同济大学桥梁工程期末复习知识点整理.doc

填空（2/20） 2判断（2/20）3单项选择（2/20）4简答与计算（8/40）
第一篇 总论
1桥梁的基本组成及其各部分的作用
桥跨结构（上部结构）：直接承担使用荷载
桥墩和桥台（下部结构）： 将上部结构的荷载传递到基础中去；挡住路堤的土
支座：传递荷载，保证桥梁的温差伸缩
基础： 将桥梁结构的反力传递到地基
附属设施：满足其他功能需求。
2常用术语：计算跨径、标准跨径、净跨径、总跨径、桥梁全长、桥梁高度、建筑高度、容许建筑高度、桥下净空、净矢高、计算矢高、矢跨比
计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻及两个支座中心之间的距离;对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。
标准跨径：对于梁桥，是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，一般是指净跨径。
净跨径：对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距，对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
总跨径：是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水的能力。
桥梁全长：简称桥长，使桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离。
桥梁高度：桥面与低水位之间的高差，或桥面与桥下线路路面之间的距离。
建筑高度：桥上行车路面高程至桥跨结构最下缘之间的距离。
容许建筑高度：公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）高程，对通航净空顶部高程之差。
净矢高：是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。
计算矢高：是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。
矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也称矢拱度。
2桥梁分类方式及各类桥梁的名称、斜拉桥、拱桥、悬索桥,最大跨
按受力特点分，有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥。
按用途分：有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用桥梁（如通过管道、电缆等）。
按跨越障碍分，有跨河桥、跨谷桥、跨线桥（又称立交桥）、高架桥、栈桥等。
按采用材料分，有木桥、钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬工桥（包括砖桥、石桥、混凝土桥）等。
按桥面在桥跨结构的不同位置分，有上承式桥、下承式桥和中承式桥。
按桥长分，桥长20 m及以下为小桥，20 ~ 100 m为中桥，100～500 m为大桥，500 m以上为特大桥。
最大跨：
梁桥
拱桥
斜拉桥
悬索桥
挪威斯托尔马桥（301m）
重庆朝天门大桥（552m）
俄罗斯岛大桥（1104m）
日本明石海峡大桥（1991m）

3阐释梁桥、拱桥、刚架桥、缆索承重桥梁的主要受力特点及其适用条件
梁桥：
受力特点——以主梁受弯承担使用荷载，结构不产生水平反力。
适用条件——对地基承载能力要求不高、简支梁跨度一般不超过50m，更大跨度时须修建预应力混凝土连续梁或钢桥。
拱桥：
受力特点——承重结构为主拱；支承处不仅产生竖向反力，还产生水平推力，从而使拱主要受压。
适用范围——对地基要求高、可用抗压能力强的圬工材料、地基不良时可修建系杆拱桥。
刚架桥：
受力特点——在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处也有水平反力。其受力状态介于梁桥和拱桥之间。
适用范围——跨中建筑高度可做得较小，当路线立交或跨越通航江河时采用这种桥型可以尽量降低线路高程，改善纵坡减少路堤土方量。当跨越陡峭河岸和深邃峡谷，修建斜腿式的刚构桥往往既经济合理，又造型轻巧美观。
悬索桥：
受力特点：成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。
成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。
适用范围——适用于特大跨度，对地基要求高，适宜采用高强材料，地基不良时可采用自锚式悬索桥。
斜拉桥：

10永久作用、可变作用与偶然作用的主要内容：哪些荷载
永久作用（恒载）：包括结构物自重、桥面铺装及附属设施的重量、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位作用、水浮力、长期作用于结构上的人工预施力以及混凝土收缩和徐变作用。
可变作用：汽车荷载及其冲击力、制动力和离心力、人群荷载、车辆荷载引起的土侧压力、支座摩阻力、温度（均匀、梯度）作用、风荷载、流水压力、冰压力。
偶然作用：地震力作用、船舶或漂流物的撞击作用。
13汽车荷载等级，车道荷载与车辆荷载特点与适用条件
汽车荷载分为公路—Ⅰ级（高速公路、一级公路）和公路—Ⅱ级（二级公路、三级公路、四级公路）两个等级，其选用与公路等级有关。二级公路为干线公路且重型车辆多时，涵洞设计采用公路—Ⅰ级荷载，四级公路上车道荷载乘0.8折减，车辆乘0.7。
汽车荷载有车道荷载和车辆荷载组成，两者作用不得叠加。
车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载，公路－I级和公路-II级采用不同的车道荷载；
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载，公路－I级和公路-II级采用相同的车辆荷载。
16公路桥涵设计体系规定了桥涵结构的两种极限状态：
公路桥采用基于结构可靠性理论的极限状态设计方法，分别按承载能力极限状态（作用效应基本组合、作用效应偶然组合）和正常使用极限状态（作用短期效应组合、作用长期效应组合）进行作用效应组合。
第二篇 钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁
1简支梁的主要类型及其适用情况，截面类型
板桥
肋板式梁桥
箱形梁桥
•矩形截面
•施工方便
•自重大、挖空
•适合中小跨径桥梁、异形桥
•双向受力
•横截面内肋形结构（主要T梁）
•π型、I型、T型
•多用于纵向分缝装配式桥梁
•适合中等跨径简支梁
•横截面呈一个或几个封闭箱形
•单箱单室、单箱多室
•分离多箱
•整体性好、抗扭刚度大
•上下缘均可受压、适合连续梁
•亦适于中大跨径预应力简支梁
•施工模板复杂
3桥面铺装的作用,桥面横坡设置

4、 为什么要设置桥面伸缩装置（防水层P1），伸缩装置选用的依据是什么，伸缩量的大小包括： 哪些内容
（1）为保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变影响下按静力图式自由变形。
（2）依据:视桥梁变形量的大小和车辆活载大小而异，要保证自由变形，而且要使车辆平顺通过和防止雨水垃圾泥土等深入阻塞。
（3）伸缩量的大小包括：以安装伸缩缝结构时为基准的温度伸长量和伸缩量，收缩量和徐变量及计入梁的制造与安装误差的富余量（按计算变形量的30%估算），对大跨度应计入因荷载作用和梁体上下部温差所引起的梁端转角产生的伸缩缝变形量
6整体式板桥的受力特点与配筋特点（钢筋性质）
整体式简支板桥一般使用跨径在8m以下，其桥面宽度往往大于跨径，在荷载作用下，桥面板实际上处于双向受力状态，即除板的纵向中部产生正弯矩外，横向也产生较大的弯矩。因此，当桥面板宽较大时，除要配置纵向的受力钢筋外，尚应计算配置板的横向分布钢筋。还有板边钢筋加密。

8什么叫斜交桥，斜板桥的受力与配筋特点与正交桥梁相比弯矩大小
由于桥位处的地形限制，或者由于高等级公路对线形的要求而将桥梁做成斜交。斜交板桥的桥轴线与支承线的垂线呈某一角度，习惯上称为斜交角。
受力特点：1.荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势
2.各角点受力情况可比拟连续梁的工作来描述
3.在均布荷载下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小，跨内纵向最大弯矩或最大应力的位置，随着斜交角的变大而自中央想钝角方向移动
4.在上述情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要大，可认为横向弯矩增大量相当于跨径方向减小量
构造特点（配筋特点）：
（1） 整体式斜板桥（L/b<1.3）
底层钢筋
–方案一：按主弯矩方向的变化配置主筋；分布钢筋平行板边；钝角约1/5跨径范围钢筋加强，方向与钝角二等分线平行
–方案二：两钝角角点间范围，主钢筋与支承边垂直，自由边范围主筋沿斜跨径方向，并与中间主筋重叠
•上层钢筋
–钝角约1/5跨径范围钢筋与钝角二等分线垂直；非支承板边上层加强钢筋网抗扭
（2） 装配式斜板桥（L/b>1.3）
•斜交角25~35度时：主筋沿斜跨径方向，分布钢筋平行于支撑边方向
•斜交角40~60度时：主筋沿斜跨径方向，分布钢筋在钝角之间垂直于主筋，在支承边附近与其平行，底层（顶层）设加强钢筋。
与正交桥梁相比弯矩大小（最大跨内弯矩小，跨中横向弯矩大）
9装配式简支梁横隔板（梁）的设置特点、原因，与连续梁和拱桥横隔板比较有何异同
钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁的横隔板的主要作用是保证两片主梁的共同作用，有利于承受横向水平力及偏载等作用。对于T形等开口截面梁，借助横隔板可提高梁的抗扭刚度；而对于箱形梁可有效地降低横隔板处及其梁体内的扭曲应力。
10、 截面效率指标、索界图、减余剪力图与预应力筋布置索界原则
截面效率指标：核心距比截面高度。
12先张法和后张法的预应力损失类型
先张法：锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；预应力钢筋和孔道壁摩擦引起的；加热养护时，因温差而产生的； 钢筋应力松弛；混凝土收缩徐变；
后张法：管道摩阻损失；锚固损失；弹性压缩损失；钢筋应力松弛损失；混凝土收缩徐变损失。
13行车道板的形式与力学计算模式：单向板、双向板、悬臂板、铰接板配筋
单向板：边长比或长宽比等于和大于2的周边支承板看作由短跨承受荷载的单向受力板。P107
双向板：长宽比小于2的板。(用钢量稍大，构造复杂，目前已很少使用，书中不作介绍)
悬臂板：沿短跨一端嵌固另一端为自由端。P109
铰接板：一端嵌固一端铰接 p112
可见课件2.5行车道板
15如何确定板的有效分布宽度，行车道板的内力计算
可见课件2.5行车道板
16荷载横向分布系数的概念，常用荷载横向分布系数计算方法的类型、基本假定与适用范围 (刚性横梁法的结果偏差)(铰接板法)
1.杠杆原理法
（1）基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁上断开，而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑
（2）适用场合：①计算荷载位于靠近主梁支点②近似用于横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁③双主梁桥
（3）计算方法：主梁反力影响线即为其荷载横向分布影响线
2.偏心受压法（刚性横梁法）
（1）基本假定：①中间横隔梁象一根刚度无穷大的刚性梁一样保持直线的形状②不考虑主梁抗扭刚度
（2）适用场合：①具有可靠横向联接②桥梁较窄时(B/L<0.5) ③计算跨中横向分布系数
（3）计算方法：利用变形与内力的比例关系及内外力平衡求横向影响线
（4）结果偏差：边梁偏大，中梁偏小
3.铰接板法
（1）假定：①将多梁式桥简化为数根并列而相互横向铰接的狭长板（梁）②铰缝仅传递剪力③用半波正弦荷载作用在某一板上，计算各板（梁）间的力分配关系
（2）适用条件：①用现浇混凝土纵向企口缝连结的装配式板桥②仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连结的无中间横隔梁的装配式桥铰接梁法适用条件不设横梁的T梁桥
4.刚接梁法
（1）适用条件：翼缘板刚性连接的肋梁桥
（2）计算假定：结合缝同时传递竖向剪力和弯矩
5.比拟正交异性板法（GM法）
（1）适用条件：多道横隔梁、宽跨比较大
（3） 基本假定：将主梁和横隔梁的刚度换算成两个方向刚度不同的弹性平板
17刚性（修正）横梁法计算横向分布影响线性质，刚性横梁法计算横向影响线、横向分布系数

18荷载横向分布系数沿桥跨的分布
弯矩：①纵桥向不同位置的影响面形状类似 ②分离变量近似程度高 ③由于跨中截面车轮加载值占总荷载的绝大多数，近似认为其它截面的横向分布系数与跨中相同
剪力： ①支点处剪力就近传向支座，分布与杠杆法相近 ②跨中剪力影响面相对于支点差别很大，变量不可分离 ③变量分离后支点影响面被歪曲，误差过大 ④做法： ⑴支点剪力采用杠杆法计算 ⑵从第一根横梁或四分点开始采用跨中的荷载横向分布系数 ⑶从梁端到第一根横梁或四分点按直线过渡。
应用中求简支梁跨中最大弯矩时，m不变化，其他截面可不变，但中梁且内横隔梁少于3根时计变化为宜。求主梁最大梁端截面剪力时，考虑变化。
20支座的功能、类型与选用原则支座作用，连续梁支座布置图
⑴ 按支座变位的可能性进行分类：①固定支座 ②活动支座：单向活动、多向活动
⑵ 按组成材料和结构形式分类： ①简易垫层支座：现基本不用 ②橡胶支座：板式、盆式（大、中跨） ③弧形钢支座：特别适用于严寒地区 ④钢筋混凝土摆柱式支座 ⑤特种支座：减隔震支座、拉力支座
选用原则：

支座作用： ⑴传递上部结构支承反力，包括恒载和活载引起的竖向力和水平力 ⑵保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素下自由变形，使上下部结构受力符合静力图式。
连续梁支座布置图（略）
第三篇 悬臂和连续体系桥梁
2、 比较悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、连续刚构的主要优缺点和适用性
悬臂梁：
优：①由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，跨越能力增大②静定结构，对基础要求较低③墩上只需一个支座，减小了桥墩尺寸，节省基础工程量④支点上变形曲线折角小，行车舒适。
缺：①同时存在正负弯矩，构造复杂②跨径增大重量快速增加，不宜装配施工③梁顶开裂受雨水腐蚀实际中很少采用
连续梁：
优：①由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩大大减小，恒载、活载均有卸载作用②由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大③结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、利于高速行车。
缺：①超静定结构，对基础变形较敏感②初始预应力等增加计算复杂程度。
T型钢构：
优：①结构受力有利②带挂剪力图面积小。
缺：①恒载静定，活载超静定，对常年温差、基础变形、日照温差均较敏感②铰接结构复杂，用钢量大，耐久性差③易跳车④带挂伸缩缝多，对高速行车不利⑤工序复杂设备多较少采用，带挂60~150m
连续钢构：
①恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近②桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小③弯矩图面积小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低用于柔性墩或大跨度高墩桥梁
3简述变截面连续梁和等截面连续梁的优缺点和适用性：截面改变受力的概念，支点截面增大，支点负弯矩增大，跨中正弯矩减小
等截面：
优：结构构造简单缺：支点上主梁不能通过增加梁高只能通过增加预应力束筋抵抗较大负弯矩用于采用顶推法、移动模量法、整孔设架法施工的中、小跨径连续梁，一般跨径在40~60米以下。
变高度梁：
优：①受力特点符合连续梁内力分布规律②外形和谐、节省材料、增大净空③与施工内力状态吻合用于大跨径连续梁，100米以上，90%为变高度连续梁。
截面改变受力的概念，支点截面增大，支点负弯矩增大，跨中正弯矩减小
见课件3.1-3.3悬臂与连续体系桥梁
4连续梁桥的主要施工方法（多种方法）及其恒载计算特点，内力与施工方法有关,
（1）有支架浇筑施工法（2）平衡悬臂施工法（悬臂浇筑、悬臂拼装）（3）逐跨顶推施工法（4）移动模架施工法（悬吊模架、活动支架）上述几种方法中，除有支架施工一次落梁法的连续梁桥可按成桥结构进行分析之外，其余几种方法施工的连续梁桥，都存在一个所谓的结构体系转换和内力（或应力）叠加的问题，这就是连续梁桥恒载内力计算的一个重要特点
5、 名词解释：临时固结、导梁、三向预应力(作用)、次内力、徐变系数
三向预应力：预应力结构最简单是仅仅纵向施加了预应力。有时为了抗剪需要采用竖向预应力。如果桥面较宽，考虑两腹板间跨度较大或翼板悬臂板长度较大，还要设横向预应力。
6次内力产生的原因，混凝土收缩徐变引起内力重分布的原理：简支转连续梁支点徐变负弯矩
混凝土收缩徐变引起内力重分布的原理：简支转连续梁支点徐变负弯矩 见ppt3.4

7日温差、基础不均匀沉降产生的次内力,超静定与静定结构，日照效应：次内力，自应力，年温差次内力；
温度梯度线性变化服从平截面假定，静定产生位移不产生次应力，超静定产生次应力。非线性静定产生纵向约束力。

（年温差）是否产生次应力
（日照温差）是否产生次应力
简支梁
否
否（产生上拱；若为悬臂则下弯）
连续梁
否（因为上部自由伸展）
是（支座上拔——卸载作用）
连续刚构桥
是
是

12连续箱梁桥横隔梁设置
可以少做一些横隔梁
15体系转换的连续梁桥施工方法,引申：跨中最大弯矩的施工方法；顶推法；悬臂法
Ppt3.4
顶推连续梁的主要受力特点反映在顶推施工的过程中，随着主梁节段逐段地向对岸推进，将使全桥每个截面的内力不断地从负弯矩→正弯矩→负弯矩…呈反复性的变化
第四篇 混凝土拱桥
1拱桥的受力特点及适用条件，矢跨比与水平推力关系（梁、刚构、拱），均布荷载作用下拱轴线方程和拱脚水平力计算
拱在竖向荷载作用下，支承处将同时受到竖向和水平反力的共同作用。这个水平反力的反作用，称为水平推力。由于水平反力的作用，拱承受的弯矩将比相同跨径的梁小很多，从而处于主要承受轴向压力的状态。
矢跨比越大，水平推力越小。

2 拱桥的分类：板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥

6什么是压力线、合理拱轴线，拱轴线主要有哪几种类型，分别适用什么荷载
压力线：各个荷载作用在拱桥上产生的压力值的连线
合理拱轴线：拱轴线与压力线吻合，拱截面只承受轴向压力无弯矩作用。
拱轴线类型
适用荷载
圆弧线拱轴线
径向均布荷载
二次抛物线拱轴线
竖向均布荷载
悬链线拱轴线
荷载集度随拱轴线变化从拱顶往拱脚增加的分布荷载

7什么是“五点重合法”，如何用“五点重合法”确定空腹式拱桥拱轴系数，如何确定实腹式拱桥的拱轴系数；三铰拱与无铰拱，拱轴系数m与悬链线形状关系
五点重合法：对于空腹式拱桥，在求其拱轴系数时认为拱顶、拱脚及四分点压力线与相应三铰拱的恒载压力线完全重合的方法。
五点重合法与三铰拱恒载压力线仅5点重合，从拱顶到压力线在拱轴线上，到拱底在下，相应偏离类似正弦波。拱顶产生弯矩为负而拱脚为正。与无铰拱不存在五点重合关系。 m增大拱轴线抬高
10拱桥内力调整的方法有哪些三种方法，特点，画示意图,改变拱轴系数
假载法：改变拱轴系数的方法，不能同时改善拱顶、拱脚两个控制截面的内力。提高m值拱脚负弯矩减小，拱顶正弯矩增加。
临时铰法：拱顶截面临时铰布置在拱轴线以下，拱脚截面以上，恒载作用时拱顶产生负弯矩，拱脚产生正弯矩。实质上是人为改变拱中压力线，使恒载压力线对拱轴线造成有利偏离。
改变拱轴线形法：逐次调整使拱顶拱脚弯矩趋于0，并使两线有相同弹性中心。
12拱桥施工方法有哪些(卢)
有支架施工（拱架施工法）无支架施工（缆索吊装施工法）其他：①少支架施工：适用于中小跨度拱桥③劲性骨架施工：适用于特大跨度拱桥施工，用钢量大④转体施工：我国拱桥常采用的方法⑤悬臂施工(悬臂浇筑 悬臂拼装)。
卢浦大桥为悬臂施工。
13拱圈验算弯矩轴力取值，最大值取值；稳定性验算的适用情况

第六篇 桥梁墩台
2 桥墩（台）的类型,桥墩组成, 拱桥与梁桥桥墩差异

桥墩组成：墩帽、墩身、基础。
桥台组成：台帽、台身和基础。
拱桥墩台与梁桥墩台的差异：1拱桥墩台水平推力大 2墩身水平位移产生额附加内力大 3桥面到墩顶高差不同。
5墩台的计算验算内容与作用组合：基础稳定性验算
实体式桥墩验算内容：墩身强度验算、稳定性验算及偏心验算（变截面、控制截面）、基础基底应力验算（应力重分布、容许应力提高）、偏心距验算、整体性验算（抗倾覆和滑动） 组合变形：①验算高墩墩顶弹性水平位移，包括基础和墩身变形②对超静定桥梁结构，应验算基底沉降量。