二級(jí)結(jié)構(gòu)師

為了幫助考生系統(tǒng)的復(fù)習(xí)結(jié)構(gòu)工程師課程 全面的了解結(jié)構(gòu)工程師考試教材的相關(guān)重點(diǎn)，小編特編輯匯總了2011年二級(jí)結(jié)構(gòu)工程師考試各章復(fù)習(xí)的重點(diǎn)資料，希望對(duì)您參加本次考試有所幫助！

2. 下部構(gòu)造

主墩墩身為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用50號(hào)混凝土，雙壁墩結(jié)構(gòu)。P2，P5號(hào)墩為邊主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩頂各設(shè)兩個(gè)噸位為60000kN的球形鋼支座，墩身為矩形實(shí)心斷面，斷面尺寸320cmX800cm，順橋向外緣距12m;P3，P4號(hào)為中主墩，墩高 39.9m，墩身與主梁固結(jié)，墩身為矩形實(shí)心斷面，斷面尺寸280cmX750cm.，順橋向外緣距12m.承臺(tái)采用30號(hào)混凝土，均為整體式，厚5m.P2～P5兩號(hào)墩樁基礎(chǔ)采用 25號(hào)水下混凝土，均為 18根直徑 2.5m的鉆孔樁，樁長(zhǎng)分別為 55m，35m，40m，37.5m，均按支承樁設(shè)計(jì)。下部構(gòu)造平面布置.P3，P4及P5號(hào)墩基礎(chǔ)擬采用雙壁鋼圍堰方案施工，P2號(hào)墩擬采用鋼管樁平臺(tái)加鋼套箱方案施工。為有效抵抗偶發(fā)的巨大船撞荷載，各主墩均設(shè)計(jì)為整體式基礎(chǔ)和承臺(tái)。防撞構(gòu)造立足于墩身自身防撞，因此墩身按實(shí)心斷面設(shè)計(jì)。

3. 上部構(gòu)造

主梁為分離式單箱單室直腹板箱梁，采用50號(hào)混凝土。根部梁高h(yuǎn)根=13.2m，h根：L主=1：18.18;跨中梁高h(yuǎn)中=4.0m，h中： L主=l：60;箱梁底線變化曲線y=4.0+(9.2/114)×X.箱梁擬采用對(duì)稱懸臂現(xiàn)澆施工工藝，施工梁段長(zhǎng)度分為3m，4m，5m三種類型，0號(hào)塊現(xiàn)澆段17m，合龍段3m.1/2標(biāo)準(zhǔn)跨的分塊布置為：(l/2) x 17m+ 10 x 3m+ 10 x 4m+ 8 x 5m+(1/2) x 3.0m= 120m.最大懸臂施工長(zhǎng)112.5m，共28對(duì)施工塊件，塊件重量在140.8～234.5t之間。箱梁頂寬16.45m，底寬7.5m，翼緣板懸臂長(zhǎng)4.475m(含承托)，外側(cè)厚15cm，根部厚50cm.0號(hào)塊頂板厚45cm，其他位置頂板厚 28cm. 0號(hào)塊腹板厚 100cm.向跨中分 70cm，60cm，40cm三個(gè)梯段變化。根部底板厚130cm.;跨中底板厚28cm，中間按y=0.28+(1.02/114)×x變化。箱梁僅在墩項(xiàng)及梁端設(shè)橫隔板，墩頂橫隔板位置及厚度與每片墩身相對(duì)應(yīng)。為增強(qiáng)箱梁整體性，還在墩頂設(shè)置了箱外橫隔板。

箱梁縱向預(yù)應(yīng)力體系采用 15- 22，控制張拉力4296.6kN，橫向預(yù)應(yīng)力體系采用15-4，控制張拉力 781.2KN.縱、橫向預(yù)應(yīng)力均采用 φ15.24mm預(yù)應(yīng)力超強(qiáng)、低松弛鋼絞線，極限抗拉強(qiáng)度為1860MPa，計(jì)算彈性模量E=1.95x10’MPa.豎向預(yù)應(yīng)力體系采用φ32mm軸軋螺紋粗鋼筋，控制張拉力 542.8kN.箱梁典型斷面縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置。

4. 結(jié)構(gòu)分析

(1)計(jì)算模式

順橋向總體結(jié)構(gòu)靜力分析采用平面桿系綜合程序進(jìn)行。接施工階段將結(jié)構(gòu)分為328個(gè)單元325個(gè)節(jié)點(diǎn)，共63個(gè)施工階段。由于地質(zhì)條件相對(duì)較好，因此未按等剛度原理將樁基礎(chǔ)進(jìn)行模擬，即不計(jì)樁基礎(chǔ)的影響，近似按承臺(tái)底固結(jié)考慮。中主墩與主梁固結(jié)，邊墩為單向交承，計(jì)算中計(jì)入了邊主墩。

(2)計(jì)算荷載

汽車：半幅橋橫向按布置 4個(gè)車隊(duì)數(shù)考慮，橫向折減系數(shù)為 0.67，縱向折減系數(shù)為0.97，偏載系數(shù) 1.15.

掛車：按全橋布置一輛考慮，偏載系數(shù) 1.15.

滿布人群：3.5KN/平方米

二部恒載：7t/m.

溫度：結(jié)構(gòu)體系溫差考慮升溫20℃，降溫20℃;梁體溫差考慮了由于太陽輻射和其他影響引起上部結(jié)構(gòu)頂層溫度增加時(shí)產(chǎn)生的正溫差及由于再輻射和其他影響，熱量由橋面頂層散失時(shí)產(chǎn)生的負(fù)溫差，參照BS5400荷載規(guī)范取用;箱內(nèi)外溫差為5℃;橋墩墩體考慮日照不均勻溫度差：升溫時(shí)，兩片墩身的一側(cè)比另一側(cè)和中間高5℃，降溫時(shí)，兩片墩身的一側(cè)和中間比另一側(cè)高5℃。溫度效應(yīng)考慮兩種組合：體系升溫十正溫差十升溫時(shí)墩體溫差，體系降溫十反溫差十降溫時(shí)墩體溫差。

靜風(fēng)荷載：施工風(fēng)速按30年一遇，成橋風(fēng)速按100年一遇計(jì)。橫橋向風(fēng)力按規(guī)范公式計(jì)算。

船撞力：橫橋向18400kN，順橋向9200kN.作用點(diǎn)位置按規(guī)范或?qū)ｎ}確定。

(3)施工方法及主要工況

擬采用懸臂澆注法施工。為確保施工階段單T的順橋向抗彎及根橋向抗扭穩(wěn)定性，將P2、P5號(hào)墩墩頂與主梁臨時(shí)固結(jié)，在次邊跨合龍施工完成后予以解除，完成體系轉(zhuǎn)換。主要工況為;①施工基礎(chǔ)及墩身，懸臂澆筑至最大懸臂狀態(tài)，形成單T;②滿堂支架澆筑邊跨現(xiàn)澆段，配重施工;③邊跨合龍，現(xiàn)澆段支架拆除;④次邊跨合龍;⑤中跨合龍，形成結(jié)構(gòu)體系對(duì)施加二部恒載;⑦運(yùn)營(yíng)。

(4)計(jì)算參數(shù)及荷載組合

混凝土：徐變特征終級(jí)值2.3，彈性繼效系數(shù)0.3，徐變速度系數(shù)0.021，收縮特征終級(jí)值0.00015，收縮增長(zhǎng)速度系數(shù) 0.021.

預(yù)應(yīng)力：松弛率0.03，管道摩阻系數(shù)0.22，管道偏差系數(shù)0.001，一端錨具變形及鋼束回縮值 0.006m.

考慮五種組合：①恒十汽;②恒十汽十溫度;③恒十掛;④恒十滿人;⑤恒十汽十溫度+船撞力。

(5)計(jì)算結(jié)果

主梁次邊跨跨中汽車活載撓度為0.111m，中跨跨中為0.096m.

主梁應(yīng)力：成橋狀態(tài)混凝土應(yīng)力最大約155kg/平方厘米，最小約26kg/平方厘米，組合①混凝土應(yīng)力最大約 17Ikg/平方厘米，最小約 10kg/平方厘米，組合②混凝土應(yīng)力最大約 215kg/平方厘米，最小約一6kg/平方厘米。

四、幾個(gè)問題的探討

1. 結(jié)構(gòu)方案比較

在維持主跨規(guī)模不變的前提下，為尋求一個(gè)受力合理、結(jié)構(gòu)安全、適用美觀的方案，對(duì)結(jié)構(gòu)形式及主墩厚度作了計(jì)算比較。比較的方案有 138+ 3 X 240+ 138(m)連續(xù)剛構(gòu)方案，墩厚2.5m;138+3x240+138(m)連續(xù)剛構(gòu)方案，墩厚2.1m;138+3x240+138(m)剛構(gòu)一連續(xù)組合梁方案，固接墩厚 2.5m; 138 + 3 x 240+ 138(m)剛構(gòu)一連續(xù)組合梁方案，固接墩厚2.lm.經(jīng)過計(jì)算分析得出如下結(jié)論：

(1)相同布跨和墩厚的兩種方案，主梁的內(nèi)力和位移相差較小，中主墩由于高度較大，且距順橋向變形零點(diǎn)較近，內(nèi)力相差也不大，而邊主墩受力則相差懸殊。在連續(xù)剛構(gòu)方案中，由于高度較矮，且距變形零點(diǎn)很遠(yuǎn)，因此，盡管在設(shè)計(jì)上采取了措施，在恒載、活載及溫降組合工況下，墩身兩端仍產(chǎn)生了很大的彎矩，而且靠外側(cè)的墩身軸力難以提高，而在剛構(gòu)一連續(xù)組合梁方案中，墩底彎矩是由支座最大靜摩阻力決定的，因此相對(duì)較小，另外墩頂軸力通過配重措施可以得到很好的解決。

(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身剛度，從而迅速減小了溫度產(chǎn)生的墩身的荷載效應(yīng)，對(duì)邊主墩效果更為明顯。但墩身厚度同時(shí)受截面應(yīng)力狀態(tài)和穩(wěn)定性的限制，存在一個(gè)低限。

2. 邊主墩合理型式的選擇

對(duì)于規(guī)模較小的橋梁，最不利組合下的墩頂豎向力相對(duì)較小，支座數(shù)量少且容易布置，而且最大懸臂狀態(tài)下的穩(wěn)定性問題顯得次要的情況，采用單柱式墩是合適的。但對(duì)于大跨徑剛構(gòu)一連續(xù)組合梁橋，從以下幾方面的研究可見，采用雙柱式墩是邊主墩的合理型式。

(1)結(jié)構(gòu)受力比較

設(shè)單柱式墩的截面尺寸為BX2H，雙柱式墩為BXH，中心距2r，墩高相同。在其他條件相同的前提下，經(jīng)計(jì)算，邊主墩若采用單位式墩，與采用雙柱式墩相比較：

主梁內(nèi)力：中跨跨中的M，Q，N略有減小，邊跨跨中和次邊跨跨中的M，Q，N均略有增大;邊主墩頂和中主墩頂?shù)腘，Q均略有增大，變化值不大，但M卻增大很多，對(duì)邊主墩頂：成橋狀態(tài)增大81%，最不利組合增大45%，對(duì)中主墩頂：成橋狀態(tài)增大 1.3%，最不利組合增大6.l%;

中主墩墩身內(nèi)力：N，Q略有增大，M成橋狀態(tài)增大9%，最不利組合增大8%;

主梁撓度;次邊跨跨中汽車荷載撓度增大36%，中跨跨中汽車荷載增大8%。

可見，邊土墩采用雙柱式可減小上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，降低箱梁截面內(nèi)力和撓度。

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（責(zé)任編輯：中大編輯）

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