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1、.钢桥作业姓名学号：班级：专业：土木工程钢桥主观题作业;.作业一：1、钢桥的主要特点是什么？其适用范围如何？答：主要优点：与常用的其它建筑材料相比，钢材是一种抗拉、抗压和抗剪强度均较高的匀质材料，而其重量则相对较轻。因此，钢桥具有很大的跨越能力；钢材有良好的塑性和韧性，是理想的弹塑性体，完全符合目前所采用的计算方法和基本概念。 因此，钢桥计算准确性好，可靠性高；钢桥构件重量轻，便于运输和拼装，加上便于机械化制造，因此钢桥的施工期较短，可尽快发挥投资的经济效益；钢桥在受到破坏后，易于修复和更换；钢的塑性和韧性好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。（对于铁路桥梁尤为重要）主要缺点：钢材易锈

2、蚀，需要经常除锈、油漆，养护费用高；铁路钢桥采用明桥面时噪声大，不适用于人口密集 区。适用范围：由于目前我国钢材紧缺，因此在一般情况下，大、中跨度的桥梁才以采用钢桥为主。2、铁路下承式简支桁架桥的横向联结系的作用是什么？常用的几何图式有哪些？答：横向联结系的作用：承受并传递横向力，增加结构的横向抗扭刚度，使桥跨形成空间的稳定结构，并使两片主桁受力均匀。常用几何图式有：3、对简支梁桥，支座的布置原则是什么？答：一端设置固定支座，一端设置活动支座。对坡道上的桥梁，固定支座应设在较低一端。4、简述正交异性板的概念。答：在钢桥面板（或钢箱梁上翼缘）下布设纵向及横向的、开口或闭口的加劲肋而形成的一种构造

3、。由于加劲肋在平面纵横两个方向正交，又桥面板在两个方向的抗弯刚度不同，故得此名。正交异性板具有很高承载能力，可以显著减轻钢梁的自重。5、斜拉桥的主要受力构件有哪些？漂浮体系的斜拉桥是什么意思？答：斜拉桥的主要受力构件有主梁、斜拉索和索塔。在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受拉力。 对墩塔固结、塔梁分离的斜拉桥， 若将中间支点的支承改为吊索， 就称为漂浮体系的斜拉桥。它可以减小索塔支点处梁的负弯矩， 但梁的横向变位应加以约束。6、图示说明悬索桥的组成及各组成部分的作用。答：悬索桥以主缆、桥塔和锚碇为主要承重构件，以加劲梁、吊索和鞍座等为辅助构件。;.桥面荷载经加劲梁、 吊索传

4、给主缆， 再由主缆传至桥塔和两端的锚碇。受拉的主缆为主要的承重构件；桥塔受压，作用是支承大缆；锚碇受拉拔反力，作用是固定主缆端头、防止其走动；加劲梁主要起支承和传递荷载的作用； 吊索的作用是将作用于加劲梁上的恒载及活载向主缆传递；塔顶主鞍用作主缆跨过塔顶的支承，承受主缆产生的巨大压力并传递给桥塔。7、栓焊钢桥的制造需经过哪些工艺过程？答：常规钢桥制造包括下列工艺过程：作样、号料、切割、矫正、边缘加工、制孔、组焊、焊接、整形、检验、试装等。8、已知某单线铁路简支栓焊桁架桥，跨度l= 64 m，设计荷载为中活载，主桁尺寸如图所示。 试计算主桁斜杆A3 E4 在主力作用下的杆件内力。答： 1、恒载内

5、力计算（1）恒载集度的假定参照已有设计，取主 桁14.5kN/ m联结系2.8kN/ m桥面系6.8kN/ m高强螺栓 0.5kN/ m检查设备 1.0kN/ m1kN/ m故每片桁梁重 p =（14.5+2.8+6.8+0.5+1.0 ）÷ 2 = 12.8桥面重（双侧设钢筋混凝土人行道板） p2=5 kN/ m（每片主桁）故每片主桁所受恒载集度 p = p+ p =12.8 + 5.0 = 17.8kN/ m12可偏安全地取为 p = 18 kN/ m（2）影响线面积的计算作出斜杆 A3E4 的影响线，如下图所示。;.则影响线最大纵距影响线加载长度及顶点位置所以，影响线面积;.（

6、3）由于恒载所生内力2、列车活载内力计算（1）求换算均布活载k按加载长度及顶点位置查表求得每片主桁的k 值（2）冲击系数运营动力系数（3）活载发展均衡系数 值的计算 = 1+( amax - a ) /6;.对简支桁架梁桥，跨中弦杆（此算例中为弦杆 A3A3）的 k 值最小，故其 a 值最大。弦杆 A3 A3的加载长度 l =64m，顶点位置 =0.5 ，查表得 k = 45.6 kN/ m，故则对斜杆 A3E4（4）活载所生内力（包括冲击力）为：3、主力作用下斜杆A3E4 的内力计算疲劳时的最大内力作业二：1、目前钢桥采用的连接方式有哪些？什么是栓焊钢桥？;.答：钢桥连接指：包括将型钢、钢板

7、组合成杆件与部件，也包括将部件及杆件连接成钢桥整体。 连接方式有：铆接、焊接、栓接。 栓焊钢桥是指工厂（板件的）连接采用焊接，工地（杆件的）连接采用高强度螺栓连接。2、下承式桁架桥的桥面构造有哪几种形式？答：有明桥面与道碴桥面两种。3、钢支座及盆式橡胶支座的活动机理分别是什么？答：钢支座是靠钢部件的滚动、 摇动和滑动来完成支座的位移和转动功能的。盆式橡胶支座是利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质（适度不均匀压缩）来实现转动，依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。4、主桁杆件的截面形式有哪几种？各有何优缺点？答：主桁焊接杆件的截面形式主要有两类： H 形截面和箱形截面。焊

8、接 H 形截面由两块竖板（翼板）和一块水平板（腹板）焊接而成。这种截面的优点是构造简单，易于施焊，焊接变形较易控制，安装方便；不足的是截面对 x-x 轴的回转半径比对 y-y 轴的小很多，当采用 H 形杆件作压杆时，基本容许应力的折减相当大。因此，对内力不很大的杆件或长细比相对较小的压杆，采用 H 形截面才是比较适宜的。焊接箱形截面由两块竖板和两块水平板焊接而成。 其抗扭刚度大， 且对两个主轴的回转半径相近， 在承受压力方面优于 H 形杆件。但是箱形截面的杆件制造较费工， 焊接变形也较难控制和修整， 因此通常只用于内力较大和长细比较大的压杆或拉压杆件， 一般在特大跨度钢桁梁桥中采用。5、简述下

9、弦杆的截面设计步骤。答：下弦杆截面设计的主要步骤如下：1）从静强度及疲劳强度入手，求所需的净截面积Aj ；2）根据已有的设计经验，取杆件的净截面积Aj 为毛截面积 Am 的0.85 倍；3）选定下弦杆的截面形式，根据Am 及决定杆件截面外廓尺寸的原则，确定杆件的宽度b、高度 h 以及板厚；4）计算杆件端部连接所需要的螺栓数；5）算出实际的净截面积 Aj，进行强度、刚度及疲劳的验算，如不满足任一要求，则需重新设计。6、下承式钢板梁桥的适用范围？答：下承式钢板梁桥由于增加了桥面系，用料较多，制造也费工，且其宽度大，无法整孔运送， 更增添了装运与架梁的工作量。因此当铁路桥梁需采用板梁桥时，应尽可能不

10、采用下承式而采用上承式。 但是，当桥面标高不宜提高而对桥下净空有要求时， 则应考虑采用下承式钢板梁桥。这是由于其有建筑高度 h（自轨底至梁底）小的优点。7、与简支桁架桥相比，连续桁架桥有何优点？答：便于采用伸臂法架设钢梁；具有较大的竖向刚度和横向刚度；节约钢材；较易修复。;.8、已知某单线铁路简支栓焊桁架桥，跨度l = 64m，主桁图式及尺寸同题 63。试计算下弦杆 E2 4在纵向制动力作用下的杆件内力。E答：解：按相应于下弦杆 E24在主力作用下时的静活载计算。E静活载按最不利位置布置，如下图所示，根据结构力学所述方法，当三角形影响线顶点左边的活载之和 Ra 与顶点右边的活载之和 Rb 满足

11、下列等式时，即为产生最大杆件内力的活载位置。解得 x =10.4m故桥上静活载总重 P =220×5 + 92×30 + 80×(10+10.4) =5492kN 制动力 T=0.07P=0.07×5492 =384.4kN下弦杆 E2E4 在纵向制动力作用下的杆件内力为作业三：;.1、请写出我国已建成的最大跨度的拱桥、斜拉桥及悬索桥的名称、主跨跨度。答：拱桥：重庆朝天门长江大桥， 552m；斜拉桥：苏通长江公路大桥， 1088m；悬索桥：西堠门大桥， 1650m。2、何为桥面系？其作用是什么？答：桥面系由纵梁、横梁及纵梁间的联结系构成，其作用是支承桥面

12、荷载并将其传给主桁架。3、对简支桁架桥，为何需设置上拱度？答：对桁梁桥挠度的限制可以改善线路的运行质量， 但挠度限制过严会给桁梁桥的设计带来困难，同时会使高强度钢材的使用受到限制。如果在限制挠度的同时， 再把桁梁桥预先做成向上拱的曲线， 即预设了上拱度，则较易满足要求。4、桁架桥如何进行简化计算？答：简化计算方法的基本原理是： 把较复杂的空间结构简化为较简单的平面结构，近似考虑各平面结构之间的相互作用， 按平面结构进行内力计算。将平面内各杆件轴线所形成的几何图形作为计算图式， 并假定桁架各节点均为铰接。5、在主桁弦杆附加力计算中采用有车风力还是无车风力？为什么？答：采用有车风力。对弦杆最不利的

13、组合一般都是桥上有车时的情况。6、上承式钢板梁桥的主梁采用变截面的形式有哪些？答：跨度较大时，常做成变截面形式， 即翼缘在跨中区段变宽或变厚，或者采用多层盖板。在截面变化处，沿厚度及宽度方向做成斜坡。7、已知下弦杆 E2E4 所受轴力为：主力作用下 N = 3340 kN ，横向附加力作用下 Nw= 498.9 kN ，制动力作用下 NT=192.2 kN ，试确定 E2E4 杆件的计算内力。答：解：主力 +横向附加力： N = N+ Nw=3340+498.9=3838.9kN（主力控制）主力 +纵向附加力：N= N+ NT=3340+192.2=3532.2kN（主力控制）因此下弦杆 E2

14、E4 的计算内力取为3340 kN。作业四：;.1、图示铁路下承式简支桁架桥的主桁架的常用类型，并叙述其主要特征。答：图（ a）表示的几何图式称为三角型腹杆体系，构造简单，部件类型较少，适应设计定型化，有利于制造与安装；图（ b）桁架称为豪式桁架。在竖向荷载作用下， 图（b）的竖杆较图 (a) 的竖杆受力大，受压斜杆的数量也较多， 而且弦杆内力在每个节间都有变化， 因而图（ b）采用相对较少；图（ c）图（ e）为几种上承式桁梁的几何图式。对于中等跨度的上承式桁梁桥，其主桁图式常用图（ c）而较少采用图（ d），这是因为图（ d）的端竖杆要传递较大的支承反力，因而端竖杆用料较多。对于小跨度的桁

15、梁桥，也可做成图（ e）所示的结构型式；对于大跨度（跨度在 80 m 以上）的下承式铁路桁梁桥，曾经采用过上弦为折线形的主桁图式，见图（ f ）。但由于上弦为折线形，杆件和节点的类型多，不利于制造、安装与修复，因此，这种图式在我国早已不用了。 大跨度的下承式桁梁桥， 主桁仍可采用图（a）所示的三角型腹杆体系；对于特大跨度的桁梁，主桁常采用图 g）所示的再分式或图（ h）所示的米字型图式。为了兼顾桥梁工厂现有的设备（节间长度仍能采用 8 m），且斜杆仍需具有适当的倾度，则采用图（ g）或图（ h）可以增大桁高。2、桥面系的纵梁与横梁是如何连接的？答：在纵梁腹板上设一对连接角钢，与横梁腹板相连，在

16、纵梁上下翼缘上各设一块鱼形板，与横梁及相邻的纵梁的翼缘相连。3、支座的主要作用是什么？常用的支座类型有哪些？答：支座的作用是固定桥跨结构的正确位置， 将上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角），使上、下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。 常用的支座类型有：钢支座及盆式橡胶支座。4、什么是横向框架效应？答：横向框架由横梁、主桁竖杆和横向联结系的楣部杆件构成。横向框架效应是指当横梁在竖向荷载作用下梁端发生转动时， 竖杆的上端和下端均将产生力矩。;.5、引入活载发展均衡系数的作用是什么？答：为了保证铁路钢桥在较长的时期内能适应机车

17、车辆重量增长的需要,设计时必须为现今使用的列车活载预留一个发展系数。预留的方法是让设计容许应力低于实际能容许的应力， 也就是有一个预留的活载发展倍数 n。n=0.2a+1.2,其中 a= NP / (1+ )Nk 。为了使所有杆件的 n 达到相同，就引入了活载发展均衡系数 ，对不同杆件通过对活载加大不同的 倍，使各杆均具有相同的 amax，相同的 nmax 。 =1+(amax-a)/6 ，其中： amax 为主桁所有杆件的 a 值中最大者a = NP / (1+ )Nk 6、简述竖杆的截面设计步骤。答：竖杆又分为立杆和吊杆。 在下承式桁架桥中，立杆不需计算，而采用与吊杆相同的截面尺寸； 吊杆

18、除受到轴向拉力外， 还受到横向框架作用产生的弯矩，故吊杆为拉弯构件。其截面设计的步骤为：先按主力作用下的中心受拉杆件计算出所需的截面积及截面尺寸， 然后按（主力附加弯矩） 作用下的拉弯构件去检算所选截面的疲劳强度和刚度。7、吊杆 A3 E3 与横梁及横向联结系的楣杆构成的横向框架如下图所示。已知吊杆 A3E3 的截面惯性矩 Is4b=38200 cm ，横梁的截面惯性矩I =654R=873kN，钢的弹性模量 E=2.1000cm，纵梁作用于横梁上的竖向荷载5下端的弯矩值。06×10 MPa。试计算吊杆 A E33解：简支横梁跨中最大弯矩M=873×1.875=1636.9

19、kN·m(a+b)/B=(5750-1875)/5750=0.674;.h/ h=5775/(5775+4580)=0.558横梁在框架面内的刚度系数ibEIbB=2.06×1011×651000×10 8/5.75=2.33×108N·m吊杆在框架面内的刚度系数isEIsh2.06×1011× 38200×108/5.775=1.36×107N·m 故吊杆 A3E3 下端的弯矩值为作业五：1、 如何定义钢桥？;.答：一般是指一座桥梁的桥跨结构用钢（钢板、型钢、铸件、钢丝作为基本构件）

20、制成，而墩台、索塔等则可用其它材料建造。2、简支桁架桥如何实现上拱度的设置？答：上拱度曲线取为恒载与一半静活载所生的挠度曲线（但方向相反）。上拱度设置时，是让各节间下弦杆的长度不变（则纵梁长度就可不变）、腹杆的长度不变、斜杆和上弦杆的交角不变，而只让上弦杆的理论长度加长一点。3、简述上弦杆的截面设计步骤。答：上弦杆截面设计的主要步骤如下：1）选定截面形式并估算杆件的长细比（包括x 、 y）的值；2）根据估算的 x 及 y值，取其较大者查表得到整体稳定容许应力折减系数 1，则选取杆件的毛截面积为3）根据选取的 Am，选配组成杆件的各板件的尺寸， 确定杆件宽度 b、截面高度 h 以及板件厚度值；

21、4）计算所选截面的截面特性，进行总体稳定、局部稳定及刚度的验算。4、叙述钢箱梁桥的主要构造特点。答： 1）为增强钢梁的整体性，提高梁体抗失稳的能力，沿梁长每隔一定距离需设置横隔板。 多数情况下中间横隔板不是一块实心板， 而是与箱梁四壁连为一体的横向框架。 2）当横隔板间距较大时，为防止受压翼缘局部失稳而需设置横向加劲肋。 3）为保证受压翼缘及腹板的局部稳定，在受压区还需设置纵向加劲肋。5、现代斜拉桥为何要采用密索距？答：采用密索距有以下优点：主梁中的弯矩小；锚固点的构造简单；伸臂施工时所需辅助支撑较少； 每根斜索的截面较小， 斜索制造更换较容易。6、简述悬索桥的主缆类型及施工方法。答：悬索桥的主缆可采用钢丝绳和平行钢丝束两种形式， 前者一般用于小跨度的悬索桥， 后者则适用于各