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1、 桥梁工程概论综合题作业桥梁工程概论综合题作业一、基本分析题一、基本分析题1.对下表左列的各桥梁结构型式，选择右列（用箭头线连接）你认为合理的一 种施工方法。（10 分）2.对下表左列的各桥梁工程背景，选择右列（用箭头线连接）中你认为最主要 和最合适的桥梁施工装备。（10 分）工程背景工程背景桥梁施工装备桥梁施工装备悬臂施工钢箱梁斜拉桥骑缆吊机装配式简支梁桥面吊机悬索桥挂篮悬臂施工混凝土连续梁缆索吊装系统装配式混凝土拱桥架桥机3.欲在高速公路上修建一座主跨 200m、墩高 50m 的预应力混凝土连续刚构公 路桥，请从下面选出 10 个与此桥梁设计、构造和施工相关的词汇。（少选或多 选一个扣 1
2、 分） 斜拉索、预应力钢绞线、吊杆、锚具、弦杆、矢跨比、联结系、高跨比、护栏、 有支架就地灌注施工、等截面梁、变截面梁、明桥面、挂篮、横隔板、锚碇、 翻模施工、索塔、临时固结、肋板式截面、合龙段、挡碴墙、人行道、箱形截 面。预应力钢绞线、 锚具、 高跨比、护栏、 变截面梁、 挂篮、横隔板、 翻模施工、 临时固结、 合龙段、 箱形截面。二、案例分析题二、案例分析题案例分析题案例分析题 1：包头高架桥倾斜坍塌事故（：包头高架桥倾斜坍塌事故（10 分）分）2007 年 10 月 23 日晚，丹（东）拉（萨）高速公路包头出口处高架桥的一 跨发生整体倾斜坍塌。见图 1、2。该桥限载 35 吨，而当时行驶
3、在高架桥上的 三辆拉运钢板的半挂牵引重型货车均超载 100 余吨。图图 1 1 事故现场事故现场 图图 2 2 鱼腹梁及鱼腹梁及 Y Y 形桥墩形桥墩 （1）整体倾斜的桥跨结构采用的是鱼腹式钢箱梁，其余桥跨采用的是鱼腹 式混凝土梁。结合专业知识，在桥宽、车辆活载相同的前提下，对比钢梁与混 凝土梁在自重、跨越能力、建筑高度、建设投资方面的相对差异。（2 分）比较内容相对关系 （用,=,混凝土简支梁桥建筑高度（相同跨度下）钢箱简支梁混凝土简支梁桥（2）在桥梁结构的设计验算中，最重要的四个环节是结构的强度、刚度、稳定 性和耐久性。事故反映出该桥在使用中在上述四个环节中的 稳定 环 节出现了问题。（1
4、 分）（3）从事故现场的照片可见，该桥桥面较宽，采用 Y 形桥墩，桥墩上支座横 向距主梁边缘较远（悬臂长度较大）。试根据图 1、2 绘制一张断面示意图，图 中包括鱼腹梁、Y 形墩、墩顶支座及最有可能导致桥跨倾斜的车辆活载作用位 置，并据此分析桥梁发生事故的可能原因。（4 分）事故原因：钢桥自身重量轻，采用的 Y 型支座张开度较小。桥梁重量和汽 车荷载二者的重力合力作用线超出支座面而发生倾覆失稳。（4）如果用混凝土梁替代钢梁，对上述事故的避免有无好处？为什么？若仍采 用钢梁，可采用哪些构造措施来避免上述事故的发生？（3 分）有好处。因为桥梁和汽车荷载的合力作用线会向内移动，如果在两支座之 间，对
5、荷载那边的支座取矩知，不会发生倾覆。 措施：增大 Y 型梁的支持面宽度（即增大两支座间的距离）；在桥下加载 重物；采用连续钢构桥等形式，增强桥梁的整体稳定性。案例分析题案例分析题 2：支架变形事故（：支架变形事故（10 分）分）某桥混凝土上部结构施工采用支架现浇方法。支架由贝雷桁架组成，采用 梁柱式构造；每跨纵向设置 4 排立柱，每排横向设置 5 根立柱，立柱平均高度约 30m；大致在立柱的一半高度位置，采用型钢设置柱间的水平连接。在混凝 土浇筑过程中，发现中间两排立柱产生了严重的弯曲变形。见下图。图图 支架弯曲变形支架弯曲变形结合所学专业知识，试回答下列问题： （1） 根据立柱发生严重弯曲变
6、形的特征，分析事故产生的主要原因。（3 分）该格构式构建长细比过大，导致受压失稳。（2）柱间的水平连接构造是否合理？若你承担支架设计，打算如何布置柱 间连接？（画出你设计的立面和横断面柱间连接的示意图）（4 分）不合理。 增加一些交叉杆件增强稳定性。 （3）满堂支架也常用于混凝土梁的现浇施工。说明在哪些情况下，不宜采 用满堂支架现浇施工。（3 分）跨越河流，有通航要求；墩台高度很大等支架很难发挥作用的地方；工期 较短。案例分析题案例分析题 3：陇海铁路灞河大桥洪水溃桥事故（：陇海铁路灞河大桥洪水溃桥事故（10 分）分）2002 年 6 月 8 日晚至 9 日中午，持续的大雨使西安市灞河发生较大
7、洪水。 9 日下午 1 时许，该桥第一个桥墩轰然倒塌，铁轨垮塌陷入激流。至下午 5 时， 又有 4 个桥墩相继冲倒，墩上桥跨完全垮塌断裂，陇海铁路线交通大动脉中断。 见下各图。 陇海铁路灞河大桥建于 1933 年，次年建成通车。大桥为椿木桩基础，桩长7.5m 左右。自建成以来，在 1954 年和 1962 年曾经历过两次水害。1980 年和1990 年铁道部门曾对桥梁墩台基础进行防护加固。另外，自 20 世纪 80 年代以 来，大桥下游采砂活动日益频繁。每年采砂超过 300000m3。20 多年，下游河床 下切近 10m。（a）主梁断裂）主梁断裂 b）桥面下垂）桥面下垂（c）下游河床下切（第一
8、跨已垮塌）下游河床下切（第一跨已垮塌） （d）桥墩加固）桥墩加固基础外露基础外露图图 灞河大桥事故现场灞河大桥事故现场结合所学专业知识，试回答下列问题： （1） 若你来重新设计该桥（跨度不变），你打算采用什么类型的桥梁基础？ 依据是什么？（3 分） （2） 采用沉井或管柱基础，该基础可用于水下软弱覆盖层很厚的情况（2）在桥梁上下游附近采砂，对桥梁结构安全有无影响？如何影响？（2 分）有。因为下游采砂导致河深变大，水流速度加快，加剧了对上游河床的侵蚀， 使泥沙流失，土质疏松。若河底被继续被剥蚀，桥台受到冲刷加剧，基础变得 不牢固。 （3）桥梁设计中是如何考虑洪水影响的？ （2 分） 根据桥梁等级和重要性等参看桥规取 xx 年一遇洪水水位（一般取 50 年一遇洪 水水位或 100 年一遇洪水水位） （3） 你认为导致该桥发生严重水害的主要原因是什么？（3 分）该桥的基础是椿木桩基础，木桩的耐腐蚀性差，在长期水泡后强度等物理力1学性能降低，最终导致该桥发生水害；采砂严重，导致水流增加，河川被剥蚀严重。2
