二级结构师

为了帮助考生系统的复习结构工程师课程 全面的了解结构工程师考试教材的相关重点，小编特编辑汇总了2011年二级结构工程师考试各章复习的重点资料，希望对您参加本次考试有所帮助！

2. 下部构造

主墩墩身为普通钢筋混凝土结构，采用50号混凝土，双壁墩结构。P2，P5号墩为边主墩，墩高28m，左右幅每片墩墩顶各设两个吨位为60000kN的球形钢支座，墩身为矩形实心断面，断面尺寸320cmX800cm，顺桥向外缘距12m;P3，P4号为中主墩，墩高 39.9m，墩身与主梁固结，墩身为矩形实心断面，断面尺寸280cmX750cm.，顺桥向外缘距12m.承台采用30号混凝土，均为整体式，厚5m.P2～P5两号墩桩基础采用 25号水下混凝土，均为 18根直径 2.5m的钻孔桩，桩长分别为 55m，35m，40m，37.5m，均按支承桩设计。下部构造平面布置.P3，P4及P5号墩基础拟采用双壁钢围堰方案施工，P2号墩拟采用钢管桩平台加钢套箱方案施工。为有效抵抗偶发的巨大船撞荷载，各主墩均设计为整体式基础和承台。防撞构造立足于墩身自身防撞，因此墩身按实心断面设计。

3. 上部构造

主梁为分离式单箱单室直腹板箱梁，采用50号混凝土。根部梁高h根=13.2m，h根：L主=1：18.18;跨中梁高h中=4.0m，h中： L主=l：60;箱梁底线变化曲线y=4.0+(9.2/114)×X.箱梁拟采用对称悬臂现浇施工工艺，施工梁段长度分为3m，4m，5m三种类型，0号块现浇段17m，合龙段3m.1/2标准跨的分块布置为：(l/2) x 17m+ 10 x 3m+ 10 x 4m+ 8 x 5m+(1/2) x 3.0m= 120m.最大悬臂施工长112.5m，共28对施工块件，块件重量在140.8～234.5t之间。箱梁顶宽16.45m，底宽7.5m，翼缘板悬臂长4.475m(含承托)，外侧厚15cm，根部厚50cm.0号块顶板厚45cm，其他位置顶板厚 28cm. 0号块腹板厚 100cm.向跨中分 70cm，60cm，40cm三个梯段变化。根部底板厚130cm.;跨中底板厚28cm，中间按y=0.28+(1.02/114)×x变化。箱梁仅在墩项及梁端设横隔板，墩顶横隔板位置及厚度与每片墩身相对应。为增强箱梁整体性，还在墩顶设置了箱外横隔板。

箱梁纵向预应力体系采用 15- 22，控制张拉力4296.6kN，横向预应力体系采用15-4，控制张拉力 781.2KN.纵、横向预应力均采用 φ15.24mm预应力超强、低松弛钢绞线，极限抗拉强度为1860MPa，计算弹性模量E=1.95x10’MPa.竖向预应力体系采用φ32mm轴轧螺纹粗钢筋，控制张拉力 542.8kN.箱梁典型断面纵向预应力钢束布置。

4. 结构分析

(1)计算模式

顺桥向总体结构静力分析采用平面杆系综合程序进行。接施工阶段将结构分为328个单元325个节点，共63个施工阶段。由于地质条件相对较好，因此未按等刚度原理将桩基础进行模拟，即不计桩基础的影响，近似按承台底固结考虑。中主墩与主梁固结，边墩为单向交承，计算中计入了边主墩。

(2)计算荷载

汽车：半幅桥横向按布置 4个车队数考虑，横向折减系数为 0.67，纵向折减系数为0.97，偏载系数 1.15.

挂车：按全桥布置一辆考虑，偏载系数 1.15.

满布人群：3.5KN/平方米

二部恒载：7t/m.

温度：结构体系温差考虑升温20℃，降温20℃;梁体温差考虑了由于太阳辐射和其他影响引起上部结构顶层温度增加时产生的正温差及由于再辐射和其他影响，热量由桥面顶层散失时产生的负温差，参照BS5400荷载规范取用;箱内外温差为5℃;桥墩墩体考虑日照不均匀温度差：升温时，两片墩身的一侧比另一侧和中间高5℃，降温时，两片墩身的一侧和中间比另一侧高5℃。温度效应考虑两种组合：体系升温十正温差十升温时墩体温差，体系降温十反温差十降温时墩体温差。

静风荷载：施工风速按30年一遇，成桥风速按100年一遇计。横桥向风力按规范公式计算。

船撞力：横桥向18400kN，顺桥向9200kN.作用点位置按规范或专题确定。

(3)施工方法及主要工况

拟采用悬臂浇注法施工。为确保施工阶段单T的顺桥向抗弯及根桥向抗扭稳定性，将P2、P5号墩墩顶与主梁临时固结，在次边跨合龙施工完成后予以解除，完成体系转换。主要工况为;①施工基础及墩身，悬臂浇筑至最大悬臂状态，形成单T;②满堂支架浇筑边跨现浇段，配重施工;③边跨合龙，现浇段支架拆除;④次边跨合龙;⑤中跨合龙，形成结构体系对施加二部恒载;⑦运营。

(4)计算参数及荷载组合

混凝土：徐变特征终级值2.3，弹性继效系数0.3，徐变速度系数0.021，收缩特征终级值0.00015，收缩增长速度系数 0.021.

预应力：松弛率0.03，管道摩阻系数0.22，管道偏差系数0.001，一端锚具变形及钢束回缩值 0.006m.

考虑五种组合：①恒十汽;②恒十汽十温度;③恒十挂;④恒十满人;⑤恒十汽十温度+船撞力。

(5)计算结果

主梁次边跨跨中汽车活载挠度为0.111m，中跨跨中为0.096m.

主梁应力：成桥状态混凝土应力最大约155kg/平方厘米，最小约26kg/平方厘米，组合①混凝土应力最大约 17Ikg/平方厘米，最小约 10kg/平方厘米，组合②混凝土应力最大约 215kg/平方厘米，最小约一6kg/平方厘米。

四、几个问题的探讨

1. 结构方案比较

在维持主跨规模不变的前提下，为寻求一个受力合理、结构安全、适用美观的方案，对结构形式及主墩厚度作了计算比较。比较的方案有 138+ 3 X 240+ 138(m)连续刚构方案，墩厚2.5m;138+3x240+138(m)连续刚构方案，墩厚2.1m;138+3x240+138(m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚 2.5m; 138 + 3 x 240+ 138(m)刚构一连续组合梁方案，固接墩厚2.lm.经过计算分析得出如下结论：

(1)相同布跨和墩厚的两种方案，主梁的内力和位移相差较小，中主墩由于高度较大，且距顺桥向变形零点较近，内力相差也不大，而边主墩受力则相差悬殊。在连续刚构方案中，由于高度较矮，且距变形零点很远，因此，尽管在设计上采取了措施，在恒载、活载及温降组合工况下，墩身两端仍产生了很大的弯矩，而且靠外侧的墩身轴力难以提高，而在刚构一连续组合梁方案中，墩底弯矩是由支座最大静摩阻力决定的，因此相对较小，另外墩顶轴力通过配重措施可以得到很好的解决。

(2)墩身厚度的降低，迅速降低了墩身刚度，从而迅速减小了温度产生的墩身的荷载效应，对边主墩效果更为明显。但墩身厚度同时受截面应力状态和稳定性的限制，存在一个低限。

2. 边主墩合理型式的选择

对于规模较小的桥梁，最不利组合下的墩顶竖向力相对较小，支座数量少且容易布置，而且最大悬臂状态下的稳定性问题显得次要的情况，采用单柱式墩是合适的。但对于大跨径刚构一连续组合梁桥，从以下几方面的研究可见，采用双柱式墩是边主墩的合理型式。

(1)结构受力比较

设单柱式墩的截面尺寸为BX2H，双柱式墩为BXH，中心距2r，墩高相同。在其他条件相同的前提下，经计算，边主墩若采用单位式墩，与采用双柱式墩相比较：

主梁内力：中跨跨中的M，Q，N略有减小，边跨跨中和次边跨跨中的M，Q，N均略有增大;边主墩顶和中主墩顶的N，Q均略有增大，变化值不大，但M却增大很多，对边主墩顶：成桥状态增大81%，最不利组合增大45%，对中主墩顶：成桥状态增大 1.3%，最不利组合增大6.l%;

中主墩墩身内力：N，Q略有增大，M成桥状态增大9%，最不利组合增大8%;

主梁挠度;次边跨跨中汽车荷载挠度增大36%，中跨跨中汽车荷载增大8%。

可见，边土墩采用双柱式可减小上部结构的计算跨径，降低箱梁截面内力和挠度。

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（责任编辑：中大编辑）