中南大学钢桥作业题库

1、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

2、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

3、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

4、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，

5、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     

6、                                 所以，影响线面积                    

7、; （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                &

8、#160;     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A3A3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 

9、60;        （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（

10、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

11、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Aj ； 2）根据已有的设计经验，取杆件的净截面积Aj为毛

12、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

13、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E2E4在纵向制动力作用下的杆件内力。答：解：按相应于下弦杆E2E4在主力作用下时的静活载计算。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

14、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

15、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E2E

16、4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=3838.9 kN（主力控制）主力+纵向附加力： N= N+ NT=3340+192.2=3532.2 kN  （主力控制）因此下弦杆E2E4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

17、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

18、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

19、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&#

20、160;，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A3E3与

21、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 Is=38200 cm4，横梁的截面惯性矩Ib=651000cm4，纵梁作用于横梁上的竖向荷载R=873kN，钢的弹性模量E=2.06×105MPa。试计算吊杆A3E3下端的弯矩值。解：简支横梁跨中最大弯矩 M=873×1.875=1636.9kN·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=2.06×1011×651000×108/5.75=

22、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）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

23、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                              &

24、#160;            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；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

25、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，后者则适用于各种跨度的悬索桥。钢丝绳由钢丝捻成股，再由股捻成绳；平行钢丝束先由平行钢丝组成丝股，再由若干丝股组成密实的主缆，根据其架设方法可分为空中送丝法和预制平行丝股法。7、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，桥门架图式及尺寸如下图所示。桥上无车时的风荷载强度为W =1

26、250 Pa，试计算主桁斜杆A1E0及下弦杆E2E4在横向风力作用下的杆件内力。解： 1、求平纵联弦杆的内力桥上有车时的风荷载强度为W  = 0.8W =1000 Pa上、下平纵联所受的横向风力分布集度（单位长度上的横向风力）分别为风上 =0.5×0.4×H+0.2(h+3.0) ×(1-0.4) ×W （kN/m）风下 =0.5×0.4×H+1.0 (h+3.0) ×(1-0.4) ×W （kN/m）取 h = 纵梁高+钢轨枕木高 = 1.29 + 0.40 = 1.69m故 风上=

27、0.5×0.4×11+0.2×（1.69+3.0）×0.6×1000= 2762.8N/m=2.76kN/m风下=0.5×0.4×11+（1.69+3.0）×0.6×1000 = 5014N/m=5.01kN/m则在横向风力作用下的下弦杆E2E4的内力为2、桥门架效应           作用在桥门架上的风力腿杆反弯点位置端斜杆A1E0所受附加弯矩为   端斜杆A1E0所受附加轴力为 下弦杆E2E

28、4所受附加轴力为第一章绪论1钢桥分类：根据主要承重结构的受力体系可以分：梁式桥，拱桥，刚构桥，斜拉桥，悬索桥和混合体系桥梁。梁式桥：竖向荷载作用，只产生竖向反力按受力体系：简支梁、连续梁、悬臂梁按结构形式：钢板梁、钢箱梁、钢桁梁、结合梁拱桥：竖向荷载作用，除产生竖向反力外，还产生水平推力按有无推力：有推力拱设置坚固基础无推力拱（系杆拱）于拱两端设置拉索或梁刚构桥：主要承重结构为偏心受压和受弯构件斜拉桥：高次超静定结构，关键在高塔施工和索力控制悬索桥：（吊桥），以主揽为主要承重结构，主揽只受拉力2 钢桥优缺点：优点：*钢材抗拉、抗压、抗剪强度高，重量轻，跨越能力大。钢材可加工性能好，可用于复杂桥

29、型和景观桥。*材质均匀，实际应力与计算值接近，安全可靠*适合工业化方法制造，质量可靠，便于运输，便于无支架施工，工地安装速度也快。*韧性延性好，可提高抗震性能。*寿命长，易于修复和更换，可回收利用。缺点：动载作用下，疲劳问题突出。易腐蚀，需要经常检查和按期油漆，维护费用高。铁路钢桥行车时噪声与振动均比较大。3钢桥设计的一般要求和原则必须有足够的整体刚度、具有必要的横向刚度、满足使用阶段的受力和工作性能要求，在施工过程中满足应力和变形的要求、防腐、疲劳设计、不应有未栓合或未焊合的接触部分、应尽可能减少构件和零件的种类，钢结构的构件计尽可能标准化，使同型构件能互换、钢桥在安装或检修支座时在结构上应

30、预设可供顶起用的结构4结构内力计算原则结构构件的内力按弹性受力阶段确定。变形按构件毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。平面计算方法中，可以采用荷载横向分布系数考虑桥梁结构空间作用的影响。5钢桥设计计算方法：容许应力法和半概率极限状态设计法<=结构标准荷载的计算应力，荷载组合系数为1不同荷载组合的容许应力提高系数容许应力，为屈服强度/1.76疲劳验算方法：拉-拉或拉-压（以拉为主）的构件压-拉（以压为主）的构件第三章桥面结构1钢桥桥面构造组成及各部分作用：*桥面梁格，桥面板，桥面铺装，排水防水系

31、统，人行道或护轮带，栏杆，照明灯具和伸缩缝等组成。*桥道梁：把桥面板上的何在传递给主梁的作用。桥面板：直接承受活载并传递给桥道梁或主梁的主要结构。桥面铺装：提供主轮摩擦力，分散荷载，保护主梁。2桥面板分类：公路钢桥桥面板的结构形式：钢筋混凝土桥面板（RC桥面板）、 预应力混凝土桥面板（PC 桥面板） 、钢桥面板 铁路桥桥面的形式：明桥面、道碴桥面3钢桥桥面标高调整的方法有哪些：*调整墩台顶面标高。*钢梁腹板采用不同的截面高度。*采用变厚度桥面或设置三角垫层。*根据桥面标高需要桥面板设置不同高度的倒梯形梗肋。4为什么钢桥桥面板的强度和裂缝宽度比混凝土桥要求高：*直接承受车轮作用冲击作用，活载比例

32、大，容易疲劳破坏*钢桥刚度小，纵梁与主梁刚度差别大，桥面板受力不匀*板厚与梁高的比值小，尺寸误差影响大*直接承受超重车辆车轮集中荷载，使承受的实际荷载大于设计荷载。*钢桥易腐蚀5钢桥面板三个基本结构体系结构系I：由顶板和纵肋组成的结构系看成是主梁（桥梁主要承载构件）的一个组成部分，参与主梁共同受力，称为主梁体系。结构系：由纵肋、横肋和顶板组成的结构系，顶板被看成纵肋、横肋上翼缘的一部分。结构系H 起到了桥面系结构的作用，把桥面上的荷载传递到主梁和刚度较大的横梁，称为桥面体系结构系 ：本结构系把设置在肋上的顶板看成是各向同性的连续板，这个板直接承受作用于肋间的轮荷载，同时把轮荷载传递到肋上，称为

33、盖板体系。第四章钢板梁桥1钢板梁组成及各部分作用：*组成：主梁、横向联结系，纵向连接系，桥面系组成，形成格子梁体系。*主梁：整个桥梁的承重作用，把荷载传递给支座。*横向联结系：把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳作用。有实腹式梁和空腹式桁架形式。*纵向联结系：桁架式结构，作用是加强桥梁的整体稳定性、与横梁共同承担横向力和扭矩的作用。*桥面系：把桥面荷载传递到主梁和横梁。2铁路桥确定主梁中心距d时考虑的因素：*桥枕或RC桥面的合理跨度d为1.82.5m*桥跨结构的横向抗倾覆要求，d不能太小。*桥梁横向刚度的要求:d>=L/20*下承式板梁桥下净空的要求（4.88m）*

34、整孔施工架设时的宽度要求。3铁路梁高制定时考虑的因素：主梁梁高设计要求：*用钢量最省*主梁的竖向挠度满足要求*腹板宽度为常规轧制钢板尺寸，避免拼接或裁剪*桥跨的建筑高度最小*满足运输要求*相近跨度尺寸的标准化（即采用相同腹板厚度）4提高腹板稳定临界应力的主要方法有：*设加劲肋：更有效*增加板厚：效果不明显5纵横向连接系的作用：横向连接系作用：*防止主梁侧倾试问*起到荷载分配作用*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载*桥梁安装架设是主梁的定位*抵抗桥梁扭矩*在桥面板端部起到横向支承的作用。前三作用当横联设置于跨间时有效，后2设置于支撑处有效纵向连接系作用：*将地震荷载风荷载等水平力传递到支

35、座*防止主梁下翼缘的侧向变形和横向振动*与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平荷载及扭矩*桥梁安装架设是主梁的定位第五章钢箱梁桥1钢箱梁的主要受力特点：*箱梁受力特点：典型的闭口薄壁结构2钢箱梁的组成及各部分作用：因其横向刚度大，可不设纵连*主要由主梁，横向连接系和桥面系组成。*主梁：整个桥梁的承重作用，把荷载传递给支座。*横向联结系：把各个主梁连接成整体，起到荷载横向分布、防止主梁的侧向失稳作用。*桥面系：把桥面荷载传递到主梁和横梁。纵梁：1主梁间距较大时，减小砼桥面跨径，2提高钢桥面板的刚度横梁：1对于双箱或多箱，使主梁受力均匀，2支承纵梁或桥面板，3端横梁有效提高桥梁整体抗扭能力和分散支

36、点反力3横隔板的作用及主要形式：*减少钢箱梁的畸变和横向弯曲变形，增加整体刚度，分散局部荷载的作用。*类型：中间横隔板：实腹式，框架式，桁架式。支点横隔板：通常采用实腹式，分为两支座形式和单支座形式第六章组合梁桥1剪力连接件的分类：*结构形式：刚性：一般采用角钢或槽钢，伸入砼中阻止板对梁的剪移；柔性：采用斜钢筋或螺旋钢筋，防止砼板向上脱开；焊钉：焊接于钢梁翼缘的大头螺钉；PBL（开孔钢板连接器）孔中混凝土承担钢梁与混凝土板间的错动剪应力。2连接件承受的主要外荷载：*恒载，活载，预应力，混凝土干燥收缩，混凝土板与钢梁间的温差等。第七章刚桁梁桥1桁梁的组成及各部分作用：*组成：主桁、联结系、桥面系

37、、桥面*主桁作用：主要承重结构，承受竖向荷载，将荷载通过支座传给墩台*联结系作用：使主桁架联结形成空间稳定结构，承受横向荷载。分为纵向连接系（上平纵连，下平纵连）横向连接系（端横联，中横联）*桥面系作用：传递荷载，将两片纵梁连成整体、*桥面作用：供车辆和行人走行的部分2连续桁梁桥的特点：*连续梁最大弯矩比等跨简支梁小，可节省8%10%的钢材；*桥墩上只有一个支座，墩帽所需尺寸较简支梁小；*连续梁的横向及横向刚度均比简支梁大，故行车平顺，或同刚度下，连续梁梁高可小一些；*是超静定结构，可调整支座标高来调整杆件内力，使受力均匀*适合于悬臂拼装或采用纵向拖拉及顶推法安装就位；*局部破坏时，损害相对较

38、小，修复较容易；*每联常采用两跨或三跨，一般不超过五跨；*二孔连续梁做成等跨，三孔时最好为7：8：7或做成等跨。3主桁架的几何特点三角形桁架，适用于大、中、小各跨径，构造简单，施工方便、斜杆式形桁架杆件规格多，制造、施工不方便，现已不采、K形桁架杆件规格多连接多纵横梁多，杆件短小轻便、双重腹杆形桁架适用于大跨径桥梁4主桁架的主要尺寸：桁架高度、节间长度、斜杆倾角、主桁架中心距5主桁杆件截面形式H形截面：组装简单，采用全自动焊容易矫正焊接变形，螺栓安装方便；截面绕X轴刚度小，用作压杆不经济，平置时腹板必须开泄水孔箱形截面截面：对X、Y轴刚度大，板厚相对H形薄；组装、焊接、矫正焊接变形、安装螺栓比

39、H形费工费事6拟定主桁杆件的外轮廓尺寸需考虑的因素同一主桁中各杆宽度b必须一致，便于用节点板相连上下弦杆在各节间的高度应尽可能一致外轮廓尺寸应兼顾刚度和经济应考虑自动电焊小车在竖板的槽内行走根据工厂组装胎型和机器样板的标准栓线网络布置7纵梁的断缝：减少纵梁的轴力，降低横梁的水平弯矩。大跨钢桁梁宜将纵梁切断。两断缝的间距，不大于80m。8桁架节点构造形式及特点：外贴式节点：构造简单、拼接方便、弦杆可以连续不断地通过节点内插式节点：用钢量少、制造复杂，适用于大跨度桁梁全焊节点：工地焊缝太多，焊接变形不易控制9节点强度检算：节点板撕破强度检算、节点板中心竖直截面的法向应力和剪应力验算、腹杆与弦杆之间

40、节点板水平截面的法向应力和剪应力验算10桥跨结构横向刚度要求铁路桥规要求：下承式简支桁梁及连续桁梁的边跨，其宽度与跨度之比不宜小于1/20，11节点的受力要求及构造要求：受力要求：*各杆件截面重心线应尽量在节点处交于一点；*主桁杆件所需螺栓数按杆件的承载力计算；联结系杆件所需螺栓数按杆件的内力计算；*有条件时，杆件进入节点板的第一排螺栓数，可少布置几个；*弦杆在节点中心断开时，应用节点板和拼接板连接；*所有杆件尽量向节点中心靠拢，节点板尺寸小；*必要时，在节点板自由地段设置加劲角钢或隔板。构造要求（制造、安装和养护要求）：*节点板形状简单端正，不得有凹角；*标准节点板，螺栓位置应按机器样板的标

41、准栓线网格布置；*同一杆件两端的螺栓排列应尽量一致；*工地安装螺栓，均应考虑施工的方便；*立柱与上弦杆的连接及端节点的构造应考虑施工临时荷载；*节点内不得有积水、积尘的死角及难于油漆和检查的地方。12活载发展系数n,活载均衡发展系数，的定义计算（n，a概念公式）：定义：按设计容许应力与现行铁路桥规中的“中活载”设计的钢桥，实际上能承受更高等级的活载（通常称为检定活载等级）。这个实际上能承担的高等级活载（检定活载）与设计活载的比值，称为该桥预留的活载发展系数。1、简述国内外钢桥发展的现状及特点？   答：现在钢桥采用的主要技术有：（1）高强度低合金钢、预应力钢筋、高标号混凝土

42、、聚合物等新材料的应用; (2)桥梁上部结构采用正交异性刚桥面板和钢与混凝土的组合结构，箱型梁、高次超静定结构（多为连续梁、斜腿钢架、斜拉桥、各种组合体系等）； （3）结构设计方面可以针对不同情况，按需要进行非线性（材料非线性、集合非线性）分析、空间分析、动力分析、可靠性分析； （4）施工工艺方面用钻孔桩机械（土层及岩层）、大直径桩、双臂钢围堰、自升式平台等修建深水基础，用焊接、高强度螺栓、预应力等方式进行连；用悬臂施工（混凝土灌注及各种预制件的拼装）及整体架设等方法减低造价并压缩工期.2、简述钢桥设计计算的基本方法和主要计算内容？   答：国内外钢桥设计主要采用容许应力法

43、和半概率极限状态设计法。（1）容许应力法，以弹性设计理论为基础，但该方法不能充分反映不同荷载的统计特性，较大程度的依赖经验，它将逐步被一概率统计和可靠度理论为基础的概率极限设计法所取代。（2）办概率极限设计法，根据不同荷载和材料与构件的统计特性采用分项安全系数表示。3、简述钢桥的主要材料的种类、表示方法和主要特点？   答：钢桥的主要材料有结构钢、高强钢丝、高强螺栓、优质钢、锻钢、铸钢、焊条和焊丝等材料；表示方法是：（1）钢板，表示方法为”PL-宽*厚*长”，（2）型钢:(a)角钢，表示方法为L肢宽*肢厚*长度和L长肢宽*短肢宽*肢厚*长度，（b)工字钢，普通工字钢为I号数

44、（界面高度cm和腹板厚度a、b、c），轻型工字钢OI号数（界面高度cm和腹板厚度a、b、c），（c)普通槽钢,号数（界面高度cm和腹板厚度a、b、c），轻型槽钢,Q号数（界面高度cm和腹板厚度a、b、c）4、简述焊接残余应力与残余变形的主要特点和对钢桥的影响？   答：钢材焊接时，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，使得钢材内部产生焊接应力，焊接应力较高的部位将达到钢材屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存与焊件内的应力，为焊接残余应力。  在焊接和冷却过程中由于焊件受热和冷却都不均匀除产生内应力外，还产生变形，这种变形成为焊接残余变形。焊接残余变形影响结

45、构的尺寸精度和外观，导致构件的初弯曲、初扭曲、初偏心等，。使受力时产生附加的弯矩、扭矩和变形，从而减低其强度和稳定的承载力。5、简述减少焊接残余应力和残余变形的方法？   答：（1）、设计措施（a)尽量减少焊缝的数量和尺寸（b）避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交与一点（c）焊缝尽可能堆成布置，连接过渡尽量平滑，避免应力突变和应力集中（d）搭接长度不小于最小值（e）合理选择施焊位置，（2）焊接工艺措施（a)采用适当的焊接顺序和方向（b）先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝，先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝（c)先焊使用时受力较大的焊缝，后焊受力较次要的焊缝（d)预变形（e

46、)预热、后热（f)高温回火（g)用头部带小圆弧的小锤轻击焊缝，是焊缝得到延展，减低焊机残余应力。6、简述钢桥桥面的结构形式和特点？   答：结构形式为公路钢桥桥面和铁路钢桥桥面；按照承重结构的主要材料可分为钢桥面、混凝土桥面和木桥面-该答案不甚准确，自己斟酌7、简述桥面系梁格的组成和连接形式？   答：组成由横梁和纵梁，形式（1）横梁直接支承于主梁上-上承式（2）横梁位于主梁中间（3）横梁设置于主梁下端-下承式（4）横梁有吊杆直接悬吊与主梁之下-下承式拱桥（5）由立柱吧横梁支承于主梁之上。8、钢桥面板设计计算和构造细节处理中应该特别注意哪些问题？

47、0; 答：（1）冲击荷载的影响（2）桥面板温差的影响（3）钢桥面板的疲劳（4）钢桥面板的刚度（5）闭口加劲肋的防腐9、简述失稳的分类及形式？  分类： 1）平衡分支失稳：结构是温室，平衡形式已发生改变，丧失了第一类稳定 、2）极值点失稳：结构丧失稳定是其弯曲平衡形式不发生改变，只是由于结构原来的弯曲变形增大到将不能正常工作、3）跃越失稳    失稳形式：1）整体失稳、2）局部失稳10、斜拉桥的结构形式？  1）漂浮体系、2）办漂浮体系、3）塔梁固结，塔墩分离、4）钢构体系11、钢桥的假设方法及使用条件？  1）悬臂拼装：使用于桥高，跨

48、打和水流急，不宜搭设脚手架的河流，以及有流水或有转移木排的河流、2)纵向拖拉法假设钢梁：适用不搭设支架及有交通限制的情况、3）整体假设、4)膺架法组装钢梁、5）横移法施工、浮运法施工、转体假设法12、加劲肋的作用是什么？   加劲肋分为横向加劲肋和纵向加劲肋，横向加劲肋又分为中间横向加劲肋和支承加劲肋。中间横向加劲肋主要用于防止腹板剪切失稳，支承加劲肋设置在主梁支承处，及外力集中处，除了防止腹板剪切失稳外还有承受集中力，防止局部屈曲或盈利集中。 纵向加劲肋主要是防止腹板在弯曲压应力下的弯压失稳13、横向连接系的作用是什么？有哪些常用的构造形式，各有什么主要特点？ 

49、  主要作用是1）主要防止主梁侧倾失稳2）起到荷载分配的作用3）与主梁及纵向连接系构成空间桁架，抵抗水平荷载4）桥梁安装架设时主梁的定位5）抵抗桥梁的扭矩，将扭矩和水平力传递到支座6）在桥面板端部起到横向支承的作用   构造形式及特点：有端横梁（加斜撑界面尺寸小，构造复杂，不加斜撑的构造简单），端横联（减轻自重，便于维修，但刚度小），中横梁（刚度打，荷载分配效果好），中横联（减轻自重，但荷载分配效果较差）14、纵向连接系的作用是什么？有哪些常用的构造形式，各有什么主要特点？    主要作用是1）将地震荷载、风荷载等水平力传递到支座2）

50、防止主梁下翼缘的侧向变形和横向振动3）与主梁及纵向连接系构成空间桁架抵抗水平还在和扭矩4）桥梁安装架设时主梁的定位    构造形式及特点：上平联合下平联，上平联设置于上翼缘附近的腹板，下平联设置于下翼缘附近的腹板15、简述钢箱梁桥的结构形式和特点？    结构形式：单箱单室、双箱单室、倾斜腹板的倒T型箱，三个以上腹板的单箱多室箱、多箱多室、扁平钢箱梁。可采用钢筋混凝土桥面板和钢桥面板。根据受力体系可分为简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥。    特点：跨径小于60米时采用钢筋混凝土桥面板较为经济，随着跨径的增加

51、恒载弯矩增加较快，通常跨径大于80米时采用刚桥面板。16、钢箱梁桥支座及临时指点是如何布置 ？   单箱钢梁桥的梁端是指设置两个支座，才能保证结构的稳定性和抵抗扭矩的作用，对于连续弯箱梁桥中间支座偏离主梁行心，偏心设置在曲率半斤较大 的一侧，可以减小主梁恒载偏心扭矩，为了便于控制支座的偏心距，中间支点可以采用单个支座的结构形式。     多箱钢梁桥往往一个钢箱设置一个支座，箱梁之间用横梁连接，当一个钢箱设置多个支座时，由于支座高度的设置误差会导致支座的受力不均匀，会对箱梁产生不利影响。17、简述钢箱梁桥的主要受力特点和构造特点？ &#

52、160; 1）具有很大抗弯能力2）具有很大的抗扭刚度，荷载横向分配均匀3）具有很大的横向抗弯刚度，横向稳定性好4）单根箱梁的整体稳定性好5）梁高小、适合于立交桥和建筑高度受限的桥梁等6）横隔和加劲结构等都在箱内，外形美观7）箱内为中空结构，便于布置电缆，水管，煤气罐等附属设施。  为了防止畸变很横向弯曲变形设置横隔板，为了防止局部失稳设足够的加劲肋。18、简述钢桁梁桥的组成和各部分 的作用？   组成：主桁、连接系、桥面系、桥面。作用：主桁：主要承受竖向荷载，将还在通过支座传递给墩台；连接系：使主桁架联系起来，是桥跨结构成为稳定的空间结构，能承受各种横向荷载；桥面

53、系：桥面传来的荷载先作用于纵梁，再有纵梁传至横梁，然然后由横梁传至主桁架节点；桥面：是提供车辆和行人走行的部分。19.钢桥的主要结构形式和受力特点？钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为，梁式桥，拱桥，钢构桥，斜拉桥，悬索桥，混合体系桥梁1）梁式桥在竖直荷载作用下，主梁的截面只有弯矩和剪力，不产生轴力，支座只承受竖直方向的力，不承受水平力。2）拱桥在受力上最大的区别是，在竖向荷载作用下，在拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力，使得拱内弯矩和剪力大大减小，主要受压为主。3）钢构桥的受力兼有梁桥与拱桥的一些特点，主要承重结构为偏心受压和受弯。4）斜拉桥，索受拉，梁受弯，塔受压。5）悬索桥，悬

54、索的见面只承受拉力。20、钢桥有哪些连接方式？简述他们的主要特点和使用情况 1) 焊接的优点是对钢材从任何方位，角度和形状相交都能方便使用，一般不需要附加连接板，连接角钢的零件，也不需要咋钢材上开孔，不使截面受消弱。 2) 螺栓连接可分为普通和高强度螺栓连接。优点，安装方便特别适用于工地安装连接。缺点，需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量；螺栓孔还使截面消弱，且被连接的板件需要互相搭接或另加角钢或拼装接板的连接件，废钢材。 3) 铆钉连接；铆钉通常以具有良好的塑性和顶锻性能的普通碳素铆螺钢ML2或ML3制成，以孔径作为铆钉公称直径。塑性，韧性和整性好，连接

55、变形小，传力可靠，承受荷载时的疲劳性能好，质量也便于检查。缺点；构造复杂，用钢量大，施工麻烦，打铆钉时噪音大，劳动条件差。21.承压型高强度螺栓连接与普通螺栓及摩擦型高强度螺栓连接有何主要异同点？摩擦型高强度螺栓连接，由螺栓拧紧力所提供的摩擦力抵抗外荷载，即保证连接在整个使用期间剪力不超过最大摩擦力。承压型高强度螺栓连接，受剪设计时只保证在正常使用荷载下，外剪力不超过最大摩擦力，这种连接以杆身剪切或孔壁承压破坏时的荷载作为连接受剪的极限承载力，螺栓的高强度得到充分利用。承压型高强度螺栓连接由于受剪时利用了摩擦力克服后继续增长的承载力，因而承载力高于摩擦力，可节省螺栓用量，但与摩擦型高强度螺栓连

56、接相比，其整体性、刚度和动力性能差，变形打，实际强度储备小，很少采用。22.简述钢板梁桥的结构形式和特点？主梁通常采用工字钢，H形钢，焊接工形梁等结构形式。工字钢和H形钢是由工厂轧制而成，通常为等截面形式，与焊接钢梁相比，具有结构简单、造价低的特点，由于截面尺寸往往受到工厂轧制能力的限制，跨越能力小。为了提高跨越能力，在上下缘焊接盖板。焊接工形梁是由上下翼板和腹板焊接而成，结构灵活、构造简单、受力明确、工地连接方便、单个构件重量轻等优点。但抗扭刚度和横向抗弯刚度较小，要考虑横向失稳问题钢板梁桥根据支撑条件和受力特点分为：简直刚板桥，连续钢板桥和悬臂刚板桥。与简直梁桥相比，连续梁桥具有伸缩缝少，

57、噪音小，行车平稳，挠度小，截面经济等优点。悬臂钢板梁桥是静定结构，弯矩却与连续梁桥比较接近，截面比简支经济，对地基沉降不会产生附加弯矩，但伸缩缝多，悬臂的挠度大，有折角现象，对行车不利且牛腿构造复杂，容易引起疲劳破坏。23.总结组合梁在应用上的优点？因为简支梁的上缘受压，下缘受拉，最符合组合梁材料分布的合理原则，即梁上下缘应是适宜受压的混凝土板，下缘是有利于受拉的钢梁。组合梁与不设剪力连接件的钢板梁不同，钢筋混凝土桥面不仅直接承受车轮荷载起到桥面板的作用，而且作为主梁的上翼板与钢梁形成组合截面，参与主梁共同工作。由于钢筋混凝土参与主梁共同工作，通常用钢量可以比普通钢板梁节省百分之十到三十，梁高

58、也小，适用跨径较大。24.简述节点的构造和基本要求？外贴式节点2）内插式节点3）全焊接点要求：1）个杆件截面重心线应尽量在节点处处于一点，以免产生节点偏心的附加应力，如有偏心，应计算偏心影响；干端连接螺栓的合力线应尽量与杆件的截面重心线重合。2）主桁杆件所需要的链接螺栓个数应按杆件的承载力计算。3）有条件时，杆件进入节点板的第一排螺栓数，可适当少布置几个，以减少杆件的截面消弱。4）弦杆在节点中心中断时，单靠节点板来连接弦杆，多半强度不够，一般均需添设弦杆拼接板。5）所有杆件应尽量向节点中心靠拢，连接螺栓应布置紧凑，这样可使节点板平面尺寸小些，也有利于降低节点刚性次应力和增加节点板在面外的刚度。

59、6）为了加强节点板在面外的刚度，屈曲稳定和抗碰撞能力，必要时得在节点板的自由地段设置加劲角钢或隔板。用缀板连接的组合杆件，端缀板应尽量伸入节点板。      1-2简述钢桥的主要设计方法  (1)容许应力法:以弹性设计理论为基础，给设计方法简便，但是该方法不能充分反应不同荷载的统计特性，较大程度的依赖经验。  (2)半概率极限状态设计法:根据不同荷载和材料与构件的统计特性，采用分享安全系数表示。1-3钢桥技术的发展趋势：  （1）大跨度钢桥将向更长、更大、更柔的方向发展  （2）轻质高性能、耐久

60、新型钢材品种的研制开发和应用  （3）大型工厂化高精度制造钢桥节段和大型施工设备的整体化安装将成为钢桥施工方法的主流  （4）公路港桥设计和硬件能力达到国际先进水平第二章：2-1：钢桥的连接方式有哪些？简述它们的主要特点和使用情况。连接方式：焊接，螺栓连接，铆钉连接。特点：1.焊接是现代钢桥最主要连接方法，焊接的优点是使用不受钢材方位角度形状限制，构造简单，节省钢材，制造方便，易于自动化操作，生产效率高，焊接刚度较大，密封性较好。2.螺栓连接安装方便，适用于工地安装连接。普通螺栓便于拆卸，适用于需要装拆的结构连接和临时性连接。高强螺栓不仅安装方便，而且具有强度高，对螺孔加工

61、精度要求较低，连接构件间不易产生滑动，刚度大等优点，适合构件间的工地现场安装连接，螺栓连接的缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量，螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接的板件需要互相搭接或另加角钢或拼接板等连接件，因而多费钢材。3.铆钉连接的塑性韧性和整体性好，连接变形小，传力可靠，承受动力荷载时的疲劳性能好，质量也便于检查。但是，铆钉连接构造复杂，用钢量大，施工麻烦，打铆时噪声大，劳动条件差。2-7.简述焊接残余应力与残余变形的主要特点和对钢桥的影响？    残余应力的特点 :在厚度不大的焊接结构中的残余应力基本上是双轴的， 即只有纵向和横向残余应力，而厚度方向温度大致均匀，残余应力很小，只在厚度大的焊接结构中，厚度方向的应力才达到较高的数值。残余应力的影响  结构构件通常是承受纵向应力为主，故构件纵