大跨度桥梁考核作业.doc

2016级大跨度桥梁考查题（每题10分，共100分） 一、简述悬索桥中主缆无应力索长的计算思路和方法？ 答：悬索桥中、边跨中，各索股由索夹紧箍成一条主缆，因而，通过求解主缆中线再 求索股的无应力长度。但是，悬索桥不同于其他的桥型，其主缆线形并不能由设计者人为确定，而需根据成桥状 态的受力而定。，确定成桥状态主缆各控制点(IP点和锚点)的位置、矢跨比和主缆的截面几何形状参数、材料参数等，再采取解析迭代法，确定主缆的线形，并求解主缆的缆力和主缆中线的有、无应力长度，然后进一步求解包括锚跨在内的索股长度。 y=c(ch-1） c=H/q；H 为索力水平投影；q为主缆每延米重。 主缆自重引起的弹性伸长量为： 主缆无应力长度为： 根据成桥状态主缆的几何线型、桥面线型，求得各吊索的有应力长度，扣除弹性伸长量，即得吊索无应力长度。 二、简述悬索桥中主索鞍为何要设置边跨方向的预偏？ 答：在空缆状态,由于桥塔相邻跨主缆的无应力长度不同,导致相邻跨主缆水平分力不等。此时,若索鞍仍保持在成桥位置,会使主塔承受较大的不平衡力,需要通过桥塔自身变形来平衡。然而在实际情况中,靠主塔变形改变跨度,减小不平衡力是不现实的,需要通过索鞍的偏移或偏转来调整各跨主缆的张力,使相邻跨主缆在索鞍处保持平衡状态,此时的偏移量或偏转量就是索鞍的预偏量。 悬索桥桥塔设计的合理成桥状态是塔顶没有偏位，塔底没有弯矩，此时塔顶相邻跨主缆水平分力相等。在空缆状态，由于桥塔相邻跨主缆的无应力长度不同，导致相邻跨主缆水平分力不等。此时，若索鞍仍保持在成桥位置，会使主塔承受较大的不平衡力，需要通过桥塔自身变形来平衡。然而在实际情况中，靠主塔变形改变跨度，减小不平衡力是不现实的，需要通过索鞍的偏移或偏转来调整各跨主缆的张力，使相邻跨主缆在索鞍处保持平衡状态。 简述主缆和吊索的安全系数一般如何设计取值？ 答：（1）主缆：国内悬索桥主缆设计采用容许应力法，安全系数一般取2.5。但是由于国内主缆钢丝性能的提高，施工工艺的改进，后期维护水平的提高，以及大跨度悬索桥可变作用产生的主缆缆力效应所占比例的减小，安全系数考虑的材料缺陷，加工误差，结构非线性等因素相对减小。考虑二次应力后的影响安全系数可以减小。为研究主跨1 000m以上大跨径悬索桥主缆安全系数的取值问题,如建立西堠门大桥(主跨1 650m的两跨连续梁悬索桥)空间几何非线性有限元模型,分别按照各国的荷载标准对模型进行加载,计算结构在荷载作用下的内力及位移,并根据相应的规范进行荷载组合,计算出主缆相应的安全度,采用Wyatt公式进一步计算模型考虑主缆二次应力后的安全系数。计算分析结果表明,大跨径悬索桥主缆安全系数可由2.5降低至2.3,从而给出了大跨径悬索桥主缆容许应力安全系数2.3的建议值。 (1)吊索： 吊索的安全系数一般取3.0.因为在高应力状态下工作，长期塑性变形比较大，所以安全系数一般建议取大点。对于受力明确，材料均匀，维护水平高的悬索桥吊索的安全系数可以取小点。 四、斜拉桥的合理成桥状态设计主要内容？ 答：（1）合理成桥状态的确定 刚性支承连续梁法，零位移法，内力平衡法，指定应力法，最小弯曲能量法，最小弯矩法，用索量最小法，影响矩阵法。 以上方法在应用中难以全面考虑斜拉桥受力的要求。故用分步算法确定合理成桥状态。 斜拉桥成桥受力状态包括成桥恒载内力状态和主梁线形状态,并且对于混凝土斜拉桥,由于混凝土收缩徐变的影响,成桥后相当一段时间内恒载内力状态和主梁线形状态会随时间变化,通常认为5年后才能基本稳定.成桥恒载状态应以混凝土收缩徐变荃本完成后的稳定状态为准,但在变化阶段桥梁也应能满足使用要求。 主梁线形状态主要指成桥恒载状态下主梁的标高符合设计标高的要求这通常在初步设计阶段根据使用要求确定了桥下通航净空、桥面纵坡、竖曲线后就成为了一个明确的目标。为了考虑活载的影响,通常还设里一定的预拱度。 （2）施工状态的确定 正装迭代法 五、请你画出缆索吊装拱桥的总体立面布置图？ 六、简述一座大桥的详细设计流程与主要内容？ 答：（1）设计流程为： 预可行性研究报告→项目建议书→工程立项→可行性研究报告→设计任务书→初步设计→技术设计→施工图设计。 （2）主要内容： 预可阶段主要研究建桥的必要性以及宏观经济上的合理性。在项目建议书被审批确认后，着手工可阶段的工作，在这一阶段，着重研究和制定桥梁技术标准，包括：设计荷载标准，桥面宽度，通航标准，设计车速，桥面纵坡，桥面平、纵曲线半径等。 初步设计应根据批复的可行性研究报告、测设合同和初测、初勘或定测、详勘资料编制。 技术设计应根据初步设计批复意见、测设合同要求，对重大、复杂的技术问题通过科学试验、专题研究、加深勘探调查及分析比较，进一步完善批复的