长 沙 理 工 大 学
研究生复试试题
考试科目:桥梁工程 考试科目代码:522
| 注意:所有答案(含选择题、填空题、判断题、作图题等)一律答在答题纸上;写在试题纸上或其他地点一律不给分。作图题可以在原试题图上作答,然后将“图”撕下来贴在答题纸上相应位置。 |
| 一、填空题(50×0.5=25分) 1、桥梁从受力上看可以分为梁桥、 拱桥、 刚架桥、 斜拉桥、 悬索桥五大体系。 2、桥梁总体规划和设计应按照技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理原则进行。 3、支座布置时,应以有利于墩、台传递纵向水平力、梁体的自由变形为原则。 4、在超静定桥梁结构中,常见的在多余约束处产生次内力的因素有预加力、混凝土的收缩和徐变、温度、基础沉降等。 5、采用单因素分析箱型桥梁结构时,常可将箱梁受力模式分为 纵向弯曲 、 刚性转动、 截面弯扭 、 局部横向弯曲 等。 6、桥梁的伸缩缝主要有适应桥梁上部结构在气温变化,活载作用,混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需要、保证车辆通过桥面时平稳等作用。 7、在裸拱状态下,自重在拱顶和拱脚处一般产生 正 弯矩。 8、拱顶正弯矩过大,用假载法调整拱圈内力时,应将拱轴系数m 降低 。 9、拱桥中通常在按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈、按构造要求采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈、需设置铰的矮小腹孔墩、在施工过程中在拱脚处设置的临时铰情况下设铰。 10、不等跨连续拱桥一般可采用采用不同的矢跨比、 采用不同的拱脚标高 、调整拱上建筑的恒载重量、采用不同类型的拱跨结构等措施来消除恒载产生的不平衡推力。 11、斜拉桥合理施工状态的确定方法目前主要有刚性支承连续梁法、最小弯曲应变能法、可行域法、(简支梁法)等。 12、斜拉桥中斜拉索布置有 辐射式 、 星式 、 竖琴式、 扇式四=种方式。 13、梁式轻型桥台常见类型有设有支撑的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、(桩柱或框架)埋置式桥台。 14、风致斜拉桥振动主要有涡振、自激振动、抖振、气流力干扰振动等类型。 15、公路桥梁上常用的墩、台形式大体上可以归纳为重力式墩台、轻型墩台两类。 二、名词解释(4×4=16分) 1、负剪力滞:当翼板与腹板交接处的正应力小于按初等梁理论求得的值,称为负剪力滞。 2.荷载横向分布系数---桥梁设计计算中,通常用一个轴重的倍数m来表示桥梁中某片主梁所承担的最大荷载比值,此m为荷载的横向分布系数。 3、抖振:在断续的阵风作用下,桥梁发生的振动。 4、基本风速 三、简答(4×5=20分) 1、箱型结构中,常设计有梗腋,其主要起何作用? 答:顶板和肋板交接处设置梗腋,提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度,减少扭转剪应力和畸变应力,减弱了应力的集中程度。 2、斜拉桥中斜拉索的垂度效应常采用Ernst等效弹性模量法,试述其为何是一种近似方法? 答:斜拉索的垂度影响是非线性问题。由于斜拉索存在一定的自重垂度,故其弹性模量E也存在一定的下降和损失。考虑斜拉索垂度影响而对E进行修正的非线性分析一般采用Ernst等效弹性模量法计算。 3、等截面悬链线无铰拱桥由于受温降的影响,试分析拱顶、拱脚、1/4截面的弯矩变化情况? 4、试简述用可行域法确定斜拉桥合理成桥状态的基本过程? 答:从控制主梁应力的角度着手,必存在一个索的可行域,使主梁在各种工况下的应力均在容许范围内。以此为目的初拟索力分布,按主梁应力包络图对其进行优化,最终得到的最佳成桥状态的索力分布较均匀,且在任何情况下主梁各断面不出现过大的应力峰值。 5、重力式桥墩应进行哪些方面的设计和计算? 答:1)截面承载能力极限状态验算; 2)桥墩的稳定性验算(抗倾覆、抗滑移稳定性验算); 3)墩顶水平位移验算; 4)基础底面土的承载力和偏心距的验算。 |
四、计算分析题(39分)
1、用平面杆系有限元程序分析桥梁结构时,常遇到非结点荷载的处理问题,试确定如下图1所示的一个单元在其L/3范围内作用有轴向均布荷载的等效结点力?(10分)
图1 布载形式 图2 一端固支一端铰支桥梁
2、如图2所示,一端固定另一端简支的多梁式桥,跨中截面的弯矩可采用修正的偏心压力法计算其荷载横向分布系数,然后全跨采用统一的横向分布系数进行内力计算。主梁尺寸如图3所示,桥梁横截面如图4所示。结构材料剪切模量与弹性模量关系为G=0.43E。(29分)
A、试建立考虑此边界条件的修正偏心压力法的计算公式?
B、试计算公路-I级荷载作用下,2#梁跨中截面弯矩大小?
注:(1)扁平矩形截面自由扭转系数近似公式(b≤a)。
(2)公路-I级荷载:q=10.5kN、Pk=360kN。
图3 主梁结构尺寸 图4 主梁的横断面下载本文