定桿件的寬度b、高度h以及板厚δ;4)計算桿件端部連接所需要的螺栓數(shù);5)算出實際的凈截面積Aj,進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及疲勞的驗算,如不滿足任一規(guī)定,則需重新設(shè)計。6、下承式鋼板梁橋的合用范圍?答:下承式鋼板梁橋由于增長了橋面系,用料較多,制造也費工,且其寬度大,無法整孔運(yùn)送,更增添了裝運(yùn)與架梁的工作量。因此當(dāng)鐵路橋梁需采用板梁橋時,應(yīng)盡也許不采用下承式而采用上承式。但是,當(dāng)橋面標(biāo)高不宜提高而對橋下凈空有規(guī)定期,則應(yīng)考慮采用下承式鋼板梁橋。這是由于其有建筑高度h(自軌底至梁底)小的優(yōu)點。7、與簡支桁架橋相比,連續(xù)桁架橋有何優(yōu)點?答:便于采用伸臂法架設(shè)鋼梁;具有較大的豎向剛度和橫向剛度;節(jié)約鋼材;較易修復(fù)。8、已知某單線鐵路簡支栓焊桁架橋,跨度l=64m,主桁圖式及尺寸同題63。試計算下弦桿E2E4在縱向制動力作用下的桿件內(nèi)力。答:解:按相應(yīng)于下弦桿E2E4在主力作用下時的靜活載計算。靜活載按最不利位置布置,如下圖所示,根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)所述方法,當(dāng)三角形影響線頂點左邊的活載之和Ra與頂點右邊的活載之和Rb滿足下列等式時,即為產(chǎn)生最大桿件內(nèi)力的活載位置。解得x=10.4m故橋上靜活載總重P=220×5+92×30+80×(10+10.4)=5492kN制動力T=0.07P=0.07×5492=384.4kN下弦桿E2E4在縱向制動力作用下的桿件內(nèi)力為作業(yè)三:1、請寫出我國已建成的最大跨度的拱橋、斜拉橋及懸索橋的名稱、主跨跨度。答:拱橋:重慶朝天門長江大橋,552m;斜拉橋:蘇通長江公路大橋,1088m;懸索橋:西堠門大橋,1650m。2、何為橋面系?其作用是什么?答:橋面系由縱梁、橫梁及縱梁間的聯(lián)結(jié)系構(gòu)成,其作用是支承橋面荷載并將其傳給主桁架。3、對簡支桁架橋,為什么需設(shè)立上拱度?答:對桁梁橋撓度的限制可以改善線路的運(yùn)營質(zhì)量,但撓度限制過嚴(yán)會給桁梁橋的設(shè)計帶來困難,同時會使高強(qiáng)度鋼材的使用受到限制。假如在限制撓度的同時,再把桁梁橋預(yù)先做成向上拱的曲線,即預(yù)設(shè)了上拱度,則較易滿足規(guī)定。4、桁架橋如何進(jìn)行簡化計算?答:簡化計算方法的基本原理是:把較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)簡化為較簡樸的平面結(jié)構(gòu),近似考慮各平面結(jié)構(gòu)之間的互相作用,按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計算。將平面內(nèi)各桿件軸線所形成的幾何圖形作為計算圖式,并假定桁架各節(jié)點均為鉸接。5、在主桁弦桿附加力計算中采用有車風(fēng)力還是無車風(fēng)力?為什么?答:采用有車風(fēng)力。對弦桿最不利的組合一般都是橋上有車時的情況。6、上承式鋼板梁橋的主梁采用變截面的形式有哪些?答:跨度較大時,常做成變截面形式,即翼緣在跨中區(qū)段變寬或變厚,或者采用多層蓋板。在截面變化處,沿厚度及寬度方向做成斜坡。7、已知下弦桿E2E4所受軸力為:主力作用下NⅠ=3340kN,橫向附加力作用下Nw=498.9kN,制動力作用下NT=192.2kN,試擬定E2E4桿件的計算內(nèi)力。答:解:主力+橫向附加力:NⅡ=NⅠ+Nw=3340+498.9=3838.9

kN(主力控制)主力+縱向附加力:

NⅢ=NⅠ+NT=3340+192.2=3532.2

kN

(主力控制)因此下弦桿E2E4的計算內(nèi)力取為3340kN。作業(yè)四:1、圖示鐵路下承式簡支桁架橋的主桁架的常用類型,并敘述其重要特性。答:圖(a)表達(dá)的幾何圖式稱為三角型腹桿體系,構(gòu)造簡樸,部件類型較少,適應(yīng)設(shè)計定型化,有助于制造與安裝;圖(b)桁架稱為豪式桁架。在豎向荷載作用下,圖(b)的豎桿較圖(a)的豎桿受力大,受壓斜桿的數(shù)量也較多,并且弦桿內(nèi)力在每個節(jié)間都有變化,因而圖(b)采用相對較少;圖(c)~圖(e)為幾種上承式桁梁的幾何圖式。對于中檔跨度的上承式桁梁橋,其主桁圖式常用圖(c)而較少采用圖(d),這是由于圖(d)的端豎桿要傳遞較大的支承反力,因而端豎桿用料較多。對于小跨度的桁梁橋,也可做成圖(e)所示的結(jié)構(gòu)型式;對于大跨度(跨度在80m以上)的下承式鐵路桁梁橋,曾經(jīng)采用過上弦為折線形的主桁圖式,見圖(f)。但由于上弦為折線形,桿件和節(jié)點的類型多,不利于制造、安裝與修復(fù),因此,這種圖式在我國早已不用了。大跨度的下承式桁梁橋,主桁仍可采用圖(a)所示的三角型腹桿體系;對于特大跨度的桁梁,主桁常采用圖g)所示的再分式或圖(h)所示的米字型圖式。為了兼顧橋梁工廠現(xiàn)有的設(shè)備(節(jié)間長度仍能采用8m),且斜桿仍需具有適當(dāng)?shù)膬A度,則采用圖(g)或圖(h)可以增大桁高。2、橋面系的縱梁與橫梁是如何連接的?答:在縱梁腹板上設(shè)一對連接角鋼,與橫梁腹板相連,在縱梁上下翼緣上各設(shè)一塊魚形板,與橫梁及相鄰的縱梁的翼緣相連。3、支座的重要作用是什么?常用的支座類型有哪些?答:支座的作用是固定橋跨結(jié)構(gòu)的對的位置,將上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞到墩臺上,并能適應(yīng)活載、溫度變化、混凝土收縮與徐變等因素所產(chǎn)生的變位(位移和轉(zhuǎn)角),使上、下部結(jié)構(gòu)的實際受力情況符合設(shè)計的計算圖式。常用的支座類型有:鋼支座及盆式橡膠支座。4、什么是橫向框架效應(yīng)?答:橫向框架由橫梁、主桁豎桿和橫向聯(lián)結(jié)系的楣部桿件構(gòu)成。橫向框架效應(yīng)是指當(dāng)橫梁在豎向荷載作用下梁端發(fā)生轉(zhuǎn)動時,豎桿的上端和下端均將產(chǎn)生力矩。5、引入活載發(fā)展均衡系數(shù)的作用是什么?答:為了保證鐵路鋼橋在較長的時期內(nèi)能適應(yīng)機(jī)車車輛重量增長的需要,設(shè)計時必須為現(xiàn)今使用的列車活載預(yù)留一個發(fā)展系數(shù)。預(yù)留的方法是讓設(shè)計允許應(yīng)力低于實際能允許的應(yīng)力,也就是有一個預(yù)留的活載發(fā)展倍數(shù)n。n=0.2a+1.2,其中a=NP/[(1+μ)Nk]。為了使所有桿件的n達(dá)成相同,就引入了活載發(fā)展均衡系數(shù)η

,對不同桿件通過對活載加大不同的η

倍,使各桿均具有相同的amax,

相同的nmax

。η=1+(amax-a)/6,其中:amax

為主桁所有桿件的a值中最大者a=NP/[(1+μ)Nk]6、簡述豎桿的截面設(shè)計環(huán)節(jié)。答:豎桿又分為立桿和吊桿。在下承式桁架橋中,立桿不需計算,而采用與吊桿相同的截面尺寸;吊桿除受到軸向拉力外,還受到橫向框架作用產(chǎn)生的彎矩,故吊桿為拉彎構(gòu)件。其截面設(shè)計的環(huán)節(jié)為:先按主力作用下的中心受拉桿件計算出所需的截面積及截面尺寸,然后按(主力+附加彎矩)作用下的拉彎構(gòu)件去檢算所選截面的疲勞強(qiáng)度和剛度。7、吊桿A3E3與橫梁及橫向聯(lián)結(jié)系的楣桿構(gòu)成的橫向框架如下圖所示。已知吊桿A3E3的截面慣性矩Is=38200cm4,橫梁的截面慣性矩Ib=651000cm4,縱梁作用于橫梁上的豎向荷載R=873kN,鋼的彈性模量E=2.06×105MPa。試計算吊桿A3E3下端的彎矩值。解:簡支橫梁跨中最大彎矩M=873×1.875=1636.9kN·mμ=(a+b)/B=(5750-1875)/5750=0.674β=h′/h=5775/(5775+4580)=0.558橫梁在框架面內(nèi)的剛度系數(shù)ib=EIb/B=2.06×1011×651000×10﹣8/5.75=2.33×108N·m吊桿在框架面內(nèi)的剛度系數(shù)is=EIs/h′=2.06×1011×38200×10﹣8/5.775=1.36×107N·m故吊桿A3E3下端的彎矩值為作業(yè)五:1、

如何定義鋼橋?答:一般是指一座橋梁的橋跨結(jié)構(gòu)用鋼(鋼板、型鋼、鑄件、鋼絲作為基本構(gòu)件)制成,而墩臺、索塔等則可用其它材料建造。2、簡支桁架橋如何實現(xiàn)上拱度的設(shè)立?答:上拱度曲線取為恒載與一半靜活載所生的撓度曲線(但方向相反)。上拱度設(shè)立時,是讓各節(jié)間下弦桿的長度不變(則縱梁長度就可不變)、腹桿的長度不變、斜桿和上弦桿的交角不變,而只讓上弦桿的理論長度加長一點。3、簡述上弦桿的截面設(shè)計環(huán)節(jié)。答:上弦桿截面設(shè)計的重要環(huán)節(jié)如下:1)選定截面形式并估算桿件的長細(xì)比λ(涉及λx、λy)的值;2)根據(jù)估算的λx及λy值,取其較大者查表得到整體穩(wěn)定允許應(yīng)力折減系數(shù)φ1,則選取桿件的毛截面積為

3)根據(jù)選取的Am,選配組成桿件的各板件的尺寸,擬定桿件寬度b、截面高度h以及板件厚度δ值;4)計算所選截面的截面特性,進(jìn)行總體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定及剛度的驗算。4、敘述鋼箱梁橋的重要構(gòu)造特點。答:1)為增強(qiáng)鋼梁的整體性,提高梁體抗失穩(wěn)的能力,沿梁長每隔一定距離需設(shè)立橫隔板。多數(shù)情況下中間橫隔板不是一塊實心板,而是與箱梁四壁連為一體的橫向框架。2)當(dāng)橫隔板間距較大時,為防止受壓翼緣局部失穩(wěn)而需設(shè)立橫向加勁肋。3)為保證受壓翼緣及腹板的局部穩(wěn)定,在受壓區(qū)還需設(shè)立縱向加勁肋。5、現(xiàn)代斜拉橋為什么要采用密索距?答:采用密索距有以下優(yōu)點:主梁中的彎矩小;錨固點的構(gòu)造簡樸;伸臂施工時所需輔助支撐較少;每根斜索的截面較小,斜索制造更換較容易。6、簡述懸索橋的主纜類型及施工方法。答:懸索橋的主纜可采用鋼絲繩和平行鋼絲束兩種形式,前者一般用于小跨度的懸索橋,后者則合用于各種跨度的懸索橋。鋼絲繩由鋼絲捻成股,再由股捻成繩;平行鋼絲束先由平行鋼絲組成絲股,再由若干絲股組成密實的主纜,根據(jù)其架設(shè)方法可分為空中送絲法和預(yù)制平行絲股法。7、已知某單線鐵路簡支栓焊桁架橋,跨度l=64m,主桁圖式及尺寸同題63,橋門架圖式及尺寸如下圖所示。橋上無車時的風(fēng)荷載強(qiáng)度為W=1250Pa,試計算主桁斜桿A1E0及下弦桿E2E4在橫向風(fēng)力作用下的桿件內(nèi)力。解:1、求平縱聯(lián)弦桿的內(nèi)力橋上有車時的風(fēng)荷載強(qiáng)度為W

′=0.8W=1000Pa上、下平縱聯(lián)所受的橫向風(fēng)力分布集度(單位長度上的橫向風(fēng)力)分別為ω風(fēng)上=[0.5×0.4×H+0.2(h+3.0)×(1-0.4)]×W

′(kN/m)ω風(fēng)下=[0.5×0.4×H+1.0(h+3.0)×(1-0.4)]×W

′(kN/m)取h=縱梁高+鋼軌枕木高=1.29+0.40=1.69m故ω風(fēng)上=[0.5×0.4×11+0.2×(1.69+3.0)×0.6]×1000=2762.8N/m=2.76kN/mω風(fēng)下=[0.5×0.4×11+(1.69+3.0)×0.6]×1000=5014N/m=5.01kN/m則在橫向風(fēng)力作用下的下弦桿E2E4的內(nèi)力為2、橋門架效應(yīng)

作用在橋門架上的風(fēng)力腿桿反彎點位置端斜桿A1E0所受附加彎矩為

端斜桿A1E0所受附加軸力為下弦桿E2E4所受附加軸力為第一章緒論1鋼橋分類:根據(jù)重要承重結(jié)構(gòu)的受力體系可以分:梁式橋,拱橋,剛構(gòu)橋,斜拉橋,懸索橋和混合體系橋梁。梁式橋:豎向荷載作用,只產(chǎn)生豎向反力按受力體系:簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁按結(jié)構(gòu)形式:鋼板梁、鋼箱梁、鋼桁梁、結(jié)合梁拱橋:豎向荷載作用,除產(chǎn)生豎向反力外,還產(chǎn)生水平推力按有無推力:有推力拱——設(shè)立堅固基礎(chǔ)無推力拱(系桿拱)——于拱兩端設(shè)立拉索或梁剛構(gòu)橋:重要承重結(jié)構(gòu)為偏心受壓和受彎構(gòu)件斜拉橋:高次超靜定結(jié)構(gòu),關(guān)鍵在高塔施工和索力控制懸索橋:(吊橋),以主攬為重要承重結(jié)構(gòu),主攬只受拉力2鋼橋優(yōu)缺陷:優(yōu)點:*鋼材抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度高,重量輕,跨越能力大。鋼材可加工性能好,可用于復(fù)雜橋型和景觀橋。*材質(zhì)均勻,實際應(yīng)力與計算值接近,安全可靠*適合工業(yè)化方法制造,質(zhì)量可靠,便于運(yùn)送,便于無支架施工,工地安裝速度也快。*韌性延性好,可提高抗震性能。*壽命長,易于修復(fù)和更換,可回收運(yùn)用。缺陷:動載作用下,疲勞問題突出。易腐蝕,需要經(jīng)常檢查和按期油漆,維護(hù)費用高。鐵路鋼橋行車時噪聲與振動均比較大。3鋼橋設(shè)計的一般規(guī)定和原則必須有足夠的整體剛度、具有必要的橫向剛度、滿足使用階段的受力和工作性能規(guī)定,在施工過程中滿足應(yīng)力和變形的規(guī)定、防腐、疲勞設(shè)計、不應(yīng)有未栓合或未焊合的接觸部分、應(yīng)盡也許減少構(gòu)件和零件的種類,鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件計盡也許標(biāo)準(zhǔn)化,使同型構(gòu)件能互換、鋼橋在安裝或檢修支座時在結(jié)構(gòu)上應(yīng)預(yù)設(shè)可供頂起用的結(jié)構(gòu)4結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算原則結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力按彈性受力階段擬定。變形按構(gòu)件毛截面計算,不考慮釘(栓)孔削弱的影響。為簡化計算,可將橋跨結(jié)構(gòu)劃分為若干個平面系記錄算,但應(yīng)考慮各個平面系統(tǒng)的共同作用和互相影響。平面計算方法中,可以采用荷載橫向分布系數(shù)考慮橋梁結(jié)構(gòu)空間作用的影響。5鋼橋設(shè)計計算方法:允許應(yīng)力法和半概率極限狀態(tài)設(shè)計法σ<=γ[σ]σ—結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)荷載的計算應(yīng)力,荷載組合系數(shù)為1γ—不同荷載組合的允許應(yīng)力提高系數(shù)[σ]—允許應(yīng)力,為屈服強(qiáng)度/1.76疲勞驗算方法:拉-拉或拉-壓(以拉為主)的構(gòu)件壓-拉(以壓為主)的構(gòu)件第三章橋面結(jié)構(gòu)1鋼橋橋面構(gòu)造組成及各部分作用:*橋面梁格,橋面板,橋面鋪裝,排水防水系統(tǒng),人行道或護(hù)輪帶,欄桿,照明燈具和伸縮縫等組成。*橋道梁:把橋面板上的何在傳遞給主梁的作用。橋面板:直接承受活載并傳遞給橋道梁或主梁的重要結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝:提供主輪摩擦力,分散荷載,保護(hù)主梁。2橋面板分類:公路鋼橋橋面板的結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土橋面板(RC橋面板)、預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板(PC橋面板)、鋼橋面板鐵路橋橋面的形式:明橋面、道碴橋面3鋼橋橋面標(biāo)高調(diào)整的方法有哪些:*調(diào)整墩臺頂面標(biāo)高。*鋼梁腹板采用不同的截面高度。*采用變厚度橋面或設(shè)立三角墊層。*根據(jù)橋面標(biāo)高需要橋面板設(shè)立不同高度的倒梯形梗肋。4為什么鋼橋橋面板的強(qiáng)度和裂縫寬度比混凝土橋規(guī)定高:*直接承受車輪作用沖擊作用,活載比例大,容易疲勞破壞*鋼橋剛度小,縱梁與主梁剛度差別大,橋面板受力不勻*板厚與梁高的比值小,尺寸誤差影響大*直接承受超重車輛車輪集中荷載,使承受的實際荷載大于設(shè)計荷載。*鋼橋易腐蝕5鋼橋面板三個基本結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)系I:由頂板和縱肋組成的結(jié)構(gòu)系當(dāng)作是主梁(橋梁重要承載構(gòu)件)的一個組成部分,參與主梁共同受力,稱為主梁體系。結(jié)構(gòu)系Ⅱ:由縱肋、橫肋和頂板組成的結(jié)構(gòu)系,頂板被當(dāng)作縱肋、橫肋上翼緣的一部分。結(jié)構(gòu)系H起到了橋面系結(jié)構(gòu)的作用,把橋面上的荷載傳遞到主梁和剛度較大的橫梁,稱為橋面體系結(jié)構(gòu)系Ⅲ:本結(jié)構(gòu)系把設(shè)立在肋上的頂板當(dāng)作是各向同性的連續(xù)板,這個板直接承受作用于肋間的輪荷載,同時把輪荷載傳遞到肋上,稱為蓋板體系。第四章鋼板梁橋1鋼板梁組成及各部分作用:*組成:主梁、橫向聯(lián)結(jié)系,縱向連接系,橋面系組成,形成格子梁體系。*主梁:整個橋梁的承重作用,把荷載傳遞給支座。*橫向聯(lián)結(jié)系:把各個主梁連接成整體,起到荷載橫向分布、防止主梁的側(cè)向失穩(wěn)作用。有實腹式梁和空腹式桁架形式。*縱向聯(lián)結(jié)系:桁架式結(jié)構(gòu),作用是加強(qiáng)橋梁的整體穩(wěn)定性、與橫梁共同承擔(dān)橫向力和扭矩的作用。*橋面系:把橋面荷載傳遞到主梁和橫梁。2鐵路橋擬定主梁中心距d時考慮的因素:*橋枕或RC橋面的合理跨度—d為1.8~2.5m*橋跨結(jié)構(gòu)的橫向抗傾覆規(guī)定,d不能太小。*橋梁橫向剛度的規(guī)定:d>=L/20*下承式板梁橋下凈空的規(guī)定(4.88m)*整孔施工架設(shè)時的寬度規(guī)定。3鐵路梁高制定期考慮的因素:主梁梁高設(shè)計規(guī)定:*用鋼量最?。髁旱呢Q向撓度滿足規(guī)定*腹板寬度為常規(guī)軋制鋼板尺寸,避免拼接或裁剪*橋跨的建筑高度最小*滿足運(yùn)送規(guī)定*相近跨度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化(即采用相同腹板厚度)4提高腹板穩(wěn)定臨界應(yīng)力的重要方法有:*設(shè)加勁肋:更有效*增長板厚:效果不明顯5縱橫向連接系的作用:橫向連接系作用:*防止主梁側(cè)傾試問*起到荷載分派作用*與主梁及縱向連接系構(gòu)成空間桁架抵抗水平荷載*橋梁安裝架設(shè)是主梁的定位*抵抗橋梁扭矩*在橋面板端部起到橫向支承的作用。前三作用當(dāng)橫聯(lián)設(shè)立于跨間時有效,后2設(shè)立于支撐處有效縱向連接系作用:*將地震荷載風(fēng)荷載等水平力傳遞到支座*防止主梁下翼緣的側(cè)向變形和橫向振動*與主梁及縱向連接系構(gòu)成空間桁架抵抗水平荷載及扭矩*橋梁安裝架設(shè)是主梁的定位第五章鋼箱梁橋1鋼箱梁的重要受力特點:*箱梁受力特點:典型的閉口薄壁結(jié)構(gòu)2鋼箱梁的組成及各部分作用:因其橫向剛度大,可不設(shè)縱連*重要由主梁,橫向連接系和橋面系組成。*主梁:整個橋梁的承重作用,把荷載傳遞給支座。*橫向聯(lián)結(jié)系:把各個主梁連接成整體,起到荷載橫向分布、防止主梁的側(cè)向失穩(wěn)作用。*橋面系:把橋面荷載傳遞到主梁和橫梁??v梁:1主梁間距較大時,減小砼橋面跨徑,2提高鋼橋面板的剛度橫梁:1對于雙箱或多箱,使主梁受力均勻,2支承縱梁或橋面板,3端橫梁有效提高橋梁整體抗扭能力和分散支點反力3橫隔板的作用及重要形式:*減少鋼箱梁的畸變和橫向彎曲變形,增長整體剛度,分散局部荷載的作用。*類型:中間橫隔板:實腹式,框架式,桁架式。支點橫隔板:通常采用實腹式,分為兩支座形式和單支座形式第六章組合梁橋1剪力連接件的分類:*結(jié)構(gòu)形式:剛性:一般采用角鋼或槽鋼,伸入砼中阻止板對梁的剪移;柔性:采用斜鋼筋或螺旋鋼筋,防止砼板向上脫開;焊釘:焊接于鋼梁翼緣的大頭螺釘;PBL(開孔鋼板連接器)孔中混凝土承擔(dān)鋼梁與混凝土板間的錯動剪應(yīng)力。2連接件承受的重要外荷載:*恒載,活載,預(yù)應(yīng)力,混凝土干燥收縮,混凝土板與鋼梁間的溫差等。第七章剛桁梁橋1桁梁的組成及各部分作用:*組成:主桁、聯(lián)結(jié)系、橋面系、橋面*主桁作用:重要承重結(jié)構(gòu),承受豎向荷載,將荷載通過支座傳給墩臺*聯(lián)結(jié)系作用:使主桁架聯(lián)結(jié)形成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu),承受橫向荷載。分為縱向連接系(上平縱連,下平縱連)橫向連接系(端橫聯(lián),中橫聯(lián))*橋面系作用:傳遞荷載,將兩片縱梁連成整體、*橋面作用:供車輛和行人走行的部分2連續(xù)桁梁橋的特點:*連續(xù)梁最大彎矩比等跨簡支梁小,可節(jié)省8%~10%的鋼材;*橋墩上只有一個支座,墩帽所需尺寸較簡支梁??;*連續(xù)梁的橫向及橫向剛度均比簡支梁大,故行車平順,或同剛度下,連續(xù)梁梁高可小一些;*是超靜定結(jié)構(gòu),可調(diào)整支座標(biāo)高來調(diào)整桿件內(nèi)力,使受力均勻*適合于懸臂拼裝或采用縱向拖拉及頂推法安裝就位;*局部破壞時,損害相對較小,修復(fù)較容易;*每聯(lián)常采用兩跨或三跨,一般不超過五跨;*二孔連續(xù)梁做成等跨,三孔時最佳為7:8:7或做成等跨。3主桁架的幾何特點三角形桁架,合用于大、中、小各跨徑,構(gòu)造簡樸,施工方便、斜桿式形桁架桿件規(guī)格多,制造、施工不方便,現(xiàn)已不采、K形桁架桿件規(guī)格多連接多縱橫梁多,桿件短小輕便、雙重腹桿形桁架合用于大跨徑橋梁4主桁架的重要尺寸:桁架高度、節(jié)間長度、斜桿傾角、主桁架中心距5主桁桿件截面形式H形截面:組裝簡樸,采用全自動焊容易矯正焊接變形,螺栓安裝方便;截面繞X軸剛度小,用作壓桿不經(jīng)濟(jì),平置時腹板必須開泄水孔箱形截面截面:對X、Y軸剛度大,板厚相對H形薄;組裝、焊接、矯正焊接變形、安裝螺栓比H形費工費事6擬定主桁桿件的外輪廓尺寸需考慮的因素①同一主桁中各桿寬度b必須一致,便于用節(jié)點板相連②上下弦桿在各節(jié)間的高度應(yīng)盡也許一致③外輪廓尺寸應(yīng)兼顧剛度和經(jīng)濟(jì)④應(yīng)考慮自動電焊小車在豎板的槽內(nèi)行走⑤根據(jù)工廠組裝胎型和機(jī)器樣板的標(biāo)準(zhǔn)栓線網(wǎng)絡(luò)布置7縱梁的斷縫:減少縱梁的軸力,減少橫梁的水平彎矩。大跨鋼桁梁宜將縱梁切斷。兩斷縫的間距,不大于80m。8桁架節(jié)點構(gòu)造形式及特點:外貼式節(jié)點:構(gòu)造簡樸、拼接方便、弦桿可以連續(xù)不斷地通過節(jié)點內(nèi)插式節(jié)點:用鋼量少、制造復(fù)雜,合用于大跨度桁梁全焊節(jié)點:工地焊縫太多,焊接變形不易控制9節(jié)點強(qiáng)度檢算:節(jié)點板撕破強(qiáng)度檢算、節(jié)點板中心豎直截面的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力驗算、腹桿與弦桿之間節(jié)點板水平截面的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力驗算10橋跨結(jié)構(gòu)橫向剛度規(guī)定《鐵路橋規(guī)》規(guī)定:下承式簡支桁梁及連續(xù)桁梁的邊跨,其寬度與跨度之比不宜小于1/20,11節(jié)點的受力規(guī)定及構(gòu)造規(guī)定:受力規(guī)定:*各桿件截面重心線應(yīng)盡量在節(jié)點處交于一點;*主桁桿件所需螺栓數(shù)按桿件的承載力計算;聯(lián)結(jié)系桿件所需螺栓數(shù)按桿件的內(nèi)力計算;*有條件時,桿件進(jìn)入節(jié)點板的第一排螺栓數(shù),可少布置幾個;*弦桿在節(jié)點中心斷開時,應(yīng)用節(jié)點板和拼接板連接;*所有桿件盡量向節(jié)點中心靠攏,節(jié)點板尺寸??;*必要時,在節(jié)點板自由地段設(shè)立加勁角鋼或隔板。構(gòu)造規(guī)定(制造、安裝和養(yǎng)護(hù)規(guī)定):*節(jié)點板形狀簡樸端正,不得有凹角;*標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點板,螺栓位置應(yīng)按機(jī)器樣板的標(biāo)準(zhǔn)栓線網(wǎng)格布置;*同一桿件兩端的螺栓排列應(yīng)盡量一致;*工地安裝螺栓,均應(yīng)考慮施工的方便;*立柱與上弦桿的連接及端節(jié)點的構(gòu)造應(yīng)考慮施工臨時荷載;*節(jié)點內(nèi)不得有積水、積塵的死角及難于油漆和檢查的地方。12活載發(fā)展系數(shù)n,活載均衡發(fā)展系數(shù),的定義計算(n,a概念公式):定義:按設(shè)計允許應(yīng)力[σ]與現(xiàn)行《鐵路橋規(guī)》中的“中—活載”設(shè)計的鋼橋,事實上能承受更高等級的活載(通常稱為檢定活載等級)。這個事實上能承擔(dān)的高等級活載(檢定活載)與設(shè)計活載的比值,稱為該橋預(yù)留的活載發(fā)展系數(shù)。1、簡述國內(nèi)外鋼橋發(fā)展的現(xiàn)狀及特點??

答:現(xiàn)在鋼橋采用的重要技術(shù)有:(1)高強(qiáng)度低合金鋼、預(yù)應(yīng)力鋼筋、高標(biāo)號混凝土、聚合物等新材料的應(yīng)用;(2)橋梁上部結(jié)構(gòu)采用正交異性剛橋面板和鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu),箱型梁、高次超靜定結(jié)構(gòu)(多為連續(xù)梁、斜腿鋼架、斜拉橋、各種組合體系等);(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面可以針對不同情況,按需要進(jìn)行非線性(材料非線性、集合非線性)分析、空間分析、動力分析、可靠性分析;(4)施工工藝方面用鉆孔樁機(jī)械(土層及巖層)、大直徑樁、雙臂鋼圍堰、自升式平臺等修建深水基礎(chǔ),用焊接、高強(qiáng)度螺栓、預(yù)應(yīng)力等方式進(jìn)行連;用懸臂施工(混凝土灌注及各種預(yù)制件的拼裝)及整體架設(shè)等方法減低造價并壓縮工期.?2、簡述鋼橋設(shè)計計算的基本方法和重要計算內(nèi)容??

答:國內(nèi)外鋼橋設(shè)計重要采用允許應(yīng)力法和半概率極限狀態(tài)設(shè)計法。(1)允許應(yīng)力法,以彈性設(shè)計理論為基礎(chǔ),但該方法不能充足反映不同荷載的記錄特性,較大限度的依賴經(jīng)驗,它將逐步被一概率記錄和可靠度理論為基礎(chǔ)的概率極限設(shè)計法所取代。(2)辦概率極限設(shè)計法,根據(jù)不同荷載和材料與構(gòu)件的記錄特性采用分項安全系數(shù)表達(dá)。?3、簡述鋼橋的重要材料的種類、表達(dá)方法和重要特點??

答:鋼橋的重要材料有結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)鋼絲、高強(qiáng)螺栓、優(yōu)質(zhì)鋼、鍛鋼、鑄鋼、焊條和焊絲等材料;表達(dá)方法是:(1)鋼板,表達(dá)方法為”PL-寬*厚*長”,(2)型鋼:(a)角鋼,表達(dá)方法為L肢寬*肢厚*長度和L長肢寬*短肢寬*肢厚*長度,(b)工字鋼,普通工字鋼為I號數(shù)(界面高度cm和腹板厚度a、b、c),輕型工字鋼OI號數(shù)(界面高度cm和腹板厚度a、b、c),(c)普通槽鋼,[號數(shù)(界面高度cm和腹板厚度a、b、c),輕型槽鋼,Q[號數(shù)(界面高度cm和腹板厚度a、b、c)

4、簡述焊接殘余應(yīng)力與殘余變形的重要特點和對鋼橋的影響?

答:鋼材焊接時,在焊件上產(chǎn)生局部高溫的不均勻溫度場,使得鋼材內(nèi)部產(chǎn)生焊接應(yīng)力,焊接應(yīng)力較高的部位將達(dá)成鋼材屈服強(qiáng)度而發(fā)生塑性變形,因而鋼材冷卻后將有殘存與焊件內(nèi)的應(yīng)力,為焊接殘余應(yīng)力。

在焊接和冷卻過程中由于焊件受熱和冷卻都不均勻除產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力外,還產(chǎn)生變形,這種變形成為焊接殘余變形。焊接殘余變形影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外觀,導(dǎo)致構(gòu)件的初彎曲、初扭曲、初偏心等,。使受力時產(chǎn)生附加的彎矩、扭矩和變形,從而減低其強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力。?5、簡述減少焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的方法?

答:(1)、設(shè)計措施(a)盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸(b)避免焊縫過度集中或多方向焊縫相交與一點(c)焊縫盡也許堆成布置,連接過渡盡量平滑,避免應(yīng)力突變和應(yīng)力集中(d)搭接長度不小于最小值(e)合理選擇施焊位置,(2)焊接工藝措施(a)采用適當(dāng)?shù)暮附禹樞蚝头较?b)先焊收縮量較大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫,先焊錯開的短焊縫,后焊直通的長焊縫(c)先焊使用時受力較大的焊縫,后焊受力較次要的焊縫(d)預(yù)變形(e)預(yù)熱、后熱(f)高溫回火(g)用頭部帶小圓弧的小錘輕擊焊縫,是焊縫得到延展,減低焊機(jī)殘余應(yīng)力。?6、簡述鋼橋橋面的結(jié)構(gòu)形式和特點?

答:結(jié)構(gòu)形式為公路鋼橋橋面和鐵路鋼橋橋面;按照承重結(jié)構(gòu)的重要材料可分為鋼橋面、混凝土橋面和木橋面----該答案不甚準(zhǔn)確,自己斟酌?7、簡述橋面系梁格的組成和連接形式?

答:組成由橫梁和縱梁,形式(1)橫梁直接支承于主梁上-上承式(2)橫梁位于主梁中間(3)橫梁設(shè)立于主梁下端-下承式(4)橫梁有吊桿直接懸吊與主梁之下-下承式拱橋(5)由立柱吧橫梁支承于主梁之上。?8、鋼橋面板設(shè)計計算和構(gòu)造細(xì)節(jié)解決中應(yīng)當(dāng)特別注意哪些問題?

答:(1)沖擊荷載的影響(2)橋面板溫差的影響(3)鋼橋面板的疲勞(4)鋼橋面板的剛度(5)閉口加勁肋的防腐

9、簡述失穩(wěn)的分類及形式??

分類:1)平衡分支失穩(wěn):結(jié)構(gòu)是溫室,平衡形式已發(fā)生改變,喪失了第一類穩(wěn)定、2)極值點失穩(wěn):結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定是其彎曲平衡形式不發(fā)生改變,只是由于結(jié)構(gòu)本來的彎曲變形增大到將不能正常工作、3)躍越失穩(wěn)

失穩(wěn)形式:1)整體失穩(wěn)、2)局部失穩(wěn)?10、斜拉橋的結(jié)構(gòu)形式??

1)漂浮體系、2)辦漂浮體系、3)塔梁固結(jié),塔墩分離、4)鋼構(gòu)體系

11、鋼橋的假設(shè)方法及使用條件?

1)懸臂拼裝:使用于橋高,跨打和水流急,不宜搭設(shè)腳手架的河流,以及有流水或有轉(zhuǎn)移木排的河流、2)縱向拖拉法假設(shè)鋼梁:合用不搭設(shè)支架及有交通限制的情況、3)整體假設(shè)、4)膺架法組裝鋼梁、5)橫移法施工、浮運(yùn)法施工、轉(zhuǎn)體假設(shè)法

12、加勁肋的作用是什么?

加勁肋分為橫向加勁肋和縱向加勁肋,橫向加勁肋又分為中間橫向加勁肋和支承加勁肋。中間橫向加勁肋重要用于防止腹板剪切失穩(wěn),支承加勁肋設(shè)立在主梁支承處,及外力集中處,除了防止腹板剪切失穩(wěn)外尚有承受集中力,防止局部屈曲或賺錢集中??v向加勁肋重要是防止腹板在彎曲壓應(yīng)力下的彎壓失穩(wěn)

13、橫向連接系的作用是什么?有哪些常用的構(gòu)造形式,各有什么重要特點??

重要作用是1)重要防止主梁側(cè)傾失穩(wěn)2)起到荷載分派的作用3)與主梁及縱向連接系構(gòu)成空間桁架,抵抗水平荷載4)橋梁安裝架設(shè)時主梁的定位5)抵抗橋梁的扭矩,將扭矩和水平力傳遞到支座6)在橋面板端部起到橫向支承的作用

構(gòu)造形式及特點:有端橫梁(加斜撐界面尺寸小,構(gòu)造復(fù)雜,不加斜撐的構(gòu)造簡樸),端橫聯(lián)(減輕自重,便于維修,但剛度?。?,中橫梁(剛度打,荷載分派效果好),中橫聯(lián)(減輕自重,但荷載分派效果較差)?14、縱向連接系的作用是什么?有哪些常用的構(gòu)造形式,各有什么重要特點?

重要作用是1)將地震荷載、風(fēng)荷載等水平力傳遞到支座2)防止主梁下翼緣的側(cè)向變形和橫向振動3)與主梁及縱向連接系構(gòu)成空間桁架抵抗水平還在和扭矩4)橋梁安裝架設(shè)時主梁的定位?

構(gòu)造形式及特點:上平聯(lián)合下平聯(lián),上平聯(lián)設(shè)立于上翼緣附近的腹板,下平聯(lián)設(shè)立于下翼緣附近的腹板?15、簡述鋼箱梁橋的結(jié)構(gòu)形式和特點?

結(jié)構(gòu)形式:單箱單室、雙箱單室、傾斜腹板的倒T型箱,三個以上腹板的單箱多室箱、多箱多室、扁平鋼箱梁??刹捎娩摻罨炷翗蛎姘搴弯摌蛎姘?。根據(jù)受力體系可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋。

特點:跨徑小于60米時采用鋼筋混凝土橋面板較為經(jīng)濟(jì),隨著跨徑的增長恒載彎矩增長較快,通??鐝酱笥?0米時采用剛橋面板。?16、鋼箱梁橋支座及臨時指點是如何布置?

單箱鋼梁橋的梁端是指設(shè)立兩個支座,才干保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抵抗扭矩的作用,對于連續(xù)彎箱梁橋中間支座偏離主梁行心,偏心設(shè)立在曲率半斤較大的一側(cè),可以減小主梁恒載偏心扭矩,為了便于控制支座的偏心距,中間支點可以采用單個支座的結(jié)構(gòu)形式。

?

多箱鋼梁橋往往一個鋼箱設(shè)立一個支座,箱梁之間用橫梁連接,當(dāng)一個鋼箱設(shè)立多個支座時,由于支座高度的設(shè)立誤差會導(dǎo)致支座的受力不均勻,會對箱梁產(chǎn)生不利影響。

17、簡述鋼箱梁橋的重要受力特點和構(gòu)造特點?

1)具有很大抗彎能力2)具有很大的抗扭剛度,荷載橫向分派均勻3)具有很大的橫向抗彎剛度,橫向穩(wěn)定性好4)單根箱梁的整體穩(wěn)定性好5)梁高小、適合于立交橋和建筑高度受限的橋梁等6)橫隔和加勁結(jié)構(gòu)等都在箱內(nèi),外形美觀7)箱內(nèi)為中空結(jié)構(gòu),便于布置電纜,水管,煤氣罐等附屬設(shè)施。

為了防止畸變很橫向彎曲變形設(shè)立橫隔板,為了防止局部失穩(wěn)設(shè)足夠的加勁肋。

18、簡述鋼桁梁橋的組成和各部分的作用?

組成:主桁、連接系、橋面系、橋面。作用:主桁:重要承受豎向荷載,將還在通過支座傳遞給墩臺;連接系:使主桁架聯(lián)系起來,是橋跨結(jié)構(gòu)成為穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu),能承受各種橫向荷載;橋面系:橋面?zhèn)鱽淼暮奢d先作用于縱梁,再有縱梁傳至橫梁,然然后由橫梁傳至主桁架節(jié)點;橋面:是提供車輛和行人走行的部分。

19.鋼橋的重要結(jié)構(gòu)形式和受力特點??鋼橋根據(jù)重要承重結(jié)構(gòu)的受力體系可以分為,梁式橋,拱橋,鋼構(gòu)橋,斜拉橋,懸索橋,混合體系橋梁

1)梁式橋在豎直荷載作用下,主梁的截面只有彎矩和剪力,不產(chǎn)生軸力,支座只承受豎直方向的力,不承受水平力。?2)拱橋在受力上最大的區(qū)別是,在豎向荷載作用下,在拱的兩端支承處除有豎向反力外,尚有水平推力,使得拱內(nèi)彎矩和剪力大大減小,重要受壓為主。?3)鋼構(gòu)橋的受力兼有梁橋與拱橋的一些特點,重要承重結(jié)構(gòu)為偏心受壓和受彎。

4)斜拉橋,索受拉,梁受彎,塔受壓。

5)懸索橋,懸索的見面只承受拉力。?20、鋼橋有哪些連接方式?簡述他們的重要特點和使用情況?

1)焊接的優(yōu)點是對鋼材從任何方位,角度和形狀相交都能方便使用,一般不需要附加連接板,連接角鋼的零件,也不需要咋鋼材上開孔,不使截面受消弱。?

2)螺栓連接可分為普通和高強(qiáng)度螺栓連接。優(yōu)點,安裝方便特別合用于工地安裝連接。缺陷,需要在板件上開孔和拼裝時對孔,增長制造工作量;螺栓孔還使截面消弱,且被連接的板件需要互相搭接或另加角鋼或拼裝接板的連接件,廢鋼材。

3)鉚釘連接;鉚釘通常以具有良好的塑性和頂鍛性能的普通碳素鉚螺鋼ML2或ML3制成,以孔徑作為鉚釘公稱直徑。塑性,韌性和整性好,連接變形小,傳力可靠,承受荷載時的疲勞性能好,質(zhì)量也便于檢查。缺陷;構(gòu)造復(fù)雜,用鋼量大,施工麻煩,打鉚釘時噪音大,勞動條件差。?21.承壓型高強(qiáng)度螺栓連接與普通螺栓及摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接有何重要異同點??摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接,由螺栓擰緊力所提供的摩擦力抵抗外荷載,即保證連接在整個使用期間剪力不超過最大摩擦力。?承壓型高強(qiáng)度螺栓連接,受剪設(shè)計時只保證在正常使用荷載下,外剪力不超過最大摩擦力,這種連接以桿身剪切或孔壁承壓破壞時的荷載作為連接受剪的極限承載力,螺栓的高強(qiáng)度得到充足運(yùn)用。

承壓型高強(qiáng)度螺栓連接由于受剪時運(yùn)用了摩擦力克服后繼續(xù)增長的承載力,因而承載力高于摩擦力,可節(jié)省螺栓用量,但與摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接相比,其整體性、剛度和動力性能差,變形打,實際強(qiáng)度儲備小,很少采用。

22.簡述鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式和特點?

主梁通常采用工字鋼,H形鋼,焊接工形梁等結(jié)構(gòu)形式。?工字鋼和H形鋼是由工廠軋制而成,通常為等截面形式,與焊接鋼梁相比,具有結(jié)構(gòu)簡樸、造價低的特點,由于截面尺寸往往受到工廠軋制能力的限制,跨越能力小。為了提高跨越能力,在上下緣焊接蓋板。?焊接工形梁是由上下翼板和腹板焊接而成,結(jié)構(gòu)靈活、構(gòu)造簡樸、受力明確、工地連接方便、單個構(gòu)件重量輕等優(yōu)點。但抗扭剛度和橫向抗彎剛度較小,要考慮橫向失穩(wěn)問題?鋼板梁橋根據(jù)支撐條件和受力特點分為:簡直剛板橋,連續(xù)鋼板橋和懸臂剛板橋。與簡直梁橋相比,連續(xù)梁橋具有伸縮縫少,噪音小,行車平穩(wěn),撓度小,截面經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。懸臂鋼板梁橋是靜定結(jié)構(gòu),彎矩卻與連續(xù)梁橋比較接近,截面比簡支經(jīng)濟(jì),對地基沉降不會產(chǎn)生附加彎矩,但伸縮縫多,懸臂的撓度大,有折角現(xiàn)象,對行車不利且牛腿構(gòu)造復(fù)雜,容易引起疲勞破壞。

23.總結(jié)組合梁在應(yīng)用上的優(yōu)點??由于簡支梁的上緣受壓,下緣受拉,最符合組合梁材料分布的合理原則,即梁上下緣應(yīng)是適宜受壓的混凝土板,下緣是有助于受拉的鋼梁。組合梁與不設(shè)剪力連接件的鋼板梁不同,鋼筋混凝土橋面不僅直接承受車輪荷載起到橋面板的作用,并且作為主梁的上翼板與鋼梁形成組合截面,參與主梁共同工作。由于鋼筋混凝土參與主梁共同工作,通常用鋼量可以比普通鋼板梁節(jié)省百分之十到三十,梁高也小,合用跨徑較大。

24.簡述節(jié)點的構(gòu)造和基本規(guī)定??外貼式節(jié)點2)內(nèi)插式節(jié)點3)全焊接點

規(guī)定:1)個桿件截面重心線應(yīng)盡量在節(jié)點處處在一點,以免產(chǎn)生節(jié)點偏心的附加應(yīng)力,如有偏心,應(yīng)計算偏心影響;干端連接螺栓的合力線應(yīng)盡量與桿件的截面重心線重合。2)主桁桿件所需要的鏈接螺栓個數(shù)應(yīng)按桿件的承載力計算。3)有條件時,桿件進(jìn)入節(jié)點板的第一排螺栓數(shù),可適當(dāng)少布置幾個,以減少桿件的截面消弱。4)弦桿在節(jié)點中心中斷時,單靠節(jié)點板來連接弦桿,多半強(qiáng)度不夠,一般均需添設(shè)弦桿拼接板。5)所有桿件應(yīng)盡量向節(jié)點中心靠攏,連接螺栓應(yīng)布置緊湊,這樣可使節(jié)點板平面尺寸小些,也有助于減少節(jié)點剛性次應(yīng)力和增長節(jié)點板在面外的剛度。6)為了加強(qiáng)節(jié)點板在面外的剛度,屈曲穩(wěn)定和抗碰撞能力,必要時得在節(jié)點板的自由地段設(shè)立加勁角鋼或隔板。用綴板連接的組合桿件,端綴板應(yīng)盡量伸入節(jié)點板。

1-2簡述鋼橋的重要設(shè)計方法?

(1)允許應(yīng)力法:以彈性設(shè)計理論為基礎(chǔ),給設(shè)計方法簡便,但是該方法不能充足反映不同荷載的記錄特性,較大限度的依賴經(jīng)驗。

(2)半概率極限狀態(tài)設(shè)計法:根據(jù)不同荷載和材料與構(gòu)件的記錄特性,采用分享安全系數(shù)表達(dá)。?1-3鋼橋技術(shù)的發(fā)展趨勢:?

(1)大跨度鋼橋?qū)⑾蚋L、更大、更柔的方向發(fā)展

(2)輕質(zhì)高性能、耐久新型鋼材品種的研制開發(fā)和應(yīng)用

(3)大型工廠化高精度制造鋼橋節(jié)段和大型施工設(shè)備的整體化安裝將成為鋼橋施工方法的主流?

(4)公路港橋設(shè)計和硬件能力達(dá)成國際先進(jìn)水平

第二章:2-1:鋼橋的連接方式有哪些?簡述它們的重要特點和使用情況。

連接方式:焊接,螺栓連接,鉚釘連接。?特點:1.焊接是現(xiàn)代鋼橋最重要連接方法,焊接的優(yōu)點是使用不受鋼材方位角度形狀限制,構(gòu)造簡樸,節(jié)省鋼材,制造方便,易于自動化操作,生產(chǎn)效率高,焊接剛度較大,密封性較好。2.螺栓連接安裝方便,合用于工地安裝連接。普通螺栓便于拆卸,合用于需要裝拆的結(jié)構(gòu)連接和臨時性連接。高強(qiáng)螺栓不僅安裝方便,并且具有強(qiáng)度高,對螺孔加工精度規(guī)定較低,連接構(gòu)件間不易產(chǎn)生滑動,剛度大等優(yōu)點,適合構(gòu)件間的工地現(xiàn)場安裝連接,螺栓連接的缺陷是需要在板件上開孔和拼裝時對孔,增長制造工作量,螺栓孔還使構(gòu)件截面削弱,且被連接的板件需要互相搭接或另加角鋼或拼接板等連接件,因而多費鋼材。3.鉚釘連接的塑性韌性和整體性好,連接變形小,傳力可靠,承受動力荷載時的疲勞性能好,質(zhì)量也便于檢查。但是,鉚釘連接構(gòu)造復(fù)雜,用鋼量大,施工麻煩,打鉚時噪聲大,勞動條件差。

2-7.簡述焊接殘余應(yīng)力與殘余變形的重要特點和對鋼橋的影響??

殘余應(yīng)力的特點:在厚度不大的焊接結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力基本上是雙軸的,即只有縱向和橫向殘余應(yīng)力,而厚度方向溫度大體均勻,殘余應(yīng)力很小,只在厚度大的焊接結(jié)構(gòu)中,厚度方向的應(yīng)力才達(dá)成較高的數(shù)值。殘余應(yīng)力的影響

結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常是承受縱向應(yīng)力為主,故構(gòu)件縱向殘余應(yīng)力對受力有較大的影響。橫向和厚度方向殘余應(yīng)力引起構(gòu)件的雙軸或三軸復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài),以及焊接是焊縫和鋼材熱影響區(qū)對機(jī)械性能的不利影響,會使鋼材變脆和對受力不利。

殘余變形的特點

由于焊件在焊接和冷卻過程中受熱和冷卻不均勻,焊件中出產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力外,還將產(chǎn)生焊接殘余變形。一般情況下,如焊接時較嚴(yán)格地限制和約束焊件的變形,則殘余變形較小而殘余應(yīng)力增大,反之如允許焊件自由變形則殘余應(yīng)力較小而殘余變形增大。殘余變形的影響

影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外觀,導(dǎo)致構(gòu)件的初彎曲,初扭曲,初偏心等,是受力是產(chǎn)生附加彎矩,扭曲和變形,從而減少其強(qiáng)度和穩(wěn)定的承載力。?2-8:減少焊接殘余變形和殘余應(yīng)力的方法?

設(shè)計措施:1盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸,2避免焊縫過度集中或多方向焊縫相交于一點,3焊縫盡也許對稱布置,連接過度盡量平滑,4搭接連接中搭接長度大于25mm,且不應(yīng)只采用一條正面角焊縫來傳力5焊縫應(yīng)布置在焊工便于到達(dá)和施焊的位置,有合適的焊條運(yùn)轉(zhuǎn)空間和角度(2)焊接工藝的措施:1采用適當(dāng)?shù)暮附禹樞蚝头较?先焊收縮量較大的焊縫3先焊使用時受力較大的焊縫4預(yù)變形5預(yù)熱,后熱,6高溫回火7用頭部帶小圓弧的小錘輕擊焊縫,使焊縫得到延展,也可減少焊接殘余應(yīng)力?2-14.承壓型高強(qiáng)度螺栓連接與普通螺栓及摩擦型高強(qiáng)連接有何重要異同點。?

相同點:(1)均安裝方便,特別合用于工地安裝連接。?

(2)都需要在板件上開孔,使構(gòu)件截面減弱。

(3)在工作過程中,都會通過螺桿承受剪力和桿件孔壁承受壓力或者螺桿受拉來傳力。?

不同點:(1)承壓型受剪設(shè)計只保證在正常使用荷載下,外剪力不超過最大摩擦力,而摩擦型要保證連接在整個使用期間剪力不超過最大摩擦力。

(2)承壓型以桿身剪切或者孔壁承壓破壞時荷載作為連接受剪的極限承載力,螺栓的高強(qiáng)度得到充足運(yùn)用,設(shè)計承載力大于摩擦型,可節(jié)省螺栓用量,摩擦型的螺栓高強(qiáng)度沒有被充足運(yùn)用。?

(3)承壓型允許接頭產(chǎn)生相對滑動,其整體性和剛度差,變形大;摩擦型能保持板件不發(fā)生相對滑移,整體性和剛度好,變形小,受力可靠,耐疲勞。

3-1:簡述鋼橋橋面的結(jié)構(gòu)形式和特點:按橋面系承受的荷載和功能的不同分為:公路橋橋面和鐵路橋橋面;?

公路橋橋面:重要是由橋面板和橋面鋪裝組成,是直接承受橋上車輪荷載并且把它傳遞到橋道梁或主梁的重要結(jié)構(gòu)。

鐵路橋橋面:有明橋面和道蹅橋面兩種形式,不設(shè)橋面鋪裝但有防水層?3-3:簡述橋面系格的組成和連接形式:?

組成:橫梁、縱梁、主梁、縱向連結(jié)系?

連接形式:縱梁與橫梁:縱梁在橫梁處斷開,梁端與橫梁連接;

橫梁與主梁:①橫梁直接支撐于主梁上(上承式)②橫梁位于主梁中間③橫梁設(shè)立于主梁下端(下承式)④橫梁由吊桿直接懸吊于主梁之下(下承式拱橋)⑤由立柱把橫梁支撐于主梁之上。?3-13:鋼橋面板設(shè)計計算和構(gòu)造細(xì)節(jié)解決中應(yīng)當(dāng)特別注意那些問題:①沖擊荷載的影響②橋面板板溫差的影響③鋼橋面板的疲勞④鋼橋面板的剛度⑤閉口加勁肋的防腐?4-1:簡述鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式和特點:?

鋼板梁橋的結(jié)構(gòu)形式:主梁通常采用工字鋼、H形鋼、焊接工型鋼等結(jié)構(gòu)形式。特點是:工字鋼和H型鋼是由工廠軋制而成,通常是等截面形式,與焊接鋼梁相比,具有結(jié)構(gòu)簡樸、造價低等特點。但是采用工字鋼和H型鋼作為鋼板梁橋的主梁,截面尺寸往往會受到工廠軋制能力的限制,跨越能力較小,為了克服該缺陷,可在上下翼緣板增長蓋板的形式。焊接工形梁有上下翼板和腹板焊接而成,具有結(jié)構(gòu)靈活、構(gòu)造簡樸、受力明確、工地焊接方便、單個構(gòu)建重量輕等優(yōu)點,但是焊接剛形梁的抗扭剛度和橫向抗彎剛度較小,應(yīng)注意橫向失穩(wěn)問題。?4-10:橫向聯(lián)結(jié)系的作用,常用構(gòu)造形式,重要特點。

?

作用:1,防止主梁側(cè)傾失穩(wěn)2起到荷載分派的作用,使得各主梁受力均勻,防止主梁間相對變形過大導(dǎo)致橋面板受力不利3與主梁及縱向聯(lián)結(jié)系構(gòu)成空間的桁架抵抗水平荷載4橋梁安裝架設(shè)時主梁的定位5抵抗橋梁扭矩,將扭矩和水平力傳遞到支座6在橋面板端部起到橫向支承的作用。形式:1支承處實腹式橫向聯(lián)結(jié)系結(jié)構(gòu),稱為端橫梁,有加斜撐形式和不加斜撐形式。加了的檢修方便,截面尺寸小,構(gòu)造復(fù)雜,不加的構(gòu)造簡樸,適合梁高小的2支承處桁架式橫向聯(lián)結(jié)系結(jié)構(gòu),稱為端橫聯(lián),該結(jié)構(gòu)可以減輕自重,便于維修,但剛度比實腹式結(jié)構(gòu)形式小3跨間實腹式橫向聯(lián)結(jié)系結(jié)構(gòu),稱為中橫梁,形式剛度大,荷載分派效果好4跨間桁架式橫向聯(lián)結(jié)系結(jié)構(gòu),稱為中橫聯(lián),可以減輕自重,但荷載分派效果較差

4-11:縱向聯(lián)結(jié)系的作用,常用構(gòu)造形式,重要特點?

作用:1將地震荷載,風(fēng)荷載等水平力傳遞到支座2防止主梁下翼緣的側(cè)向變形和橫向振動3與主梁及縱向聯(lián)結(jié)系結(jié)構(gòu)構(gòu)成空間桁架抵抗水平荷載和扭矩4橋梁安裝架設(shè)時主梁的定位。形式:

5-1簡述鋼箱梁橋結(jié)構(gòu)形式和特點

1)單箱單室用于寬度與跨徑之比較小的橋梁?

2)雙箱單室箱梁橋,是鋼箱梁中采用最多的梁橋結(jié)構(gòu)形式?

3)傾斜腹板的倒梯形梁橋,橋墩寬度較小4)多箱單室結(jié)構(gòu)形式,重要用于橋?qū)捿^大橋梁?

5)扁平鋼箱梁,梁高與橋?qū)捴群苄?重要用作吊橋斜拉橋拱橋等得加勁梁,梁式橋中很少采用?5-10鋼箱梁橋設(shè)計計算應(yīng)當(dāng)考慮哪些因素,是如何計算的?

答(1)箱梁在偏心荷載作用下,因彎扭作用在橫截面上將產(chǎn)生縱向正應(yīng)力和剪應(yīng)力,因橫向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形將在箱梁各板中產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力(2)箱梁對稱荷載作用下,發(fā)生縱向彎曲,產(chǎn)生豎向變位,橫截面上引起縱向彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力,對于肋距較大的寬箱梁進(jìn)行截面計算時要考慮剪力滯效應(yīng);(3)局部荷載作用下,箱梁發(fā)生橫向彎曲,引起橫向彎曲正應(yīng)力;(4)當(dāng)箱梁箱壁較厚,橫隔板較密,箱梁在反對稱荷載作用下發(fā)生剛性扭轉(zhuǎn),其變形重要特性是扭轉(zhuǎn)角。對于無縱向約束,僅受扭矩的箱梁,發(fā)生自由扭轉(zhuǎn),只引起扭自由轉(zhuǎn)剪應(yīng)力;當(dāng)箱梁端部有強(qiáng)大的橫隔板,扭轉(zhuǎn)時截面自由凹凸受到約束,產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力;(5)箱梁梁壁較薄,橫隔板較稀時,截面不滿足周邊不變形的假設(shè),在反對稱荷載作用下,截面發(fā)生畸變,重要變形特性是畸變角,產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和畸變剪應(yīng)力,同時由于畸變引起箱形截面各板橫向彎曲,產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力。

6-1簡述剪力連接件的結(jié)構(gòu)形式,他們在構(gòu)造上有何規(guī)定?受力特點,內(nèi)力分析?

結(jié)構(gòu)形式:剛性、柔性、焊釘。剛性剪力連接件一般采用角鋼或者槽鋼,柔性剪力連接件采用斜鋼筋或螺旋鋼筋,焊釘為焊接于鋼梁翼板的大頭螺釘。?

構(gòu)造規(guī)定:焊釘:焊釘?shù)淖畲箝g距不得超過混凝土板厚的3倍,并且不得大于60cm;焊釘?shù)臉蜉S方向的最小間距為5d(d為焊釘?shù)闹睆剑┗?0cm;焊釘?shù)臋M橋方向的最小間距為d+3.0cm(d為焊釘?shù)闹睆剑?;焊釘?shù)戒摿阂戆暹呇氐淖钚艟嚯x不得小于2.

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