《桥梁工程》复习思考题.doc

桥梁工程复习思考题考试类型与分数：填空15分；简答50分；推导与分析20分；计算15分一、填空题1、拱桥的净跨径是指每孔拱跨 两个拱脚截面最低点 之间的水平距离。2、汽车荷载制动力的方向是 行车方向。3、在先张法梁中，钢丝或钢筋主要靠 混凝土的握裹力 锚固在梁体内。4、拱型腹孔一般在每半跨内不超过主拱跨径的 1/4-1/3 范围内布置。5、不等跨连续拱桥常采用 不同的矢跨比 、 采用不同的拱脚标高 、 调整拱上建筑的恒载重量（外观美观） 和 采用不同类型的拱跨结构 四种措施来减小恒载不平衡推力。6、按容许变位方式不同桥梁支座可分为 固定支座 和 活动支座 两种。7、简支梁桥的预拱度通常取 全部恒载 和 一半静活载 所产生的竖向挠度值。8、汽车荷载由 车道 荷载与 车辆 荷载组成。9、石板拱拱石受压面的砌缝应与 拱轴线 相垂直。10、靠近桥面伸缩缝处的所有栏杆均应使扶手与柱之间能 自由变形 。11、拱肋预制安装时接头位置不宜布置在 拱顶 。12、公路桥梁横断面设计，主要取决于 桥面宽度 和 不同桥跨结构横截面的形式 。13、实腹式拱桥的伸缩缝通常设在 两拱脚的上方 。14、装配式简支梁桥常用的块件划分方式主要有 纵向竖缝划分 、 纵向水平缝划分 和 纵横向竖缝 三种。15、桥梁总跨径是多孔桥梁中 各孔净跨径 的总和。16、桥梁上的作用可分为 永久作用 、 可变作用 和 偶然作用 三类。17、简单体系拱是指行车系结构不参与主拱受力 的拱桥。18、桥梁支座是设置在桥梁上、下部结构之间的 传力和连接 装置，它必须满足上部结构的变形 要求，使桥梁实际受力情况符合结构计算图式。19、作用的代表值一般可分为 标准值 、 频遇值 和 准永久值 。20、承载能力极限状态设计时应采用 标准值 作为作用的代表值。21、拱的推力随矢跨比的减小而 增大 。22、混凝土的徐变是指 在应力不变时，应变随时间而持续增长的特性 。二、简答题1、桥面构造主要包括哪几部分？各部分作用是什么？桥面构造通常包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩缝、人行道（安全带）、缘石、栏杆和灯柱等。桥面铺装的作用：保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨损，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能使车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。桥面防水作用：迅速排除雨水，防止构件冻融破坏及钢筋腐蚀。桥梁伸缩缝作用：保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自有变形；使车辆在设缝处能顺利通过和防止雨水、垃圾泥土等渗入阻塞。安全带和防撞护栏的作用：保护行车安全；高出行车道，宽度大于等于0.25m,高25-35cm，护栏是为了防止车辆突破、下穿或翻越桥梁而设置。灯柱与照明的作用：保证行车安全舒适，景观悦目，要限制眩光。2、拱圈应力调整的常用方法有哪些？分别简述其原理。（1）假载法调整应力，假载法：就是通过改变拱轴系数来变更拱轴线，使拱顶、脚两截面的控制应力接近相等。（2）用临时铰调整应力：拱圈施工时，在拱顶、拱脚设临时铰。由于临时铰存在，拱圈成为静定的三铰拱，待拱上建筑完成后，再用高标号水泥砂浆封固，成为无铰拱，由于在恒载作用下是静定结构，拱的恒载弹性压缩以及封铰前已发生的墩台变位均不产生附加内力，从而减小了拱中的弯矩。（3）用千斤顶调整内力：在拱架上将两半拱建成两悬臂梁，在拱顶处预留壁龛形缺口，拱上建筑之前，在拱顶预留接头处上、下设置两排千斤顶，形成偏心力，可使拱顶产生负弯矩，拱脚产生正弯矩，达到消除弹性压缩、收缩及徐变产生的内力。另外，采用拱架施工时，设置千斤顶还可以起到脱架的作用。（4）改变拱轴线调整应力，有意识的改变拱轴线，使拱轴线与恒载压力线造成有利的偏离，同样可以消除拱顶、拱脚处的偏大弯矩，达到调整拱圈应力的目的。3、在梁桥重力式桥台计算时，台后的土侧压力如何考虑？台后的土侧压力一般按主动土压力计算，其大小与土的压实程度有关。因此，在计算桥台前端的最大应力，向桥孔一侧的偏心和向桥孔方向的倾覆与滑动时，按台后填土尚未压实考虑；当计算桥台后端的最大应力，向路堤一侧的偏心和向路堤方向的倾覆与滑动时，则按台后填土已经压实考虑。4、装配式梁桥设计中块件划分应遵循的原则是什么？按实际可能的预制、运输和起重条件等，确定拼装单元的最大尺寸和重量；块件的划分应满足受力要求，拼装接头应尽量设置在内力较小处；接头数量少，形式要可靠，施工方便；构件要便于预制，运输和安装；构件的形式和尺寸力求标准化，增强可换性，种类尽量减少。5、连续梁桥温度应力计算的基本假定是什么？沿桥长的温度分布是均匀的；混凝土时匀质弹性材料；梁变形服从平截面假定；竖向温度应力和横向温度应力可分别计算，最后叠加。6、连续体系梁桥与简支梁桥相比有哪些特点？自重轻、材料省、适应较大跨度连续体系梁桥属超静定结构体系，温度变化、基础不均匀沉降等会引起附加内力。桥墩上只设一排支座，从而减小相应桥墩尺寸。支点附近的负弯矩易引起上翼缘开裂，对结构耐久性不利。连续梁桥更适宜行车。施工技术较为复杂，当跨度较大时不利于预制安装，往往要现浇。连续梁可做成变截面，支点附近梁高加大，可进一步降低跨中弯矩，且能适应抵抗支点处较大剪力。对于预应力混凝土连续梁，预应力筋的布置难于发挥预应力的优点（预应力合力的偏心靠近截面重心）。7、拱桥设计中拱轴线的选择应满足哪些方面的要求？常用的拱轴线形式有哪几种？满足的要求：尽量减小拱圈截面的弯矩，使主拱圈在计入弹性压缩、温降、砼收缩影响下各主要截面应力相差不大，且最大限度减小截面拉应力，最好不出现拉应力。对于无支架施工的拱桥，应满足各施工阶段的要求，并尽可能少用或者不用临时性施工措施。计算简便，易为生产人员掌握。线形美观，便于生产。拱轴线的线形：圆弧线、悬链线、抛物线。8、拱桥轻型桥台设计的基本假定是什么？（1）在水平推力作用下，轻型桥台将绕基底重心产生转动而无滑动，这是与拱桥重力式桥台的根本差别，后者是不考虑这个变位的；（2）台后的计算土压力是由静止土压力和桥台位变所引起的弹性抗力所组成；（3）桥台的刚度较大，它本身的变形相对于整个桥台的位移甚微，因此可以忽略不计。9、简支斜交板桥在垂直荷载作用下的受力性能主要有哪些特征？a荷载有向两支承之间最短距离方向传递的趋势；b各角点受力情况可以用比拟连续梁的工作来描述；c在均布荷载作用，当板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斜交角的变大而自中央向钝角方向移动。角在15度以内时，近似按正交板桥计算；d在上述相同情况下，斜板桥的跨中横向弯矩比正桥要大，可以认为横向弯矩增大的量，相当于跨径方向弯矩减小的量。10、荷载横向分布计算方法主要有哪几种？各自的基本假定是什么？ 杠杆原理法：横向结构视作在主梁上断开而简支其上的简支梁偏心压力法：横隔梁视作刚性极大的梁，计及主梁抗扭时，又称修正偏心压力法横向铰接板（梁）法：相邻主梁间视作铰接，只传递剪力横向刚接梁法：相邻主梁间视作刚性连接，传递剪力和弯矩比拟正交异性板法：将主梁和横隔梁刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板11、桥梁设计应遵循哪些基本原则？使用上的要求：安全、适用、耐久；经济上的要求：技术经济比较，经济合理；结构尺寸和构造上的要求：要有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性；施工上的要求：便于制造和架设，施工安全；美学上的要求：与周围景观协调，优美的外观；环境保护和可持续发展12、桥梁伸缩缝应满足哪些构造要求？自由伸缩和转动；牢固可靠；车辆行驶时平顺、无突跳和噪声；防止雨水渗入和及时排除，防止污物侵入和阻塞；易于安装、检查、养护和清理污物；造价低等。13、 活载内力计算表达式中，各字母表示的含义是什么？S所求截面的弯矩或剪力；汽车荷载冲击系数；汽车荷载横向力折减系数；沿桥跨纵向与车道集中荷载位置对应的横向分布系数；沿桥跨纵向与车道均布荷载所布置的影响线面积中心位置对应的横向分布系数；车道集中荷载；车道均布荷载；沿桥跨纵向与位置对应的内力影响线最大坐标值；弯矩、剪力影响线面积。14、箱形拱的主要特点有哪些？箱形拱截面挖空可达50%-70%，与板拱相比，可减轻自重，节省造价。与双曲拱相比，在相同截面下，可增大截面抵抗弯矩，且抗扭刚度更大，横向整体性好，稳定性好，同时，能适应各截面正负弯矩变化，适用于大跨度。15、梁桥重力式桥墩应考虑哪些基本荷载组合？目的是什么？并画出桥墩活载布置图式。桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载的组合，它是用来验算墩身强度和基底最大应力。因此，除了计算永久作用（恒载）外，应在相邻两桥跨满布汽车荷载或人群荷载的一种或两种。桥墩在顺桥向承受最大水平荷载的组合，在这种组合情况下，桥墩各截面在顺桥向可能产生最大偏心和最大弯矩，它是用来验算墩身强度、基地应力、偏心及桥墩的稳定性。桥墩承受最大横桥向的偏载、最大竖向荷载，在这种组合情况下，桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩，它是用来验算横桥方向上的墩身强度、基地应力、偏心以及桥墩的稳定性。16、现浇法施工对支架有哪些具体要求？支架是施工时的临时承重结构，需要进行设计计算，以保证支架具有足够的强度、刚度、支架基础的牢固可靠、构件的结合紧密，并要求具有足够的纵、横、斜三个方向的连接杆件，使支架形成整体。支架必须设置预拱度，还要设置落架设备，保证落架时对称、均匀，不应使简支梁发生局部受力过大的状态。三、推导与分析题1、试推导实腹式悬链线拱的拱轴线方程 （ 提示：）实腹式悬链线拱：采用恒载压力线(不计弹性压缩)作为拱轴线。拱顶截面仅有 (由于对称性)对拱脚截面取矩，对任意截面取矩：， ，令，可得令，得到拱轴线方程： 悬链线方程2、 试用图表达荷载横向分布系数沿桥跨的变化规律。3、 以三跨连续预应力混凝土梁桥为例，图示常用预应力筋的布置方式。4、 试推导无铰拱拱脚相对角变引起的各截面内力表达式（假定右拱脚发生相对转角，以顺时针为正）相对角变引起的内力 （顺时针为正）其中： 引起的任意截面的内力为： 5、推导箱梁的温度自应力的表达式。箱梁温度自应力 取单位梁长=1的微分段，当纵向纤维之间自由伸缩时：由于约束存在，梁变形最终要服从平截面假定，最终变形应为直线分布：y=0处变形；：截面变形曲率。温度自应变：根据自应力在截面上是自平衡状态：轴力：力矩：代入的表达式，求出。四、计算题1、计算跨径l=19.50m的桥梁横断面如图所示。试用偏心压力法求荷载位于跨中时、号梁相应于公路级、人群荷载的横向分布系数mcq和mcr 75 180 130 180 75 700 公路级 160 160 160 160 （图中尺寸单位：cm）解：此桥在跨度内设有横隔梁具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为：l/B=2.42故可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc本梁桥各根主梁的横截面均相等，n=5，主梁间距为1.6m则：由绘制号梁的影响线，图中按桥规规定确定汽车荷载的最不利荷载位置，再由计算横向影响线的零点位置，设零点到号梁的距离为X则：解得x=4.80正好是号梁的外置，零点位置已知后，就可以求出相应各荷载位置的影响线竖标值、，设人行道缘石至号梁轴线距离为，=（7.00-41.60）/2=0.30m，号活载横向分布系数可计算如下：对于号梁对于号梁2、计算跨径l=19.50m的桥梁横断面如图所示。试用杠杆原理法求荷载位于支点处时、号梁相应于公路级、人群荷载的横向分布系数moq和mor。 75 180 130 180 75 700 公路级 160 160 160 160 （图中尺寸单位：cm）