钢桥复习重点铁道中学教育中考_办公文档-课程设计.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 1.我国钢桥和钢材发展情况和主要特点?1)钢桥主要特点:钢桥跨越能力强;钢桥构件适合于工业化制造,便于运输,工地安装速度快,钢桥施工工期短;钢桥易于修复和更换;但同时刚才易于锈蚀,需要经常检查和按期维护,故钢桥养护费用比石桥和钢筋混凝土桥高;铁路钢桥采用明桥面时噪声较大,不宜用于城市及周边地区;钢桥造价较高。2)钢材发展情况:20 世纪 50年代初期进口碳钢,1962 年 16 锰桥低合金钢,1967 年15 锰钒氮桥钢,2000 年 14MnNbq,经过多年研究和试验,已经形成力学性能、工艺性能和焊接性能都比较好的强度等级明显的钢材:Q235qD、Q345qD、Q345q
2、E、Q370qD、Q370qE、Q420qD、Q420qE。2.我国铁路钢桥的基本材料?1)钢梁主体结构用钢:Q235qD、Q345qD、Q345qE、Q370qD、Q370qE、Q420qD、Q420qE;2)桥梁辅助结构用钢:Q235-B.Z。3)连接型钢用钢:Q345c。4)高强度螺栓用钢:螺纹直径为 M22、M24、M27、M30,螺栓用20MntiB、35VB,性能等级为 10.9S,20MntiB 适用于直径小于等于 M24,35VB 适用于直径小于等于 M30,螺母及垫圈用 35 号钢、45 号钢 15MnVB。5)铸件用钢:ZG230-450、ZG270-500。6)销、铰、辊
3、轴用钢:35号锻钢。3.了解我国客专和高铁钢桥的发展状况?4.钢板梁桥的构造特点?主梁:主梁是由工字型截面,由翼缘及腹板组成。跨度较小的板梁桥,其主梁常用等截面的板梁,翼缘只用一块钢板;跨度较大的板梁桥,为了使主梁截面承受弯矩的能力能大致符合弯矩图,借以节省材料,主梁常做成变截面的,这时,翼缘如仍用一块钢板,则翼缘板可在宽度或厚度方面加以变化,靠梁端的翼缘板用较窄的或较厚的钢板。联结系:平纵联杆件端部的节点板,可与上翼缘焊接,但不应与受拉翼缘焊连,这是由于受拉翼缘的疲劳强度受焊接影响较大。5.板梁桥主梁腹板的稳定如何保证的?对于腹板,为防止起在外力作用下丧失局部稳定,通常是用加劲肋来增强它的刚
4、度。为免去腹板局部稳定性的繁琐计算,对简支板梁腹板的中间加劲肋和水平加劲肋,可按下列办法设置:1)当腹板高厚比50hff时(fh为腹板全高,f为腹板厚),主梁高度较小,腹板本身的刚度已可保证其局部稳定,可不设中间加劲肋。2)当50h140ff,此时腹板的刚度较弱,应设置中间加劲肋,其间距为f950a 为检算板段处的腹板平均剪应力(MPa),ffhv,V 为板段中间截面处的剪力,且不得大于 2m。考虑到构造上的需要及制造上 的 方便,竖向 加 劲肋 常 按等 距 离布 置。3)当140h250ff时,腹板高度较大而厚度相对地较小,除按上述 2)中规定设置竖向加劲肋外,还应在距受压翼缘(1/41/
5、5)h 处加设水平加劲肋。6.板梁桥主梁疲劳应检算的部位有那些?主梁疲劳容许应力幅检算截面:根据焊接结构的特性,主要检算下翼缘底面和加劲肋切口与腹板的焊接处。下翼缘的底面,拉应力最大处;加劲肋与腹板焊缝的下端;具有多层盖板,盖板中断点截面的强度;板梁横向对接焊缝。7.板梁桥竖向刚度和横向刚度、横向倾覆稳定性的问题?1)从满足板梁桥的竖向刚度的要求出发,可以得出主梁的容许最小刚度。按照铁路桥梁钢结构设计规范在静活载(即不计冲击力的活载)作用下,简支板梁跨中的最大挠度 f 与计算跨度 l 之比不得超过 1/900。2)为使桥跨结构具有必要的横向刚度,铁路桥梁钢结构设计规范要求主梁中心距不得小于计算
6、跨度的 1/15,且不小于2.2m。3)为避免桥跨结构在水平力作用下产生横向倾覆,要求主梁中心距不能太小。8.板梁桥顶梁的构造和作用?横联的位置应与竖向加劲肋的布置一起考虑,横联的间距不应大于 4m。在架设及养护过程中,常需将梁端顶起,因此,梁端需架设顶梁。如果端横联的下横撑作顶梁用,则端横联的下横撑应适当加强。跨度小于 16m 的上承式钢板梁,可不设下平纵联。9.板梁桥主梁端部加劲梁的构造和受力特点?端加劲肋既是端部横联的一部分,它还要传递板梁桥的支承反力。因此,端加劲肋上端应与上翼缘顶紧焊牢,下端应磨光顶紧并与下翼缘焊牢。板梁端部竖向加劲肋的主要作用是承受并传递支座反力,可采用一对或两对较
7、厚的板条做成,其下端应磨光顶紧。端加劲肋伸出肢的宽厚比不应大于 12。10.简支栓焊桁架梁的构造、组成?1)组成:主桁、桥面、桥面系、连接系和支座。2)主桁是钢桁梁的主要承重结构,它是由上弦杆、下弦杆、腹杆及节点组成。桥面主要由正轨、护轨、桥枕、护木、钩螺栓及人行道组成。桥面系是指纵梁、横梁、及纵梁之间的联结系。支座是连接上部钢梁与下部基础并传递荷载的构造。11.桁架梁杆件内力分析的基本原理?1)将桥跨的空间桁架结构分成若干平面桁架结构:主桁、纵梁、横梁、平纵联、横向联结系和桥门架。2)将平面桁架结构中各杆件的轴线所形成的图形作为计算图式。3)将节点(刚性连接)视为铰接。4)当同一杆件是几个平
8、学习必备 欢迎下载 面结构所共有时,需先将它在各个平面桁架内的内力求出,然后求代数和,作为其计算内力。5)当由于将实际结构转化为各个平面计算模型产生的误差较大时,需要进行必要的校正:a.由于主桁弦杆变形引起的平纵联杆件的内力;b.桥面系的纵、横梁和主桁弦杆的共同作用产生的内力。c.由横梁、主桁竖杆和横向联结系的眉杆所构成的横向框架。d.节点刚性连接引起的主桁杆件附加应力(次应力),设计时,主桁杆件截面高度与其长度之比在连续桁架梁中大于 1/15 时,简支桁梁中大于 1/10 时,应计算由于节点刚性所产生的次应力。12.主力作用下主桁杆件内力计算方法?1)恒载假定 2)影响线面积计算 3)活载计
9、算 4)列车横向摇摆力作用下的主桁杆件内力 5)主力作用下的主桁杆件内力。1.由恒载所产生的内力。ppN;2.由 活 载 所 产 生 的 内 力(包 括 冲 击 力 在 内)。k)1(N)1(k3.列车横向摇摆力所产生的内力摇N;故主力作用下主桁杆件内力的计算公式为摇摇pp1)1(p)1(NNNkNN 13.活载发展倍数和活载发展系数的内容?1)活载发展倍数:显而易见,按一定等级的中活载和基本容许应力设计出来的钢桥实际上能承担的更高等级的活载。这个实际上能承担的更高等级的活载对设计活载的比值就是我们为该桥预留的活载发展倍数 n。2)活载发展系数:为了保证铁路钢桥在较长的时期内能适应机车车辆重量
10、增长的需要,设计时必须为将来使用的列车活载预留一个发展系数。预留的方法有两种:一是使计算中采用的活载等级大于现在运转的活载等级,另一种方法是使设计容许应力低于实际能容许的应力。14.横向附加力作用下的主桁杆件内力计算?钢桥是个空间结构,主桁架的弦杆同时又是平纵联的弦杆。在计算主桁弦杆内力时,除考虑竖向荷载的作用外,必须同时计及横向力的作用。横向附加力主要由风力。对于下承式桁架桥,由端斜杆和其间的撑杆组成的桥门架,在横向力作用下,端斜杆和下弦杆均产生附加内力,计算这些杆件的内力时,均应计及这些附加内力。15.制动力作用下主桁杆件的内力计算?列车在桥上行驶时因制动或启动而产生制动力或牵引力,它们是
11、纵向水平力。为使该作用力传给梁端的固定支座,通常在跨度中央设置制动联结系。制动力 T 经由纵梁传给四根附加的短斜杆(为传递制动力而加设的杆件,称制动杆),经 O 及 O 点有平纵联斜杆传至主桁节点,最后由下弦杆传给固定支座。因此,每片主桁的遐想将承受附加制动力 T/2(随制动力方向的不同,其值可为拉力或压力)。16.主桁杆件截面选取和验算?1)截面选取:1 对压杆,应尽量满足等稳定的原则经济;2 同一桁架中所有杆件的宽度应相等节点构造简单合理,横梁长度一致;3 确定截面高度,需要考虑节点处螺栓的排数既能布置下足够的螺栓,又不致产生节点刚性引起的次应力;4 弦杆高度最好全跨相同,或者变化不多桁架
12、各节点的构造合理且简单;5 注意板宽与板厚的比例关系保证薄板的局部稳定性,规范规定了结构各部分截面容许最小尺寸和组合压杆板束宽度与厚度最大比例关系,规定了 H 形压杆的腹板的厚度在焊接构件中不宜小于 0.5(mm24),和 0.6(mm24)为翼缘厚 2)验算:强度验算,刚度验算,疲劳强度验算。17.主桁节点构造和拼接方面的内容?1)主桁节点是桁架桥的重要组成部分,它把杆件联结起来,组成一个桁架。节点设计既要满足强度的要求,也要经济合理,便于制造、运输、安装及养护。此外,还应考虑同类型构件可以互换使用,便于修复,有利战备。主桁节点设计步骤:1 按照结构计算图式画出交汇于各节点的各杆件的截面重心
13、轴线。这些轴线应交汇于一点。但是为了设置拱度,有些节点的杆件并不交汇于一点。2 先画出弦杆的外轮廓,其次画出竖杆的外轮廓,然后再画出斜杆的外轮廓。3 布置两斜杆上的栓孔,定出斜杆的端线。4根据斜杆栓孔的布置,画出节点板的外轮廓线。5 布置竖杆及下弦杆的连接螺栓及边缘轮廓线。6 通过计算,验算弦杆拼接板及拼接用的螺栓数。7调整节点板至规划形状,必要时增加各杆栓钉排数。2)主桁弦杆的拼接可以在节点外拼接,也可以在节点内拼接。其拼接方法常采用所谓对接法,即把被拼接的两弦杆杆端对正,在弦杆竖板内外两侧架设拼接板,用螺栓将拼接板与弦杆连牢。从有利于传力来看,最好在组成杆件的各部件上均设有拼接板。18.节
14、点板计算原理?主桁大节点板是位于几根杆件交汇的地方,腹杆弦杆的内力是通过节点板来平衡的。节点板的应力状态比较复杂。既有压应力,也有拉应力,还有剪应力。应力分布也极不均匀。对于节点板计算,目前尚无比较精确的计算方法。现主要采用经验数据近似验算相结合的方法。19.桥面系、联结系的构造和作用?1)钢桁梁的桥面系结构指列车行驶部分的结构系统,由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系所组成。钢桥宜优先采用有砟桥面,当钢桥采用明桥面时,其明桥面的纵梁中心距不得小于 2m。纵梁、横梁为用钢板焊接成工字形梁,纵梁的联结系杆件一般采用角钢,因其结构比较简单。2)联结系:平纵联、横向联结系及桥门架和制动联结系。20.简支桁
15、架梁挠度、上拱度设置方法、竖向刚度和横向刚度的内容?1)挠度:为了保证行车的安全平稳,桥梁应具有一定的竖向刚度,钢桁梁由静活载(不计冲击力)引起的竖向挠度,对于(按平面桁架计算)简支桁架和连续桁架的边跨不应大于 L/900,对于连续桁梁的中跨不应大于 L/750。L为检算跨的跨长。2)上拱度:列车通过时桥梁产生挠度,为使线路转折角尽量减小,列车能较平稳地通过,规定桥跨结构应设上拱度,但当恒载和静活载产生的挠度不超过劲肋常按等距离布置当时腹板高度较大而厚度相对地较小除按上述中规定设置竖向加劲肋外还应在距受压翼缘处加设水平加劲肋板梁桥主梁疲劳应检算的部位有那些主梁疲劳容许应力幅检算截面根据焊结构的
16、特性主要检算下翼缘底的强度板梁横向对焊缝板梁桥竖向刚度和横向刚度横向倾覆稳定性的问题从满足板梁桥的竖向刚度的要求出发可以得出主梁的容许最小刚度按照铁路桥梁钢结构设计规范在静活载即不计冲击力的活载作用下简支板梁跨中的最大挠度算跨度的且不小于为避免桥跨结构在水平力作用下产生横向倾覆要求主梁中心距不能太小板梁桥顶梁的构造和作用横联的位置应与竖向加劲肋的布置一起考虑横联的间距不应大于在架设及养护过程中常需我国钢桥和钢材发展情况和学习必备 欢迎下载 跨度的 1/1600 时,也可以不设上拱度。上拱度曲线应与恒载和半个静活载产生的挠度曲线基本相同而方向相反。3)横向刚度:桥跨结构应具有必有的横向刚度,以避
17、免通过列车时发生太大的摆动。桥跨的刚度与两片主桁的中心距离密切相关。根据规定:下承式简支桁架梁及连续桁架梁的边跨,其宽度与跨度之比不宜小于 1/20,连续梁中跨的宽跨比不宜小于 1/25。21.活动支座在安装过程的应遵循的原则?活动支座的计算是按左右偏移量相等这个原则来考虑的,因此,落梁时活动支座辊轴(或摇轴)的偏斜度的设置,要符合这个原则。22.连续桁架梁的组成、构造?1)组成:主桁、桥面、桥面系、连接系和支座。2)主桁是钢桁梁的主要承重结构,它是由上弦杆、下弦杆、腹杆及节点组成。桥面主要由正轨、护轨、桥枕、护木、钩螺栓及人行道组成。桥面系是指纵梁、横梁、及纵梁之间的联结系。支座是连接上部钢
18、梁与下部基础并传递荷载的构造。在下承式连续桁架桥中,除设置端桥门架外,还应在中间支点处设置中间桥门架。23.连续桁架梁内力计算、截面拟定的方法?1)选取基本结构、计算多余未知力、杆件的内力影响线、杆件内力计算、截面选择和相关计算。2)截面拟定方法:等截面惯性矩梁法、设桁梁杆件A/L0为常数。24.连续桁架梁挠度、上拱度设置方法、竖向刚度和横向刚度的内容?1)挠度设置方法:虚功原理和弹性荷载法;2)上拱度设置方法:根据铁路桥梁钢结构设计规范规定,桥跨结构应预设上拱度,但当恒载和静活载产生的挠度不超过跨度的 1/1600 时,可以不设。上拱度曲线应与恒载和半个活载产生的挠度曲线基本相同而方向相反。
19、3)4)桥跨结构应具有必要的横向刚度,以避免通过列车时发生太大的摆动。桥跨的刚度与两片主桁的中心距离密切相关。根据铁路桥梁钢结构设计规范规定:下承式简支桁架梁及连续桁架梁的边跨,其宽度与跨度之比不宜小于 1/20,连续梁中跨的宽跨比不宜小于 1/25。25.连续桁架梁内力调整?在超静定结构中,为了使杆件受力均匀,可以采用调整内力的方法,使其在恒载作用下的杆件内力发生变化。连续梁的内力调整,一般可用升高或降低某些支点的方法,也就是相当于在支点处施加一定数量的外加反力,从而使桁架各杆件的内力发生变化,达到调整内力的目的。26.斜拉桥和悬索桥主梁和加劲梁的形式、加工工艺、安装技术?悬索桥:主要承重构
20、件是缆索;加劲梁形式:钢板梁、钢桁梁、钢箱梁、钢筋混凝土梁。斜拉桥:加劲梁形式:钢梁、结合梁或混合梁。27.普通钢桥构件的加工工艺、安装技术?(1)制作工艺:1)构件制作:作样,号料及号孔,切割,制孔,组装;2)钢梁的试拼装、涂装和装运(2)钢梁安装常用的方法:膺架法架梁、悬臂拼装法架梁、拖拉法架梁、浮运法架梁。钢梁安装的基本作业包括:钢梁构件的储存、预拼、栓和、顶落梁、移梁、临时支座设置、钢梁定位及支座安装等。28.利用上课的内容和专业知识创造性解决工程中遇到的问题?29.请理解说明上承式简支栓焊钢桁梁桥和下承式连续钢桁梁桥,实际设计制造时为保证杆件的实际长度不变采用何种方法设置上拱度的?答
21、:上承式简支桁架桥拱度工厂中设置方式:上弦节点和杆件尺寸不变,下弦杆件的长度不变,下弦大节点弦杆的间距缩短 2 上承式连续桁架桥拱度工厂中设置方式:上弦大节点在靠近中间支座的两弦杆距离缩短 2,其余上弦大节点弦杆的间距伸长 2 30.请理解说明铁路钢桥设计中引入活载发展系数的目的?答:现在设计的钢桥,为了保证铁路钢桥在较长的时期内能适应机车轴重的增加的需要,设计时必须为将来使用的列车活载预留一个发展倍数。当未来轴重增加时,为了保证钢桥的所有杆件能有相同的发展倍数,引入了活载发展系数,从而使桥梁发生破坏时是全桥所有杆件的同时破坏,而不是有先有后。31.铁路连续桁架桥,在求杆件内力时,必须先知道杆
22、件的截面尺寸,那么杆件截面初步拟定常用的两种方法是:等截面惯性矩梁法、设桁架梁杆件 l0/A 为常数 32.普通钢桁梁安装常用的方法有:膺架法、悬臂拼装法、拖拉法、浮运法等。33 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,使桥垮形成空间的稳定结构,并使两片主桁受力均匀。常用图式有:34.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。由于加劲肋在平面板纵横两个方向正交,又桥面板在两个方向的不同,故得此名。正交异性板具有很高承载力,可以显著减轻钢
23、梁的自重。35.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。劲肋常按等距离布置当时腹板高度较大而厚度相对地较小除按上述中规定设置竖向加劲肋外还应在距受压翼缘处加设水平加劲肋板梁桥主梁疲劳应检算的部位有那些主梁疲劳容许应力幅检算截面根据焊结构的特性主要检算下翼缘底的强度板梁横向对焊缝板梁桥竖向刚度和横向刚度横向倾覆稳定性的问题从满足板梁桥
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