混凝土桥梁设计复习m.doc

一、填空题（每题1分，共20分）（请将答案填写在答题纸上）1 钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类，有 受力钢筋 和 构造钢筋 。1. 公路桥梁的作用按其随时间变化的性质，分为永久作用 、 可变作用 、偶然作用 。2. 按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为 梁 、 拱 、 索 和 组合 体系。3. 桥梁支座按其变为的可能性分为 固定支座 和 活动支座 。4. 桥跨结构在 气温变化 、 活载作用 、 混凝土收缩 、 徐变 等影响下将会发生伸缩变形。5. 简支梁（板）的架设，从架梁的工艺类别划分有陆地架梁法 、浮吊架梁法和 架桥机架梁法 。6. 作用代表值包括 标准值 、 频遇值 、 准永久值 。7. 公路桥面构造包括 桥面铺装 、 排水防水系统 、 人行道 、 路缘石 （或填：安全带、栏杆、灯柱、安全护栏、伸缩装置 任一个）等。8. 锚具在梁端的布置应遵循 分散 、 均匀 的原则。9. 板式橡胶支座的活动机理是利用橡胶的 不均匀弹性压缩 实现其转角，利用其剪切变形 实现其水平位移。10. 桥梁纵断面设计包括确定 桥梁总跨径 、桥梁的分孔、 桥面标高、以及 桥上纵坡 。11. 按上部结构的行车道位置，可把桥分为 上承式 、 下承式 、 中承式 。12. 空腹式拱桥除具有与实腹式相同的拱上结构外，还具有 腹孔 和 腹孔墩 。13. 梁桥支座的作用是 传力 同时保证 变位 ，使结构的受力情况与计算图式相符。14. 桥面系结构中，能起到分布荷载的是 桥面铺装 。15. 大中桥桥面纵坡一般不宜大于 4，桥头引道纵坡不宜大于 5 ，交通繁忙处不宜大于 3 。16. 写出三种求荷载横向分布系数的方法： 杠杆原理法 、 偏心压力法、 铰接板法 。17. 拱桥按静力体系可分为 三铰拱 、 两铰拱 、 无铰拱 。18. 拱桥的控制设计标高有 桥面标高 、 拱顶底面标高 、 起拱线标高 、 基础底面标高。19. 预应力砼梁桥，汽车荷载静载作用的跨中最大挠度不应超过 L/600 。20. 桥面连续的多孔简支梁桥，在竖直荷载作用下的变形状态属于 简支 体系，而在纵向水平力作用下则属于 连续 体系。二、名词解释（每题3分，共15分）1 建筑高度：桥面（或轨底）至桥跨结构最下缘的距离。2 桥面连续：将简支上部构造在其伸缩缝处施行铰接。3 偶然作用：在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载。包括地震力和船只或漂浮物的撞击力、汽车撞击力。4 板的有效工作宽度：板所受内力与板上所受最大内力之比。5 拱上建筑：:拱桥桥面系与传力构件或填充物通称。6 理想拱轴线:与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合，这时拱圈截面只受轴向压力作用，而无弯距作用的拱轴线。7 建筑界限：指路面（轨面）以上的一定宽度和高度范围内，不允许有任何设施及障碍物侵入的规定最小净空尺寸。8 标准跨径：梁桥为墩中心线间或墩中心线与台背前缘间的距离拱桥为净跨径。9 比拟正交异性板法：将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解，并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。10 桥梁建筑高度：桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间的距离。11 荷载横向分布：是指对于多主梁桥，作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配，或者说各主梁如何共同分担车辆活载。12 冲击力：车辆活载以一定速度在桥上行使时，会使桥梁发生振动，产生竖向动力作用，这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时为大，其作用大小为冲击力。13 偶然作用：指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用。14 净跨径：在设计洪水位上相邻两桥墩（台）之间的距离。15 车辆制动力：指车辆在刹车时为克服车辆的惯性力而在路面或轨道与车轮之间发生的滑动摩擦力。16 模板：是用于浇筑混凝土、形成结构形状和尺寸的临时性结构。17 持久状态：指桥涵使用过程中长期承受结构自重、汽车荷载等作用的状态。在该状态下要求对设想的结构所有功能进行设计。18 计算跨径：对于具有支座的桥梁为桥跨结构相邻两个支座中心的距离；对拱式桥为两相邻拱脚截面形心点间的水平距离。三、判断正误：(每小题1分，共10分)1 按截面效率指标分析，马蹄越窄而高越好。（N）2 带挂孔的T形刚构桥属超静定结构。（N）3 拱桥变形缝可不设缝宽。（Y）4 对于连续梁桥，固定支座宜布置结构对称中心附近的一个桥墩上。（Y）5 桥梁结构的恒载弯矩图一定程度上可以表征材料消耗。（Y）6 通常为减少预应力筋的应力松弛损失可采用超张拉的方法。（Y）7 能够反应结构刚度特性的挠度是活载挠度。（Y）8 多跨连续单向板的跨中有效分布宽度小于悬臂根部的有效分布宽度。（N）9 砼的震捣时间越长，震捣效果越好。（N）10 拱的恒载水平推力与垂直反力之比值随失跨比的减小而减小。（Y）11 从受力体系分析，斜拉桥为组合体系。（Y）12 当梁体混凝土的强度达到设计强度时，才可进行穿束张拉。（N）13 当桥面纵坡大于2而桥长大于50m时，不需要设置泄水管。（N）14 桥面系构造应当力求减少伸缩缝的数量。（Y）15 固定支座既不能转动又不能水平移动。（N）16 通常为减少预应力筋的应力松弛损失可采用超张拉的方法。（Y）17 防水层在全桥范围内不宜断开。（Y）18 顶推法适于修建等高度连续梁。（Y）19 制孔器抽拔时间与环境温度有关。（Y）20 采用无支架施工或早脱架施工的拱桥，宜适当降低拱轴系数。（Y）21 改变拱轴系数的办法，不能同时改善拱顶、拱脚两个控制截面的内力。例如，提高m值，拱脚负弯矩减小，而拱顶正弯矩则相应增加。（Y）四、选择：(每题1分，共10分)1 均布载作用下，拱的合理拱轴线是（C）A圆弧线 B悬链线 C二次抛物线 D六次抛物线2 矢跨比越小，拱圈则受到拱的附加应力影响（A）A越大 B越小 C不变 D全不对3 钢筋混凝土整体式斜交板桥，当跨径与板宽之比大于等于1.3时，根据受力特性，主钢筋方向应是（D）A垂直于支承边 B垂直于自由边 C平行于支承边 D平行于自由边4 多跨连续单向板按简支板计算跨中弯矩为，则实际上板的跨中弯矩为（A），支点弯矩为（D），条件是主梁抗扭能力大。A0.5 B0.5 C0.7 D0.75 影响钢筋混凝土桥荷载横向分布系数的因素较密切者应是（C）A主梁刚度 B桥面铺装层刚度 C主梁横向结构刚度 D墩（台）刚度6 装配式预府力混凝土简支T形梁，在梁端约2m范围内，梁肋宽度逐渐加宽到下缘宽度，其目的主要是( C )。A增加梁的稳定性 B承受支座较大的支承反力C承受梁端部锚具的局部压力 D便于施工7 装配式预应力混凝土简支T形梁跨中部分的下方做成马蹄形截面，其目的是（C）A便于布置预应力钢筋 B增加梁的稳定性C承受梁跨中较大的正弯矩 D增强构件美观8 T形刚构桥是因( B)而得名。A主梁截面为T形 B主梁与桥墩刚性连接成T形C带悬臂墩帽的桥墩外形为T形 D。主梁与桥墩的组合体横向为T形9 为了迅速排除桥面雨水，混凝土桥面铺装层的表面应做成( C)的横坡A0.30.5 B11.5 C1.52 D3510 拱轴系数m等于(B)A B C D11. 采用GM法计算荷载横向分布系数时，若遇表明承重结构没有（C）A抗剪能力 B抗弯能力 C抗扭能力 D抗压能力12实腹式拱桥的拱顶荷载强度和拱腹填料一定，该桥的拱轴系数主要决定于（B）A跨径和矢高 B矢高和跨径比 C跨径和矢跨比 D拱脚的水平倾角13整体式斜交简支板桥，支承反力较小的角是板的（A）A锐角 B直角 C钝角14梁属于（C ）构件，拱属于（B）构件A轴压 B偏压 C受弯 D轴拉15一个车轮位于整体式钢筋混凝土板桥的跨中，其荷载有效分布宽度计算公式为(B )，但不小于2L3。A B C D 16橡胶伸缩缝所以在钢筋混凝土梁桥中得到广泛应用，主要原因是(B )。A能承受汽车较大的冲击力 B能满足变形和防水要求C价格相当低廉 D制作工艺易为群众掌握17若梁桥上的行车道板属于多跨连续单向板，则该板在主梁梁肋的支承条件实际上是(D)。A固结 B。铰支 C弹性简支 D弹性嵌固18. 空腹式拱桥如果拱轴线在拱顶、L4点、拱脚等五点与压力线重合，那末（D ）A拱顶截面有轴向力和弯矩 BL4截面有轴向力和弯矩 C拱脚截面有轴向力和弯矩 D五个截面有轴向力，但无弯矩19. 跨河桥的桥梁高度H是指（C）。A行车道顶面至河床顶面的距离B。行车道顶面至计算水位间的距离C行车道顶面至低水位间的距离D。行车道顶面至设计水位间的距离20. 对于既承受正弯矩又承受负弯矩的大跨径悬臂梁和连续梁桥，其承重结构往往采用（D）。A实心板 B空心板 C肋梁 D箱梁五、简答题1 公路车道荷载为什么需要进行纵向折减？答：因为在制订车道荷载标准时，采用了自然堵塞的车间间距，在确定荷载大小时，采用了重车居多的调查资料（2分）。但对大跨径桥梁，随着跨径的增加，实际通行车辆出现上述情况就会逐步缓解，因此，需对汽车荷载按跨度进行折减（3分）。2 设置桥梁纵坡的原因和目的是什么？答：一方面有利于排水（3分），另一方面，则是桥梁立面布置所必需（2分）。3 为什么斜桥的斜交角不宜过大？答：斜桥的斜交角过大将使得：1）桥梁的跨度增大，提高造价；（2分）2）结构受力不合理；（2分）3）增加构造难度。（1分）4 分别阐述板式橡胶支座和盆式橡胶支座的工作原理答：板式橡胶支座的活动机理是：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角（1.5分），利用橡胶的剪切变形实现水平位移（1.5分）。盆式橡胶支座的工作原理是：利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质（适度不均匀压缩）来实现转动（1分）；依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。（1分）5 预应力混凝土简支梁与钢筋混凝土简支梁相比有何优点？答：1）采用高强度钢筋，可节约一定的普通钢筋；（1.5分）2）预加压应力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；（1.5分）3）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；（1分）4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。（1分）6 支座的作用是什么？连续梁桥的固定支座布置有何要求？ 答：1）支座的作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够适应活载、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角），使上下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。（4分）2）连续梁桥每联只设一个固定支座。曲线连续梁中间常设单支点支座，仅在一联范围的梁的端部（或桥台上）设置双支座。（1分）7 作用效应组合的基本原则是什么？答：应只涉及结构上可能同时出现的作用效应（3分），并以桥梁在施工或运营时可能处于最不利受力状态为原则。（2分）8 在后张法预应力简支梁中，预应力筋大部分在梁端附近都要弯起，这是为什么？答：在后张法预应力简支梁中，跨中截面为了获得最大的承载能力和较大的预压应力，预应力筋尽可能地靠近梁的下缘布置，在支点附近由于梁体自重弯矩减小，在张拉锚固阶段梁体上缘可能会出现过高的拉应力，可能导致开裂，因此为减小预应力产生的弯矩，所以大部分预应力钢筋在梁端附近都要弯起以减小偏心（3分）。再者，由于预应力钢筋靠锚具锚固在梁端，锚具和张拉千斤顶需要一定的工作面积，锚具垫板下混凝土具有较高的局部压应力，可能造成锚下混凝土开裂，因此也需要将锚具在梁端分散布置，使得大部分预应力钢筋在梁端附近都要弯起（2分）。9 桥梁伸缩装置的作用是什么？答：桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变等影响下将会发生伸缩变形。（1分）桥梁伸缩装置作用就是为满足结构按照设计的计算图式变形，同时又能保证车辆平顺通过。（4分）10 试述桥梁工程设计的基本原则以及各原则之间的关系。答：1）桥梁设计的原则为：安全性、适用性、经济、美观。（3分）2）安全是第一前提。在满足安全、适用要求的条件下，考虑经济。在安全、适用和经济的前提下，尽可能使桥梁具有优美的造型。（2分）11 简述在单向桥面板计算中引入有效工作宽度概念的目的和具体定义。答：由于桥面板的受力计算属空间问题，精确分析十分复杂，实际工程设计中并无必要。对于单向板可将其简化为短跨方向的梁来设计。为了求得单位宽度板条所承受的荷载集度并进行板的内力分析，需要引入板的有效工作宽度的概念。具体定义为：将板的实际承受弯矩图形面积除以板内弯矩最大值，即得到板的有效工作宽度，如下式： （3分）式中：车轮荷载产生的板的跨中截面总弯矩； 荷载中心处的最大弯矩值。12 桥面上为什么要设置横坡？公路桥面的横坡通常有哪几种设置型式？答：桥面上设置横坡目的在于迅速排除雨水，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。桥面的横坡，一般为1.5%3 % 。通常有三种设置型式：1) 对于板桥或就地浇筑的肋梁桥，为了节省铺装材料并减轻重力，可将横坡直接设在墩台顶部，或通过调整支承垫石高度来形成横坡，而使桥梁上部结构形成双向倾斜，此时，铺装层在整个桥宽上做成等厚的； 2) 在装配式肋板式梁桥中，为使主梁构造简单、架设和拼装方便，通常将横坡直接设在行车道板上。先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层，形成双向倾斜，再铺设等厚的混凝土铺装层；3) 在比较宽的桥梁中，用三角垫层设置横坡将使混凝土用量与恒载重量增加过多，可直接将行车道板做成双向倾斜的横坡，以减小混凝土用量和结构自重，但这样会使主梁的构造和施工稍趋复杂。13 与简支体系相比，连续体系在大跨径时的优点?答：材料省，自重轻，跨越能力强，支座少，节省墩顶面积，行车顺畅。14 1、桥面连续的实质？答：就是将简支梁上部在其伸缩缝处施行铰接，在竖向荷载作用下属简支体系，在纵向水平力作用下连续体系。15 拱桥的矢跨比如何影响拱桥受力？（5分）答：矢跨比大，拱脚水平推力小，拱陡，拱圈受力不好，矢跨比小，拱脚水平推力大，拱坦，拱圈受附加内力影响大，且对墩台稳定不利。16 3、冬季混凝土的施工应如何操做？答：保正和易性的情况下，减少用水量，增加拌和时间加快水化作用，采用高标号水泥，并加热水或骨料，掺用早强剂，并采用手段提高养护温度。17 整体式斜交板桥的受力特点及配筋特点？（5分）答：钝角处负弯距大，支反力大；锐角处负弯距小，支反力小。主弯距方向在跨中垂直支撑边，自由边附近接近平行于自由边与支撑边夹角的等分线。纵向主弯距变小，而横向弯距增大。使用中有向锐角处爬移的趋势。 六、计算题 1. 如图所示为一座桥面板为铰接的T形截面简支梁桥，桥面铺装厚度为0.1m，净跨径为1.4m，试计算桥面板根部在车辆荷载作用下的单位宽度（1m）活载弯矩和剪力。（车辆前后轮着地宽度和长度分别为：和；车辆荷载的轴重；不计冲击系数）图 截面示意图（单位：m）（1）荷载轮重分布在桥面板顶面的尺寸：沿纵向：（2分）沿横向：（2分）板顶分布荷载：（5分）（2）板的有效宽度悬臂板边缘：（2分）悬臂板根部：（2分）（3）悬臂板根部内力每米宽悬臂板在根部的活载弯矩：（6分）每米宽悬臂板在根部的活载剪力：（6分）2、图1为一钢筋混凝土简支T梁桥，共设五根主梁。试求： 用杠杆原理法绘出1、2、3号梁荷载横向分布影响线； 用偏心受压法绘出1、2、3号梁荷载横向分布影响线； 用杠杆法计算1、2、3号梁的荷载横向分布系数。 用偏心受压法计算1、2、3号梁的荷载横向分布系数。 图