正确答案: D
题目:某城市快速路上的一座立交匝道桥,其中一段为四孔各30m的简支梁桥,其总体布置如图33-38(Z)所示。单向双车道,桥梁总宽9.0m,其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁(桥面连续),桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α=0.00001。设计荷载:城-A级。
解析:1. 根据《城市桥规》第10.0.2条,主梁截面剪力效应应采用车道荷载,并计及汽车的冲击作用。 [JZ635_186_2.gif] μ=0.25,且集中荷载的剪力增大系数为1.2 [JZ635_187_1.gif] 所以正确答案为D。 【命题思路】 本题主要考查以下内容: 1.城市桥梁汽车荷载的荷载等级和荷载模式。 2.汽车荷载作用于桥梁主梁截面所产生的剪力效应的影响因素。 【解题分析】 1.城市桥梁汽车荷载分为城-A级和城-B级两个等级,两级汽车荷载均由车道荷载和车辆荷载组成。桥梁结构的整体计算应采用车道荷载,桥梁结构的局部加载、桥台和挡土墙土压力等的计算应采用车辆荷载。本题所述桥梁已知设计荷载为城-A级,要求计算该桥主梁的内力,故应采用城-A级汽车荷载中的车道荷载。 2.车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。城-A级车道荷载的均布荷载标准值(q[XBzk.gif])为10.5kN/m,应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上;集中荷载标准值(P[XBzk.gif])则应按桥梁计算跨径的大小在180~360kN之间选取并布置于前述影响线的峰值处。 3.本桥主梁梁长为30m,计算跨径(梁两端支座之间的距离)为29.4m,据此可绘出主梁支点截面的剪力影响线,在其上布置均布荷载和集中荷载即可求出主梁支点截面在城-A级汽车荷载作用下的剪力标准值,需要指出的是,计算剪力效应时,上述集中荷载(P[XBzk.gif])还应乘以1.2的提高系数,并且全部汽车车道荷载均应计及已知的冲击系数μ=0.25。 4.本题机读通过率29.53%。 2. 根据《公桥通规》第4.3.2条第6款的规定:"箱梁悬臂板上的冲击系数的μ值应采用0.3"。所以正确答案为C。 【命题思路】 汽车过桥时对桥梁结构产生动力影响,一般都是用静力学的方法,将汽车荷载作用的动力影响用车辆的重力乘以冲击系数来表达。本题主要是考查考生对《公桥通规》有关汽车荷载冲击系数计算的各项规定的理解与掌握程度。 【解题分析】 1.关于作用于桥梁结构上的汽车荷载冲击力的计算,在《公桥通规》第4.3.2条中有6款较详细的规定,本题正确答案按其中第6条直接判定即可,不再冗述。 2.本题机读通过率30.01%。 3. 由《城市桥规》第10.0.2条第4款知,计算箱梁悬臂板上的车辆荷载其布置如图35所示。 [JZ635_188_1.gif] 根据《城市桥规》第3.0.15条规定:"桥梁结构构件的设计应符合国家现行有关标准的规定"。本题中的悬臂板应按《公桥混规》JTGD62-2004计算。 车轮横桥向布置见图35,由于悬臂长度为2.0m小于2.5m,根据《公桥混规》第4.1.5条,垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度,可按式(4.1.5)计算,即a=(a[XB1.gif]+2h)+2c 其中桥面铺装厚度h=0.15m 由《城市桥规》第10.0.2条及表10.0.2知,车辆4号轴的车轮的横桥面着地宽度(b[XB1.gif])为0.6m,纵桥向着地长度(a[XB1.gif])为0.25m 所以相应轴横桥向的[JZ635_188_2.gif] 对于车辆4号轴 纵桥向荷载分布宽度a=(0.25+2×0.15)+2×1.45=0.55+2.9=3.45m<6.0m或7.2m 所以正确答案为B。 【命题思路】 本题主要考查以下内容: 1.汽车荷载中的车辆荷载的适用条件; 2.城-A级汽车荷载中的车辆荷载模式; 3.《公桥混规》公式(4.1.5)的适用条件。 【解题分析】 1.无论是《城市桥规》还是《公桥通规》均规定桥梁结构的局部加载、桥台和挡土墙的计算应采用车辆荷载,所谓局部加载是指汽车在桥梁上局部区域加载,所以,在进行桥梁的桥面板内力计算时,应采用汽车荷载中的车辆荷载模式。 2.城市桥梁和公路桥梁所采用汽车荷载均由车道荷载和车辆荷载组成,其中车道荷载模式对于二者来说是完全相同的,但城-A级与公路-Ⅰ级汽车荷载中车辆荷载模式则在车长、车重、轴距、轴重、轮重及车轮着地宽度和长度上有较大不同,城-A级的车辆荷载(总重700kN)要大于公路-Ⅰ级的车辆荷载,此点是考生在作城市桥梁的结构设计时要牢记的。 3.本题是要计算车辆荷载作用在主梁悬臂板上时,垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度,其计算公式为a=(a[XB1.gif]+2h)+2c(见《公桥混规》公式(4.1.5)),其中c值为平行于悬臂板跨径的车轮着地尺寸的外缘,通过铺装层45°分布线的外边线至腹板外边缘的距离,公式(4.1.5)仅适用于c≤2.5m的情况;当c>2.5时(即主梁悬臂板跨径过大),此公式不再适用,有兴趣的考生可参阅《(公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范)条文应用算例》一书。 4.本题机读通过率38.56%。 4. 1.由于各中墩截面及高度完全相同,支座尺寸也完全相同,本段桥纵桥向为对称结构,故温度位移零点必在四跨总长的中心点处,则⑥墩顶距温度位移零点距离L=30m 2.升温引起的⑩墩顶处水平位移[JZ635_189_4.gif] 3.墩柱的抗推集成刚度:[JZ635_189_5.gif] 则[JZ635_189_6.gif] 4.[JZ635_189_3.gif]墩所承受的水平力: [JZ635_189_7.gif] 所以正确答案为A。 【命题思路】 本题主要考查以下内容: 1.考生应该知道支承于柔性墩台上的连续梁桥或桥面连续的多孔简支梁桥,其一联内的各个桥墩所承受的水平力(例如汽车制动力,均匀温差产生的纵桥向温度力,纵桥向地震力等等)均与各个桥墩的水平抗推刚度有关,均需按各个桥墩抗推刚度的大小去计算、分配。 2.考生应该掌握设置板式橡胶支座的柱式桥墩的抗推集成刚度的计算方法。 【解题分析】 1.若要计算一联桥面连续的多孔简支梁桥(或连续梁桥)的某个桥墩在均匀升温(或降温)作用下承受的温度力,首先要确定该桥墩距本联桥梁结构的温度位移零点的距离,也就是说要先确定该温度位移零点的位置。若本联桥梁各桥墩截面相同,支座类型和尺寸完全相同,各桥墩的高度及各桥墩距本联桥总长的中心点的距离是完全对称的,即各桥墩的纵桥向水平抗推刚度对于本联桥总长的中心点是完全对称的,则本联桥的温度位移零点必在本联桥总长的中心点,因此,本题能根据已知条件判断出温度位移零点位于[JZ635_190_1.gif]号墩,[JZ635_189_3.gif]号墩距温度位移零点距离为30m。若某联桥各桥墩的抗推刚度各不相同,温度位移零点距该联桥[JZ635_190_2.gif]号墩中心的距离可按下式计算: [JZ635_190_3.gif] 其中:l[XBzi.gif]为各桥墩至⑨号墩中心线的距离;k[XBzi.gif]为各桥墩的纵桥向水平抗推刚度。 2.设有橡胶支座的桥墩的抗推刚度是由支座的刚度与墩柱的刚度集合而成的抗推集成刚度。当有水平力作用于橡胶支座顶面时,支座发生剪切变形,支座顶面产生相对于墩柱顶面的水平位移,同时,上述水平力也使墩柱顶面产生水平位移,通过求算单位力作用下橡胶支座顶面的水平位移与墩柱顶面的水平位移及二者之和,即可推算出桥墩的抗推集成刚度。本题已分别给出支座和墩柱的抗推刚度,按公式[JZ635_190_4.gif]即可求出桥墩的抗推集成刚度。 3.求出[JZ635_189_3.gif]号墩墩顶在升温作用下的水平位移,即可求得[JZ635_189_3.gif]号墩在升温25℃的状态所承受的水平力标准值。 4.本题机读通过率14.95%。 5. 根据《城桥震规》表3.1.1规定,本桥位于城市快速路上,其抗震设防分类应为乙类,又据上述规范表3.3.3规定,位于7度地震区的乙类桥梁应选用A类抗震设计方法。所以正确答案为A。 【命题思路】 本题主要考查以下内容: 1.城市桥梁的抗震设防分类。 2.城市桥梁的抗震设计方法分类。 【解题分析】 1.城市桥梁根据结构形式、在城市交通网络中位置的重要性和在抗震救灾中的作用,给予其不同的抗震安全度,在抗震设计中分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。本桥位于城市快速路的立交位置,按《城桥震规》表3.1.1规定,其抗震设防分类应为乙类。 2.乙、丙和丁类桥梁的抗震设计方法根据桥梁场地地震基本烈度和桥梁结构抗震设防分类,分为A、B和C三类,本桥抗震设防分类为乙类又位于7度地震区,所以按《城桥震规》表3.3.3规定应选用A类抗震设计方法。 3.本题机读通过率47.39%。 6. 根据《城桥震规》第8.1.1条第1款规定:"对地震基本烈度7度及以上地区,墩柱塑性铰区域内加密箍筋范围应符合:其加密区的长度不应小于墩柱弯曲方向截面边长或墩柱上弯矩超过最大弯矩80%的范围;当墩柱高度与弯曲方向截面边长之比小于2.5时,墩柱加密区的长度应取墩柱全高。"该中墩为墩顶设有支座的单柱墩,在纵桥向或横桥向水平地震力作用下,其潜在塑性铰区域均在墩柱底部,当地震水平力作用于墩柱时,最大弯矩M[XBzmzazx.gif]在柱根截面,相应0.8M[XBzmzazx.gif]的截面在距柱根截面0.2H处,即h=0.2H=0.2×14=2.80m,因为该值大于墩柱直径;另其墩柱高度与弯曲方面边长之比为7.78又大于2.5。所以箍筋加密区最小长度应为2.80m,即正确答案为D。 【命题思路】 本题主要考查以下内容: 1.掌握在梁桥延性抗震设计中,典型墩柱的塑性铰区域(耗能部位)的位置。 2.掌握在桥梁抗震设计中,墩柱延性构造细节设计的要求。 【解题分析】 1.本题答案中表述已很详细,不再冗述。 2.本题机读通过率12.11%。
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