湖南大学钢桥期末考试试卷.doc

1、 填空（每空0.5分，共34分）1、 钢桥的破坏包括3种形式，即强度破坏、（ ）破坏、（ ）破坏。2、 钢桥的主要结构形式包括（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和协作体系。3、 现阶段，我国钢桥设计采用（允许应力）设计法，通常，相对于钢材的屈服强度，规范采用的综合安全系数大约是（ ）；悬索桥主缆钢丝相对其极限抗拉强度的安全系数是（ ）；而吊杆钢丝相对其极限抗拉强度的安全系数是（ ）。4、 疲劳的3个主要影响因素是（ ）、（ ）和构造细节，其核心影响因素是（ ）；凡承受动力荷载的结构构件或连接件，均应进行疲劳验算。5、 钢板梁是由（ ）、（ ）和（ ）3部分通过焊接或栓接而形成的受弯构件，有时可能还需要布设纵向和横向加劲肋。6、 当钢桥结构重力和静活载产生的竖向挠度超过其跨径的（ ）分之一，应该设置预拱度，此时设计的预拱度大小为（ ）荷载产生的竖向挠度之和。7、 悬索桥主缆施工方法，在欧美主要采用（ ）方法，在我国和日本，主要采用（ ）方法。8、 悬索桥的主要受力构件包括（ ）、（ ）和（ ），当主缆需要转个角度进入锚碇时，需要的大型结构件是（ ）。9、 单跨双铰悬索桥中跨跨度为2a，假设中跨跨中对称布置的均布活载顺桥向宽度为2b，试问中跨跨中活载总挠度最大值发生在当b/a=（ ）的情况。当均布活载在中跨满跨布置时，跨中活载总挠度中集合挠度占总挠度的（ ）%，弹性变形挠度占总挠度的（ ）%。10、 悬索桥常用垂跨比范围是（ ），其加劲梁的支承形式有两种，即（ ）和（ ）。11、 悬索桥传统的主缆防护有4道措施，从内到外依次分别是（ ）、腻子、（ ）和（ ）。12、 悬索桥主鞍座的作用是（ ）和（ ），在主缆的施工过程中塔顶的主鞍座要预偏，其预偏的方向通常是在桥塔的（ ）侧。13、 与双塔悬索桥结构形式相比，三塔悬索桥所面临的关键问题是（ ），为此结构设计上采取的措施是（ ）。14、 悬索桥吊索与索夹连接方式有两种，当吊杆采用钢丝绳时，通常采用（ ）式；当吊杆采用平行钢丝时，通常采用（ ）式。15、 悬索桥加劲梁由汽车荷载（ ）引起的最大竖向挠度值不宜大于跨径的（ ），在强风作用下（桥面无车）最大横向位移不宜大于跨径的（ ）。16、 主缆PPWS施工中，索股中的着色丝的作用是（ ）。基准丝的作用是（ ）。17、 钢结构锈蚀发生的两个重要条件是（ ）和（ ）。在主缆内部采用除湿系统的目的是（ ）。18、 现代悬索桥加劲梁有两种主要的结构形式，即塞文桥率先采用的（ ），以及日本明石海峡大桥采用的（ ）。如设计双层道路交通，应该采用（ ）。从抗涡振性能来看，（ ）性能好。19、 在桥梁设计使用年限内运输车辆最大荷载作用下，正交异性桥面板的变形曲率半径应（ ）m，纵肋间顶板的相对挠度应（ ）mm。20、 正交异性桥面板由顶板、纵肋和横肋组成。公路桥梁如采用倒梯形纵肋，一般要求顶板厚度不小于（ ）mm；倒梯形纵肋中心距范围为（ ）mm，横肋间距范围是（ ）mm。21、 为提高悬索桥施工过程中猫道的抗风稳定性，通常采用的措施有（ ）、（ ）和（ ）。22、 对直吊杆悬索桥，同跨主缆轴力的水平分量特征是（ ），根据上述特征，如果主缆设计采用相同的安全系数，则主缆面积应在（ ）位置最大，实际设计时，主缆面积在同一跨内相同，取为（ ）位置的主缆面积。23、 从悬索桥计算理论发展历史上看，主要有三种方法，即（ ）、（ ）和（ ）理论。2、 简答题（共49分，答案请逐条列出）1、 现代悬索桥中，主缆钢丝索股和主鞍座间，主鞍座和塔顶之间，各自能否发生相对运动？（2分）为什么？（2分）在不平衡荷载作用下主鞍座的沿桥纵向的位移是通过什么途径得到实现（1分）（5分）。答：1） 均不能；否则，主鞍座有在塔顶滑落的风险，主缆钢丝索股在主鞍座上滑动会损坏钢丝，另外，如果发生相对运动，结构的线性将会变化。2） 通过塔的侧弯实现。2、 钢桥的主要优点和缺点有哪些？（5分）答：优点：1） 高强、均质、自重小、易于加工；2） 适合工厂化制造，安装和施工快；3） 韧性、延性好，抗震性能好；4） 易于修复和更换；5） 旧桥可回收，易于环保。缺点：1） 易腐蚀，需定期检车和涂装；2） 造价相对较高；3） 振动与噪声相对较大；4） 需要抗疲劳设计。3、 请阐述波形钢腹板PC组合结构桥梁的主要优点（6分）答：1） 受力明确，材料性能充分发挥；2） 预应力有效施加，损失小；3） 对顶、底板收缩、徐变不产生约束，完全避免腹板开裂（波形钢板各向同性）；4） 跨中下挠减小60%100%（自重减轻及适度增加梁高）；5） 抗震性能明显提升，仅次于钢结构；6） 环保:减少混凝土用量约20%；7） 不需要加劲肋，大大简化了加工制作；8） 自重降低20%，下部结构明显节约；9） 纵向预应力钢筋减少33%，普通钢筋减少10%；10） 经济性：综合造价降低1%5%；11） 施工管理：现场装配便捷施工；12） 采用体外预应力索，便于维修和加固。4、 与混凝土桥梁相比，钢桥对混凝土桥面板要求非常高，其原因有哪些？（4分）为此提高桥面板强度的措施有哪些？（2分）（6分）答：钢桥：对裂缝宽度限制高，强度要求高；原因：1） 冲击荷载、活载比例大疲劳考虑；2） 结构整体刚度小，桥面板受力复杂；3） 直接受荷，实际最大荷载可能大于设计荷载；4） 防腐要求。措施：1） 增大板厚；2） 增大配筋，限制主应力；5、 正交异性钢桥面板，其疲劳开裂有4个典型的位置，请指出这4个位置（4分），并指出减少每一类疲劳开裂的至少一种策略（4分）（共8分）答：4个典型的位置：1） 纵肋和面板的焊缝；2） 横肋腹板的弧形缺口在纵肋上的七点；3） 纵肋与面板焊缝、横肋与面板焊缝、纵肋与横肋焊缝的3条焊缝相交处；4） 面板在横肋与纵肋相交的纵肋内侧。至少一种策略（与上面的对应）：1） 纵肋和面板的焊缝：坡口焊，至少75%的熔透；2） 采用推荐的弧形缺口形式，并采用焊接垫板和打磨；或弧形切口高度与横肋高度的比值不大于0.4；3） 3条焊缝相交处：焊接从横肋与面板开始一直连续施焊到弧形缺口，中间不熄弧；或在3条焊接相交处横肋作弧形缺口；4） 面板在横肋与纵肋相交的纵肋内侧：面板厚度不小于14mm。6、 请比较地锚式悬索桥和自锚式悬索桥各自的优缺点（5分）。答：自锚式悬索桥优点：对地基承载力要求不高，避免了建造大体积的锚锭；缺点：加劲梁受压，结构体系受力复杂，施工过程复杂繁琐，经济性较差，特别是不适合于超大跨径桥梁。地锚式悬索桥：优点：结构受力简单、传力明确，施工方便，适合于超大跨径桥梁；缺点：对地基承载能力要求高。7、 某同学为顶推施工设计的钢导梁长40米，横断面如下图所示，其中翼缘板厚20mm，腹板厚40mm，梁高2400mm。请指出该钢板梁设计存在的问题有哪些？（5分）8、 中跨主缆上作用有沿水平方向分布的均布恒载g和活载p，如图所示。此时图中标注点的挠度为x，试问，当均布恒载增加到2g而活载强度p保持不变时，挠度值x将如何变化，为什么？（4分）9、 请将钢桁梁桥各个部分的名称写在图示