2014年二级结构工程师《专业知识》的考点辅导(6)

2014-04-18 11:40:39 字体放大:  

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土的压缩性是指土体在外部压力和周围环境作用下体积减小的特性。土体体积减小包括三个方面:

①土颗粒发生相对位移,土中水及气体从孔隙中排出,从而使土?L隙体积减小;②上颗粒本身的压缩;③土中水及封闭在土中的气体被压缩。在一般情况下,土颗粒及水的压缩变形量不到全部土体压缩变形量的1/400,可以忽略不计。因此,土的压缩变形主要是由于土体孔隙体积减小的缘故。

土体压缩变形的快慢取决于土中水排出的速度,排水速率又决于土体孔隙通道的大小和土中粘粒含量的多少。对于透水性大的砂土,其压缩过程在加荷后较短时期内即可完成;对于粘性土,尤其是饱和软粘土,由于透水性小,孔隙水的排出速率很低,其压缩过程很长。土体在外部压力下,压缩随时间增长的过程称为土的固结。依赖于孔隙水压力变化而产生的固结,称为主固结。不依赖于孔隙水压力变化,在有效应力不变时,由于颗粒间位置变动引起的固结称为次固结。

在连续梁桥中,采用吊装施工时,一般采用肋梁截面;装配式肋梁截面具有下列优点:

1)将主梁划分成多片标准化预制构件,构件标准化,尺寸模数化,简化了模板,可工厂化成批生产,降低了制作费用。

2)主梁采用工厂或现场预制,可提高质量,减薄主梁尺寸,从而减轻整个桥梁自重。

3)桥梁上部预制构件与下部墩台基础可平行作业,缩短了桥梁施工工期,节省了大量支架,降低桥的造价。

当连续梁桥采用悬臂施工时,则一般采用箱梁,它具有下列优点:

箱形截面是一种闭口薄壁截面,其抗扭刚度大,并具有较T型截面高的截面效率指标ρ,同时它的顶板和底板面积均比较大,能有效地承担正负弯矩,并满足配筋的需要。此外,当桥梁承受偏心荷载时,箱形截面梁抗扭刚度大,内力分布比较均匀;在桥梁处于悬臂状态时,具有良好的静力和动力稳定性,对悬臂施工的大跨度梁桥尤为有利。由于箱型截面整体性能好,因而在限制车道数通过车辆时,可以超载通行。

钢材的锈蚀:指其表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭到破坏。

钢材锈蚀不仅使截面积减小,性能降低甚至报废,而且因产生锈坑,可造成应力集中,加速结构破坏。尤其在冲击荷载、循环交变荷载作用下,将产生锈蚀疲劳现象,使钢材的疲劳强度大为降低,甚至出现脆性断裂。

根据锈蚀作用机理,钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。

1、化学锈蚀:化学锈蚀:指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。

这种锈蚀多数是氧化作用,使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下,钢材表面形成一薄层氧化保护膜FeO,可以起一定的防止钢材锈蚀的作用,故在干燥环境中,钢材锈蚀进展缓慢。但在温度或湿度较高的环境中,化学锈蚀进展加快。

2、电化学锈蚀:电化学锈蚀:指钢材与电解质溶液接触,形成微电池而产生的锈蚀。

潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖,而钢材本身含有铁、碳等多种成分,由于这些成分的电极电位不同,形成许多微电池。在阳极区,铁被氧化成为Fe2+离子进入水膜;在阴极区,溶于水膜中的氧被还原为OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的Fe(OH)2,并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)3.电化学锈蚀是钢材锈蚀的最主要形式。

影响钢材锈蚀的主要因素:有环境中的湿度、氧,介质中的酸、碱、盐;钢材的化学成分及表面状况等。一些卤素离子,特别是氯离子能破坏保护膜,促进锈蚀反应,使锈蚀迅速发展。