2014年9月份考试桥梁工程第三次作业.doc

2014 年 9 月份考试桥梁工程第三次作业一、填空题（本大题共 25 分，共 5 小题，每小题 5 分）1. 确定桥面标高需要考虑 ______ ， ______ 和 ______ 的影响2. 对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道长度称为 ______ 3. 门式刚架桥常用的形式有 ______ 、 ______ 和 ______ 4. 斜肋梁桥横隔板布置方式有 ______ 和 ______ 5. 对较长的桥梁进行分孔时一般要考虑 ______ ， ______ ， ______ ， ______ ， ______ 等主要因素二、名词解释题（本大题共 25 分，共 5 小题，每小题 5 分）1. 偶然荷载2. 通航净空3. 颤振4. 驰振5. 拱座三、计算题（本大题共 25 分，共 5 小题，每小题 5 分）1. 下图所示为一桥面净空为-7+2×0.75m 人行道的钢筋混凝土 T 梁桥，共设五根主梁，试求荷载位于支点处时 1 号梁和 2 号梁相应于车辆荷载和人群荷载的横向分布系数 2. 一座五梁式装配式钢筋混凝土上简支梁桥得主梁和横隔梁截面如图所示，计算跨径 L=19.5m。

验算主梁变形，已知该主梁开裂截面换算惯性矩（已知每侧得栏杆及人行道构建重量得作用𝐼01=0.0531𝑚4,𝐸𝑘=3.0×104𝑀𝑃𝑎力为 5KN/m）3. 计算跨径 L=19.5m 的桥梁横截面如下图所示，试求荷载位于跨中时 1 号边梁的荷载横向分布系数 mcq（汽车荷载）和 mcr(人群荷载) 4. 计算图 1 所示由 T 梁翼板构成悬板的恒载及活载内力桥面铺装为 2cm 得沥青混凝土面层（容重为 ）和平均 9cm 厚的混凝土垫层（容重为 2321𝐾𝑁/𝑚5）T 梁翼板得容重为 25 .已知荷载为汽车-20 级和挂车-100.桥𝐾𝑁/𝑚5 𝐾𝑁/𝑚5规规定，汽车-20 级加重车着地长度为挂车-100 车轮的着地长度为𝑎𝑧=0.2𝑚,宽 度 为 𝑏𝑧=0.2𝑚,冲 击 系数 1+𝜇取 1.3；𝑎𝑧=0.2𝑚,宽 度 为 𝑏𝑧=0.5𝑚5. 四、问答题（本大题共 25 分，共 5 小题，每小题 5 分）1. 桥梁墩（台）的作用是什么？2. 永久荷载包括哪些内容？3. 请给出人行道、栏杆与灯柱要求？4. 请分析板桥的优缺点？5. 试写出梁桥主梁内力计算所包含的内容（用到公式时，请写明公式中各项所表示的意义）？ 答案：一、填空题（25 分，共 5 题，每小题 5 分）1. 参考答案：水文状况 桥下交通要求 桥型及跨径解题方案：确定桥面标高需要考虑（水文状况），（桥下交通要求）和（桥型及跨径）的影响。

评分标准：一空 一分2. 参考答案：桥梁全长解题方案：桥梁全长评分标准：一空 一分3. 参考答案：两铰立墙式 两铰立柱式 重型门式解题方案：（两铰立墙式）、（两铰立柱式）和（重型门式）评分标准：一空一分4. 参考答案：横隔板与桥轴线正交 横隔板平行于支承边解题方案：（横隔板与桥轴线正交）和（横隔板平行于支承边）评分标准：一空 一分5. 参考答案：满足通航要求 避开复杂的地质和地形区段 结构受力合理 经济和工期上的比较 美观上的要求解题方案：对较长的桥梁进行分孔时一般要考虑（满足通航要求），（避开复杂的地质和地形区段），（结构受力合理），（经济和工期上的比较），（美观上的要求）等主要因素评分标准：一空 一分二、名词解释题（25 分，共 5 题，每小题 5 分）1. 参考答案：包括地震力和船只或漂流物的撞击力解题方案：偶然荷载就是：包括地震力和船只或漂流物的撞击力评分标准：主要意思答对可给全分2. 参考答案：是指在桥孔中垂直于流水方向所规定的空间界限，任何结构构件或航运设施均不得伸入其内解题方案：通航净空就是：是指在桥孔中垂直于流水方向所规定的空间界限，任何结构构件或航运设施均不得伸入其内。

评分标准：主要意思答对可给全分3. 参考答案：是一种危险性很大的自激发散振动，当其达到临界风速时，本来已有些振动着的桥梁通过气流的反馈作用不断吸取能量，从而振幅逐步增大，直至最后使结构破坏解题方案：是一种危险性很大的自激发散振动，当其达到临界风速时，本来已有些振动着的桥梁通过气流的反馈作用不断吸取能量，从而振幅逐步增大，直至最后使结构破坏评分标准：主要意思答对可给全分4. 参考答案：对于非圆形的、其截面边长比在一定的范围内类似于矩形截面的钝体结构及构件，由于升力曲线的负斜率效应，微幅振动的结构能够从风流中不断吸收能量，当达到临界风速时，结构吸收的能量将克服结构阻尼所消耗的能量，形成一种发散的横风向单自由度弯曲自激振动解题方案：对于非圆形的、其截面边长比在一定的范围内类似于矩形截面的钝体结构及构件，由于升力曲线的负斜率效应，微幅振动的结构能够从风流中不断吸收能量，当达到临界风速时，结构吸收的能量将克服结构阻尼所消耗的能量，形成一种发散的横风向单自由度弯曲自激振动评分标准：主要意思答对可给全分5. 参考答案：拱桥桥墩与梁桥桥墩的一个不同点是，梁桥桥墩的顶面要设置传力的支座，且支座距顶面边缘保持一定的距离；而无支架的拱桥桥墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的台座，直接承受由拱圈传来的压力。

解题方案：拱座就是：拱桥桥墩与梁桥桥墩的一个不同点是，梁桥桥墩的顶面要设置传力的支座，且支座距顶面边缘保持一定的距离；而无支架的拱桥桥墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的台座，直接承受由拱圈传来的压力评分标准：主要意思答对可给全分三、计算题（25 分，共 5 题，每小题 5 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：解：根据例 2-3-5 可知跨中截面主梁恒载产生的最大弯矩为 763.4KN m，汽车产生⋅得最大弯矩（不计冲击力）为 678.9KN m，挂车产生的最大弯矩为⋅1230.4KN m⋅按 规定，验算主梁的变形时，荷载不计入恒载，汽车不计入冲击力《 桥规 》 [3]则静活载产生得跨中拱度：𝑓= 5𝑀𝑙248×0.85𝐸ℎ𝐼01= 5×678.9×19.5248×0.85×3.0×107×0.0531=0.0199𝑚=1.99𝑐𝑚 𝑙1600=19501600=1.22𝑐𝑚设置预拱度值为：𝑓=5（ 𝑀恒 +12𝑀汽 ） 𝑙248×0.85𝐸ℎ𝐼01=5×（ 763.4+678.9/2） ×19.5248×0.85×3.0×107×0.0531=0.323𝑚=3.23𝑐𝑚应做成平顺曲线。

若考虑长期挠度得影响，假定徐变系数𝜑（ 𝑡∞， 𝜏） =1.4， 则设 置的 预 拱度 应为 ：𝑓=5[𝑀恒 （ 1+𝜑（ 𝑡∞， 𝜏） +12𝑀汽 ） ]𝑙248×0.85𝐸ℎ𝐼01 =5×（ 763.4×2.4+678.9/2） ×19.5248×0.85×3.0×107×0.0531=0.0635𝑚=6.35𝑐𝑚解题方案： 评分标准：解答过程对答案错给 80%，全对的给满分3. 参考答案：解题方案：评分标准：4. 参考答案：解：(1)沥 青混凝土面 层 𝑔1： 0.02×1.0×21=0.42𝑘𝑁/𝑚𝐶25号混凝土 垫层 𝑔2： 0.09×1.0×23=2.07𝑘𝑁/𝑚𝑇梁翼板自重 𝑔5： 0.08+0.142 ×1.0×25=2.75𝑘𝑁/m每米 宽 板条得恒 载 合 计为 ： 𝑔=Σ𝑔1=5.24𝑘𝑁/𝑚每米 宽 板跳的恒 载 内力 为 ： 𝑀min𝑔=‒12𝑔𝑙20=‒12×5.24×0.712=‒1.32𝑘𝑁⋅𝑚𝑄𝐴𝑔=𝑔𝑙2=5.24×0.71=3.72𝑘𝑁(2)汽车-20 级产生得内力降加重车后轮作用于铰缝轴线上（参见图 2），后轴作用力为 P=120kN，轮压分布宽度如图 3 所示，则：𝑎1=𝑎2+2𝐻=0.2+2×0.11=0.42𝑚𝑏1=𝑏2+2𝐻=0.6+2×0.11=0.82𝑚荷 载对 于 悬 臂根部得有效分布 宽 度： 𝑎=𝑎1+𝑑+2𝑙0=0.42+1.4+2×0.71=3.24𝑚作用于每米宽板条得弯矩为：𝑀min𝑔=‒(1+𝜇)𝑃4𝑎(𝑙0‒𝑏14)=‒1.3×120×24×3.24(0.71‒0.824)=‒12.16𝑘𝑁⋅𝑚作用于每米 宽 板条的剪力 为 ： 𝑄𝐴𝑝=(1+𝜇)𝑃4𝑎=1.3×120×24×3.24=24.07𝑘𝑁⋅𝑚（3）挂车-100 产生的内力𝑎1=𝑎2+2ℎ=0.2+2×0.11=0.42𝑚𝑏1=𝑏2+2ℎ=0.5+2×0.11=0.82𝑚铰缝处 2个 车轮对 于 悬 臂根部的有效分布 宽 度 为 ： 𝑎=𝑎1+𝑑+2𝑙0=0.42+1.2+2×0.71=3.04𝑚悬臂根部得车轮尚有宽度为 c 得部分轮压作用：𝑐=𝑏12‒(0.90‒𝑙0)=0.722 ‒(0.90‒0.71)=0.17𝑚轮压 面 𝑐×𝑎1的荷 载对悬 臂根部得有效分布 宽 度 为 ：𝑎'=𝑎1+2𝑐=0.42+2×0.17=0.76𝑚轮压面 得荷载并非对称于铰缝轴线，为简化计算，这里偏安全地按悬臂梁𝑐×𝑎1来计算内力（图 4）。

最后，可得悬臂根部每米板宽得弯矩为：𝑀'𝐴𝑝=‒𝑃4𝑎(𝑙0‒𝑏14)‒𝑃4𝑎'⋅𝑐𝑏1⋅𝑐2=‒ 2504×3.04(0.71‒0.724)‒ 250×0.1728×0.76×0.72=‒10.09‒1.65=‒12.55𝑘𝑁⋅𝑚作用在每米板条上得剪力 为 ：𝑄'𝐴𝑝=𝑃4𝑎+𝑃𝑐4𝑎'𝑏1= 2504×3.04+ 250×0.174×0.76×0.72=20.56+19.42=39.98𝑘𝑁附图：解题方案： 评分标准：解答过程对答案错给 80%，全对的给满分5. 参考答案： 解题方案： 评分标准：解答过程对答案错给 80%，全对的给满分四、问答题（25 分，共 5 题，每小题 5 分）1. 参考答案：桥梁墩、台的主要作用是承受上部结构传来的荷载，并通过基础又将此荷载及本身自重传递到地基上解题方案：桥梁墩、台的主要作用是承受上部结构传来的荷载，并通过基础又将此荷载及本身自重传递到地基上评分标准：关键点答对可给全分2. 参考答案：永久荷载的内容包括:结构重力、预加应力、土的重力及土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力和水的浮力等。

解题方案：永久荷载的内容包括:结构重力、预加应力、土的重力及土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力和水的浮力等评分标准：关键点答对可给全分3. 参考答案：位于城镇和近郊的桥梁均应设置人行道在行人稀少地区可不设人行道，为保障行车安全可改 用宽度和高度均不少于 0.25m 的护轮安全带 人行道由人行道板、人行道梁、支撑梁及缘石组成，顶面一般铺设 2cm 厚的水泥砂浆或沥青砂作为面层，并做成倾向桥面 1—1.5%的排水横坡，在桥面断缝处也必须做伸缩缝 公路桥梁的栏杆作为一种安全防护设备，应考虑简单实用、朴素大方栏杆高度通常为 80-100cm ，栏杆柱的间距一般为 1.6-2.7m，标准设计为2.5m 在城市及城郊行人和车辆较多的桥梁上，要有照明设施，一般采用灯柱灯柱可以利用栏杆柱，也可设在人行道内侧照明用灯一般高出车道 5m 左右解题方案：位于城镇和近郊的桥梁均应设置人行道在行人稀少地区可不设人行道，为保障行车安全可改 用宽度和高度均不少于 0.25m 的护轮安全带 人行道由人行道板、人行道梁、支撑梁及缘石组成，顶面一般铺设 2cm 厚的水泥砂浆或沥青砂作。