大跨度桥梁设计复习题.doc

《大跨度桥梁设计》复习题
1. 拱桥的受力特点:承重结构是主拱， 拱桥在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。
2. 中承式拱桥的行车道位于拱肋的中部，桥面系（行车道、人行道、栏杆等）一部分用吊杆悬挂在拱肋下，一部分用钢架立柱支承在拱肋上。
3. 简支梁和连续梁桥可自由收缩，收缩使结构只发生变形，但不产生内力；固定梁、连续刚构桥等超静定结构，混凝土收缩产生变形和内力。
4. 大跨径混凝土连续梁桥采用悬臂施工法施工的过程中，墩梁临时固结，主梁从墩顶向两边同时对称分段浇筑或拼装，直至合龙；合龙之前，结构受力呈T构状态，属静定结构，梁的受力与悬臂梁相同。
5. 大跨径桥梁按结构体系分类：梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥、组合体系桥。
6. 公路桥梁的车道荷载由均布荷载和集中荷载两种荷载组成，当计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2系数。
7. 连续梁桥施工方法主要分为两大类：整体施工法和分段施工法。中小跨度桥梁施工方法主要采用整体施工法，包括满堂支架法、预制拼装法；大跨度桥梁主要采用分段施工法，包括悬臂施工法、转体法、顶推法
8. 悬浮体系斜拉桥的特点：塔墩固结，塔梁分离，可减少主梁在支点的负弯矩，但须施加横向约束。缺点是：悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向摆动。为防止纵向漂浮体系斜拉桥产生过大的摆动，十分有必要在斜拉桥塔上的梁底部位设置高阻尼的主梁水平弹性限位装置。
9. 锚碇是用来锚固悬索桥主缆的重要结构，将主缆的拉力传递给地基。重力式锚碇依靠巨大的自重来抵抗主缆的垂直分力，水平力由锚碇与地基间的摩擦力或嵌固阻力来承担；隧道式锚碇将主缆的拉力直接传递给周围的岩石。
10. 鞍座是支承主缆的重要构件，将主缆中的拉力以垂直力和水平力的方式均匀地传到塔顶或锚碇支架处。塔顶鞍座设置在桥塔顶部，将主缆荷载传到塔上；锚固鞍座设置锚碇支架处，目的是改变主缆索的方向，把主缆钢丝绳股分散开来，引入各自的锚固位置。
11. 桥梁按跨径大小可分为特大桥、大桥、中桥、小桥，大跨度桥梁跨径范围为：单跨跨径大于40m、多孔跨径大于100m
12. 悬臂施工连续梁桥，一期钢束布置在截面上缘以抵抗悬臂施工阶段与使用阶段的负弯矩；合龙后在跨中区域的截面下缘布置预应力束，抵抗使用阶段活载产生的正弯矩。
13. 把实际荷载作用下弯矩图的线形作为预应力束布置的线形，这种预应力束即为桥梁的吻合束，其内力状态包括 ：总弯矩M总=初预矩M0=实际荷载弯矩Mq；预加力产生的次力矩M次=0；
14. 大跨径连续箱梁桥为抵抗主梁承受的3个内力，采用三向预应力筋布置方式，即竖向抗剪预应力筋、横向抗弯预应力筋、纵向抗弯预应力筋。
15. 中小跨度桥梁施工方法主要采用整体施工法，包括满堂支架法、预制拼装法；大跨度桥梁主要施工方法采用分段施工法，包括？悬臂施工法 逐跨施工法 顶推施工法
16. 斜拉桥的结构体系分类较多，按照塔、梁、墩相互结合的方式划分的结构体系有悬浮体系、半悬浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。
17. 斜拉桥斜拉索的锚固方式主要包括自锚、地锚、部分地锚
18. 斜拉桥边跨一般都设置了中间辅助墩，其作用主要有：缓和端锚索应力集中或减少边跨主梁弯矩，增大桥梁总体刚度。为了进一步加强边跨作为锚跨的作用，同时解决端锚索的疲劳问题
19. 悬索桥主缆不可更换，长期暴露在雨、湿气、化学作用等的腐蚀下，需要进行防锈，主缆防锈措施主要包括：a.施工时采用油漆防锈。b.防止水的渗入;c.干空气导入法。将除湿机的干燥空气用管道输入主缆。
20. 拱桥按桥面位置的分类；上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥
21. 名词解释
桥长：桥梁两端桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离；无桥台时，桥梁全长为桥跨结构的行车道板全长距离。
等效荷载法：是将预应力混凝土梁中的预应力筋和混凝土视为相互独立的隔离体，把预应力对混凝土的作用用等效荷载代替，把预应力梁看作等效荷载作用下的普通梁，直接求连续梁在预应力作用下的总弯矩的方法。
吻合束：按实际荷载下弯矩图的线形作为线形布置的预应力束
温度梯度:在日照或者气候变化下，桥梁结构内的温度变化
徐变变形:长期荷载作用下，结构在弹性变形△e 以后，随时间增长而持续产生的那部分变形量△c，称为徐变变形。
节段施工法；利用挂蓝提供空中作业平台、利用预应力束将各节段联接为整体、逐段平衡对称施工的一种施工方法
悬索桥垂跨比；指主缆在主孔内的垂度 f 与主孔的跨度 L 之比
锚碇:用来锚固主缆的重要结构，将主缆的拉力传递给地基。
拱式组合体系桥：是将梁和拱两种基本构件组合起来共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用，达到节省材料的目的的桥。
混合梁斜拉桥：是指沿着桥纵向主梁截面由两种不同的材料组成，中跨大部分或全部为钢主梁、边跨部分或全部为混凝土主梁的组合结构

矮塔斜拉桥：又称为部分斜拉桥，主要由主梁与拉索组合而成的桥型。
22. 我国大型桥梁的设计程序主要分为前期工作和设计阶段，
前期工作：a.预可行性研究报告：研究建设必要性、经济社会价值；
b.可行性研究报告：研究工程上和投资上可行性
设计阶段:a.初步设计;b.技术设计（大桥）;c.施工图设计
23. 与等截面连续梁相比，变截面连续梁可用于较大跨径的原因
（1）采用支点梁高大于跨中梁高的变截面形式，使得梁高的变化规律与
连续梁的弯矩图变化规律相一致；
（2）减小跨中梁高，有利于减小结构自重产生的弯矩、剪力；
（3）增大支座截面梁高，有利于抵抗支座截面较大的剪力。
24. 混凝土徐变：混凝土在不变荷载长期作用下，其压应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。其影响因素:应力条件、加荷龄期、环境、水灰比、级配。徐变发展的规律如何？
25. 预应力混凝土梁桥等效荷载法的计算步骤
（1）按预应力索曲线的偏心距及预加力绘出梁的初预矩图，不考虑所有支座对梁体约束的影响。（2）根据索曲线形状计算等效荷载，且考虑锚固点等效荷载确定全部的预应力等效荷载。（3）求解连续梁在等效荷载下的截面内力，得出的弯矩称为总弯矩。（4）用总弯矩减去初预矩得到次力矩
26. 斜拉桥主梁的主要作用:（1）将恒、活载分散传给拉索，梁的刚度越小，则
承担的弯矩越小；（2）与拉索及索塔一起成为整个桥梁的一部分，主梁承
受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压力，因而需要有足够的刚度防
止压屈；（3）抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结构。
27. 悬索桥的静力特性（1）主缆是几何可变体，只能承受拉力。2）恒载给主缆提供了重力刚度，使得主缆具有较大的抵抗活载变形的能力。（3）改变主缆的垂跨比将影响结构的内力，结构体系的刚度也将随之改变。（4）随着跨径的增大，加劲梁的高跨比应越来越小。（5）边跨的不同形式对桥梁受力有很大的影响。
28. 中下承式拱桥保持了上承式拱桥的基本力学特性，可以充分发挥拱圈混凝土材料的抗压性能，这种桥型的适用情况（1）桥梁建筑高度受到严格限制时，如采用上承式拱桥则矢跨比过小，可采用中、下承式拱桥满足桥下净空要求；
（2）在不等跨拱桥中，为了平衡桥墩的水平力，将跨度较大的拱矢跨比加大，
做成中承式拱桥，从而减小大跨的水平推力；（3）在平坦地形的河流上，采用中、下承式拱桥可以降低桥面高度，有利于改善桥头引道的纵断面线形，减少引道的工程数量；（4）在城市景点或旅游区，为配合当地景观而采用中、下承式拱桥 。
29. 不等跨连续拱桥设计的处理措施？
　1、采用不同的矢跨比。大跨径采用较大的矢跨比，小跨径采用较小的矢跨比。
　2、采用不同的拱脚标高 。3、调整拱上建筑的恒载重量。可用调整拱上建筑重量来减小相邻孔间的不平衡推力。4、采用不同类型的拱跨结构。小跨采用板拱结构，大跨采用分离式拱肋结构，必要时加大大跨经拱肋的矢高，做成中承式肋拱桥梁。
30. 单跨固定梁采用分段现浇施工方法，先期结构为两根悬臂梁，后期结构为固定梁，试说明徐变作用下，合龙前两根悬臂梁和合龙后固定梁的内力状态，并绘出内力图
均布荷载q作用下M根=-ql2/2，M悬臂端=0，随 t 增长，混凝土徐变发生影响，悬臂端将发生向下的竖向挠度△t 和转角θt；静定结构变形不受约束，变形不产生内力，徐变完成后其内力图不发生变化，徐变前后弯矩图不变。

合龙前 合龙后
两根悬臂梁瞬时变形完成后，将合龙段钢筋焊接，浇筑混凝土，形成固定梁。混凝土徐变使固定梁跨中发生挠度△t ，由于结构对称性，转角θt=0原两根悬臂梁端部的转角变形受到约束，跨中截面产生附加弯矩Mt，固定端弯矩减小
31对比分析单跨固定梁采用整体一次浇筑：自重弯矩值为M中=ql2/24。分段施工法产生的自重弯矩：忽略焊接钢板自重，跨中自重弯矩值为M中=0，自重均布集度为q，试绘出两种施工方法固定梁各阶段的弯矩图。并说明超静定结构恒载计算的特点。

超静定桥梁结构恒载计算存在如下特点：
（1）需按施工过程建立每一个施工阶段的结构受力计算图式，分析每阶段的结构内力与变形。
（2）分别将全部施工阶段的内力与变形叠加，得最终的结构恒载内力与变形。
（3）采用不同的施工方法，结构恒载内力不同。
32.两跨等截面连续梁，已知预加力Ny，试求支点B截面由预应力产生的总弯矩和次弯矩。（书 P45 3-1）