Question

阅读与问题：
润扬大桥为目前“中国第一，世界第三”的大跨径悬索桥．它北起扬州市，跨江连接对岸镇江市，全长约36km．主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100km．

问题1：如果一辆汽车以设计的速度行驶，则由扬州到镇江需要

 

min．
润扬大桥悬索桥北索塔位于距世业洲外江堤210m的长江南汊江面上，是由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构，塔柱高215m．采用群桩基础，桩基工程共由32根大型水下钻孔灌注桩组 成，每根桩的截面积约为6m²，平均桩长51m．
问题2：请你计算一下，灌注1根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土

 

t．
润扬大桥南锚碇基坑为长70.5m、宽52.5m、深29m的矩型结构，基坑围护采用冻结法．冻结法施工技术适合于含水量大于10%的任何含水、松散、不稳定土层．冻结法施工技术即是利用人工制冷方法将基坑周围的土层冻结成密封的冻土结构体---冻结壁，以抵抗地压、隔绝地下水与基坑的水力联系，在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊施工方法．为了形成冻结壁，在基坑周围打一定数量的冻结孔，安装冻结器，用低温冷媒剂（液氮）在冻结器中循环使土层冻结．
问题3：液氮能使基坑周围的土冻结的原因是

 

；如果基坑周围的土很干燥

 

（填“能”或“不能”）采用此方法．这种技术的好处你能说出一点来吗？

 

．
大型桥梁结构安全是极其重要的．目前常用的方法是光电测距（EDM）和GPS方法监测主梁竖向、横向、纵向的位移．光电测距方法是通过沿钢箱梁选择适当的点布置反射器，利用红外激光探测功能，对反射器进行监测和电脑数据处理，确定梁的外型和移动情况．
润扬大桥所处的江面较宽，大雾、雨雪天气时常出现，这些会严重削弱光电测距．采用GPS技术进行主梁线形的监测可以避免以上问题．
问题4：光电测距易受大雾、雨雪天气的影响，这是因为

 

．
润扬大桥是我市的一个标志性建筑，因此，其道路照明和美化照明是我市的一道亮丽的风景线．由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观．因而，节电也是一个重要课题．
问题5：请你针对这个课题提出一个切实可行的节电方案

 

．
超重超载车辆是造成高速公路路面结构损坏，高速公路交通事故频发的一个重要因素．因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义．
问题6：小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置．当车超重时，信号灯就发光．在图中请你为他连接好电路．

Answer 1

分析：（1）知道路程和速度的前提下，根据t=

s

v

可以求出所需要的时间；
（2）求出桩的体积，根据m=ρV求出质量；
（3）液体汽化吸热，有致冷作用；
（4）光在同种均匀介质中沿直线传播，如果空气中有水滴和冰晶时会对光产生折射或反射；
（5）节电方案很多，比如减少路灯的工作数量、使用节能灯具等；
（6）电磁继电器分为工作电路和控制电路．

解答：解：（1）需要的时间为：t=

s

v

=

36km

100km/h

=0.36h=21.6min；
（2）1根桩的体积为：V=Sh=6m²×51m=306m³，
则1根桩的质量为：m=ρV=2.5×10³kg/m³×306m³=765000kg=765t；
（3）液氮容易汽化，吸收热量，使周围温度降低，土冻结；如果周围的土很干燥，没有水分，则无法结冰而冻结；这种方法的好处很多，如：快速制冷、无污染、噪声小、经济安全、适应力强、工艺简单、冻土熔化后不影响地下结构等．
（4）因为大雾和雨雪天气空气中的水滴和冰晶对光发生反射和折射，故会影响光电测距．
（5）要想节约用电，可以定时开关路灯、使用节能灯等．
（6）如图，左边的电源、压力传感器、电磁铁共同构成控制电路；右边的电源、灯泡、动触点构成工作电路．
故答案是：
问题1：21.6；
问题2：765；
问题3：液氮的汽化（蒸发）吸热；不能；快速制冷；
问题4：大雾和雨雪天气空气中的水滴和冰晶对光发生反射和折射；
问题5：分时间段控制路灯的工作数量或分路段控制路灯的工作或控制灯光的亮度或开发节能灯具等；
问题6：如图所示．

点评：该题以一桥为背景，综合考查了多个物理知识点，涉及面很广，要求学生很好的综合应用的能力，有一定的难度．