中南大学钢桥作业题库

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。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 = 64m，设计荷载为中活载，主桁尺寸如图所示。试计算主桁斜杆A3E4在主力作用下的杆件内力。

答:1、恒载内力计算

(1)恒载集度的假定

参照已有设计，取

主桁 14.5 kN/m

联结系 2。8 kN/m

桥面系 6.8 kN/m

高强螺栓 0.5 kN/m

检查设备 1.0 kN/m

故每片桁梁重p1=（14。5+2。8+6.8+0。5+1.0）÷2 = 12.8 kN /m

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 = p1+ p2=12。8 + 5。0 = 17.8 kN/ m

可偏安全地取为p = 18 kN/m

（2）影响线面积Ω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

（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η值的计算η = 1+(a max — 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A3A3′的加载长度l=64m，顶点位置α =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A j；

2）根据已有的设计经验，取杆件的净截面积A j为毛截面积A m的

0.85倍;

3）选定下弦杆的截面形式，根据A m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δ；

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A j，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？