重庆交通大学《桥梁工程》复习题
一、单项选择题
以下桥型中,跨越能力最大的桥型最有可能是(C )
A、连续刚构桥 B、斜拉桥 C、吊桥(悬索桥) D、钢管混凝土拱桥
[在目前所有的桥型中斜拉桥的跨越能力仅次于跨越能力最大的悬索桥]
以下不属于斜拉桥斜索布置形状的是( D )
A、辐射式 B、扇式 C、竖琴式 D、宝石式
3、新《桥规》中汽车荷载的冲击系数是按照( A )来进行计算的。
A、结构基频 B、跨径 C、结构自重 D、荷载大小
4、以下那种钢筋,在装配式T形简支梁桥中起到固定和骨架的作用?( A )
A、架立钢筋 B、纵向主钢筋 C、斜钢筋 D、螺旋钢筋
5、以下说法符合无铰拱的构造和受力特点及应用情况的的是( B )
A、静定结构 B、常用来作为空腹式拱上建筑靠近墩台处的腹拱
C、墩台位移会造成拱内较大的附加内力 D、在理论上可行,但实际建造很少
6、对拱桥来说,下列哪种说法不正确 ( A )
A、无支架施工的拱桥,可以不验算拱的纵横向稳定性
B、当实际采用的拱轴系数与手册中不同时,可采用假载法来查表计算
C、大气的骤变温差将在无铰拱中产生附加内力
D、连拱效应发生在多跨拱桥中,为减小其影响,可增大墩台的抗推刚度
7、悬索桥相对其他体系桥梁来说,下列说法不对的是( C )
A、自重轻 B、跨越能力大 C、抗风稳定性较好 D、锚碇处有水平反力
8、拱桥轻型桥台的主要特点是利用( A )来平衡外力而保持其稳定。
A、土侧压力和材料强度 B、车辆载荷 C、自身重量 D、拉筋
9、桥梁横断面设计主要决定( B )
A、桥宽和桥跨结构的横截面 B、人行道宽度和行车道宽度
C、桥宽和栏杆形式 D、桥跨结构横截面和行车道宽度
10、在竖向荷载作用下,在支座或墩台支承处只有竖向反力,无水平反力的桥梁是( C )
A、吊桥 B、拱桥 C、梁桥 D、刚架桥
11、把空间结构简化为平面问题进行计算,是利用( B )理论来进行的
A、拱桥挠度理论 B、荷载横向分布理论 C、平截面假定 D、老化理论
12、拱圈各截面合力作用点的连线称之为( B )
A、拱轴线 B、压力线 C、悬链线 D、抛物线
13拱轴系数m与拱轴线之间的关系是( A )
A、m大,拱轴线越陡 B、m大,y1/4大
C、m小,拱轴线越陡 D、和m无关
14、用五点重合法确定空腹拱的拱轴线,是使该悬链线与下列哪条曲线有5点重合( B )
A、无铰拱的恒载压力线 B、相应三铰拱的恒载压力线
C、纯压拱的压力线 D、空腹拱的恒载压力线
15、桥台与桥墩在承受荷载方面最大的区别在于( C )
A
、需承受浮力 B、需承受风力 C、需承受土侧压力和附加侧压力 D、 无区别
1、竖向均布荷载作用下拱的合理拱轴线是 B 。
A.圆弧线 B.抛物线 C.悬链线 D.折线
2、拱轴系数的定义是 C
A. B. C. D.
3、连拱作用的第一种简化计算方法的基本假定是 A
A.拱墩结点的水平位移是主要的
B.拱墩结点的转角位移是主要的
C.拱墩结点的水平位移和转角位移都是主要的
D.拱墩结点的竖向位移是主要的
4、桥台与桥墩在承受荷载方面最大的区别在于 C 。
A.需承受浮力 B.需承受风力
C.需承受土侧压力和附加侧压力 D.需承受竖向荷载
5、以下说法正确的是 C 。
A. 为了提高箱梁截面的抗弯和抗扭刚度,可在纵向设置横隔板
B. 连续梁桥在支座变位时不会产生附加内力
C. 悬索桥的跨越能力大是因为其横向抗扭刚度很大
D. 拱桥应该尽量选择较高温度合拢
6、表征结构刚度特性的是 C 。
A.活载挠度 B.恒载挠度 C.挠度 D.恒载挠度+活载挠度
7、桥梁横断面设计主要决定 B
A.桥宽和桥跨结构的横断面 B.人行道宽度和行车道宽度
C.桥宽和栏杆形式 D.桥跨结构横截面和行车道宽度
8、连续刚构桥从体系划分上看应属于 A
A.梁式桥 B.拱式桥 C.吊桥 D.缆索承重桥
9、为保证装配式T梁各主梁之间连接成整体,共同参与受力,需设置 B
A.牛腿 B.横隔梁 C.钢板 D.伸缩缝
10、梁式桥两相邻桥墩设计洪水位线上的水平距离称为 A 。
A.净跨径 B.总跨径 C.标准跨径 D.计算跨径
二、多项选择题
1、桥梁两阶段设计包括( BC )
A、工程可行性分析 B、初步设计 C、编制施工图 D、施工变更设计
2、以下属于可变作用的有:( BC )
A、水的浮力作用 B、汽车冲击力 C、人群作用 D、地震作用
梁桥的施工方法主要可以分为以下几大类( ABC )
A、现浇施工法 B、预制安装法 C、转体施工法 D、劲性骨架施工法
4、拱桥的设计标高主要有( ABCD )
A、桥面标高 B、拱顶底面标高 C、起拱线标高 D、基础底面标高
5、 “五点重合法”中的五点是指( ABC )
A、拱顶 B、拱脚 C、1/4跨径 D、1/8跨径
6、桥墩可分为( AC )两大类
A、重力式桥墩 B、柔性桥墩 C、轻型桥墩 D、单向推力墩
7、桥面铺装的作用主要有:( ABC )
A、保护主梁 B、分布车轮荷载 C、防止主梁遭受雨水侵蚀 D、防止主梁开裂
8、梁式桥按照承重结构的静力体系可划分为:( BCD )
连续刚构 B、简支梁桥 C、连续梁桥 D、悬臂梁桥
9、无铰拱通常取用以下( CD )两种基本结构进行内力和内力影响线的计算
A、简支曲梁 B、悬臂曲梁 C、三铰拱 D、两铰拱
10、关于主梁内力包络图,以下说法正确的是:( A D )
A、内力包络图是指连接各截面的最大、最小控制设计的计算内力值的图形
B、横坐标为控制设计的计算内力值。
C、弯矩包络图为直线。
D、利用内力包络图可以按结构设计原理进行梁内钢筋设计和验算。
对梁式桥,在设计洪水位上相邻两个桥墩【或桥台】之间的净距称之为【 B 】
A.计算跨径 B.净跨径 C.理论跨径 D.标准跨径
对拱式桥,每孔跨两拱脚截面最低点之间的水平距离称为【 B 】
A.计算跨径 B.净跨径 C.理论跨径 D.标准跨径
用于桥梁结构力学计算的跨径是【 B 】
A. 净跨径 B. 计算跨径 C.理论跨径 D.标准跨径
设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离称之为【 C 】
A.桥梁高度 B.建筑高度 C.桥下净空高度 D.容许建筑高度
桥上行车路面标高到桥跨结构最下缘之间的距离称之为【 B 】。
A.桥梁高度 B.建筑高度 C.容许建筑高度 D.净空高度
《公路工程技术标准》规定,将两相邻桥墩中线之间的距离,或墩中线至桥台台背前缘之间的距离称为【 C 】
A.计算跨径 B.净跨径 C.标准跨径 D.理论跨径
通常把上下部结构总造价趋于最低的跨径称为【 C 】。
A.计算跨径 B.合理跨径 C.经济跨径 D.标准跨径
桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端之间的距离称之为【 A 】。
A.桥梁全长 B.总跨径 C.桥梁总长 D.净跨径
桥梁设计中按设计洪水位频率计算所得的高水位称之为 【 D 】
A.测时水位 B.低水位 C.最高通航水位 D.设计洪水位
竖向荷载作用下在支承处只有竖向反力而无水平反力产生的桥跨结构是【 C 】
A.吊桥 B.拱桥 C.梁桥 D.刚架桥
梁式桥与拱式桥在受力特征上最大的区别在于 【 D 】
A.在竖向荷载作用下,梁式桥有水平反力产生,拱式桥无水平反力产生
B.在竖向荷载作用下,梁式桥无水平反力产生,拱式桥无水平反力产生
C.在竖向荷载作用下,梁式桥有水平反力产生,拱式桥有水平反力产生
D.在竖向荷载作用下,梁式桥无水平反力产生,拱式桥有水平反力产生
斜拉桥和钢管混凝土拱桥按桥梁基本结构体系划分应分别属于【 D 】。
A.梁式桥,刚架桥 B.拱式桥,梁式桥
C.组合体系桥
,组合体系桥 D.组合体系桥,拱式桥
从结构体系上划分,钢-混凝土结合梁斜拉桥属于【 D 】
A.梁式桥 B.拱式桥 C.悬吊式桥 D.组合体系桥
下列荷载属于基本可变荷载是【 C 】
A.混凝土收缩徐变 B.永存预应力 C.汽车荷载 D.制动力
人工施加的永久预应力属于【 C 】。
A.基本可变荷载 B.其它可变荷载 C.永久荷载 D.偶然荷载
1、桥梁两阶段设计包括( BC )
A、工程可行性分析 B、初步设计 C、编制施工图 D、施工变更设计
2、桥面铺装的作用主要有:( ABC )
A、保护主梁 B、分布车轮荷载 C、防止主梁遭受雨水侵蚀 D、防止主梁开裂
3、护拱的作用有:( AB )
A、便于敷设防水层和排出积水 B、加强拱圈 C、减少拱上填料与拱圈的联合作用 D、减小主拱圈由于温度引起的附加内力
4、梁式桥按照承重结构的静力体系可划分为:( BCD )
连续刚构 B、简支梁桥 C、连续梁桥 D、悬臂梁桥
5、关于主梁内力包络图,以下说法正确的是:( AD )
A、内力包络图是指连接各截面的最大、最小控制设计的计算内力值的图形
B、横坐标为控制设计的计算内力值。
C、弯矩包络图为直线。
D、利用内力包络图就可以按结构设计原理进行梁内钢筋设计和验算。
6、斜拉桥的基本组成部分有( ABC )
A、塔柱 B、斜拉索 C、主梁 D、桥墩
7、拱桥的设计标高主要有( ABCD )
A、桥面标高 B、拱顶底面标高 C、起拱线标高 D、基础底面标高
8、“五点重合法”中的五点是指( ABC )
A、拱顶 B、拱脚 C、1/4跨径 D、1/8跨径
9、无铰拱通常取用以下( CD )两种基本结构进行内力和内力影响线的计算
A、简支曲梁 B、悬臂曲梁 C、三铰拱 D、两铰拱
10、桥墩可分为( AC )两种
A、重力式桥墩 B、柔性桥墩 C、轻型桥墩 D、单向推力墩
1、简支梁桥可以采用的施工方法有 ABC
A.支架现浇施工 B.预制安装施工 C.转体施工 D.悬臂浇注
2、下列选项中属于桥面横坡设置方法的有 ABC 。
A.用桥面铺装形成 B.墩台顶部形成 C.行车道板形成 D.用支座形成
3、装配式简支板桥横向联结构造主要有 AB
A.企口砼铰联结 B.钢板焊接联结 C.固定联结 D.组合联结
4、简单体系拱按静力图示可分为 ACD 。
A. 两铰拱 B.系杆拱 C.无铰拱 D.三铰拱
5、拱桥的设计标高主要有 ABCD
A.桥面标高 B.拱顶下缘标高 C.起拱线标高 D.基础底面标高
1、拱桥按横截面形式可分为 ABCD
。
A.板拱 B. 肋拱 C. 双曲拱桥 D.箱型拱
2、拱轴线形的主要有以下几种 ABC
A.悬链线 B. 抛物线 C. 圆弧线 D.折线
3、拱上建筑的构造形式有 AC
A.实腹式 B. 横墙式 C. 空腹式 D.填埋式
4、桥梁按照用途来分,可以分为 ABCD
A.公路桥 B.铁路桥 C.渡槽桥 D.公铁两用桥
5、现行公路桥涵通用规范把汽车荷载分为 BD
A. 城市-B B.公路I级 C.城市-A D.公路II级
三、判断改错题
1、箱梁抗弯、扭能力强,所以中小跨径简支梁最好采用箱形截面。(√ )
2、连续刚构桥的桥墩一般采用重力式桥墩。( × )
3、斜拉桥的空气稳定性比传统的吊桥要好得多。( √ )
4、无铰拱桥与三铰拱桥相比对地基的要求低得多。( × )
5、拱桥拱架的卸落一般从拱顶开始向拱脚对称进行,拱顶卸落量大,拱脚卸落量小。( × )均匀
6、箱梁抗弯、扭能力强,所以中小跨径简支梁最好采用箱形截面。( √)
7、预应力混凝土连续刚构桥通常使用钢筋混凝土柔性薄壁墩。( √ )
8、斜拉桥的空气稳定性比传统的吊桥要好得多。( √ )
9、无铰拱桥与三铰拱桥相比对地基的要求低得多。( × )
10、拱桥计算矢高指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。( √ )
11、牛腿的最大应力发生在截面开始变化的竖直截面上。(×)
12、先张法预应力是利用混凝土和预应力筋之间的粘结作用使混凝土获得相应的预应力的。(√ )
13、连续刚构桥的受力特点与连续梁桥接近,故其桥墩的构造可与连梁桥的类似,即对桥墩的刚度和高度没有什么特殊要求。(×)
14、简支梁采用后张法施工时,超张拉之后应立即锚固,以尽量减少预应力损失。(√)
15、在缆索吊装施工中,浪风索主要用于拉动行车沿桥跨方向在主索上移动。( √ )
16、简支梁桥是静定结构,结构内力不受基础变位的影响,因而能适用于地基较差的桥位上建桥。( √ )
17、无支架施工或早脱架施工的拱桥,宜适当降低拱轴系数,以改善裸拱拱顶和拱脚的受力。( √ )
18、在同一座桥中,由于汽车荷载横向分布系数与采用的汽车等级有关,因此采用汽车—20级和汽车—10级计算所得的荷载横向分布系数是不同的。(×)相同
19、空腹式拱桥(拱式腹孔)的端腹拱常做成三铰拱。( × )无铰拱
20、预应力钢筋的弯起可帮助主梁截面
抗剪,减小预应力损失。(√)
四、名词解释题
1.计算矢高:即拱轴线上拱顶与拱脚(起拱线)间高差,用f表示。
2.上承式拱桥:是指桥面系设置在桥跨的主要承重结构(如拱肋、立柱)上部的拱式桥梁。
3.简支梁桥:以孔为单元,相邻桥孔各自单独受力,属静定结构,适用于中小跨度。它的优点是结构简单,架设方便,可减低造价,缩短工期,同时最易设计成各种标准跨径的装配式构件。但相邻两跨之间存在异向转角,路面有折角,影响行车平顺。
4.预拱度:为抵消梁、拱、桁架等结构在荷载作用下产生的挠度,而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。
5.荷载横向分布系数: 表示某根主梁所承担的最大荷载是各个轴载的倍数。
6.永久荷载:是指在结构使用期间,其量值不随时间而变化或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用。
7.可变荷载:是指在结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。
8.合理拱轴线:能使拱的各个截面弯矩为零的拱轴线。
9.单向推力墩: 是指能够独立承受任意一侧拱的推力的撴。
10.连拱作用: 支承在有限刚度桥墩上德连续多孔拱桥,在拱圈受力时,各孔拱圈桥墩变形相互影响的作用。
11.拱轴线: 拱圈各横向截面(或换算截面)的形心连线为拱轴线。
12.悬臂浇注法: 在桥墩两侧设置工作平台,平衡地逐段向跨中悬臂浇筑水泥混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法。
13.桥梁伸缩缝:为满足桥面变形的要求,通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。
14.拱轴系数:是指拱脚的恒载集度和拱顶恒载集度的比值。
15.连拱作用:支承在有限刚度桥墩上的连续多孔拱桥,在拱圈受力时,各孔拱圈桥墩变形相互影响的作用。
16.设计洪水位:桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。
17.标准跨径:对于梁桥,是指两相邻桥墩中心线之间的距离,或桥墩中心线至桥台台背前缘之间的距离;对于拱桥,则是指净跨径,用表示。
18.计算跨径:对于有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心的距离,用表示;对于拱桥,是指相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。
19.单向板:根据弹性薄板理论的分析结果,当区格板的长边与短边之比超过一定数值时,荷载主要是通过沿板的短边方向的弯曲(及剪切)作用传递的,沿长边方向传递的荷载可以忽略不计,这时可称其为“单向板”。
20.桥面连续:桥面连续就是上部构造利用钢筋混凝土结合在一起,变成一个整体结构。桥面连续实际就是桥面铺装的一部分,即在梁缝位置铺
装加强段。
21.刚性横梁法:又称“偏心压力法”。假定横隔梁刚度无穷大,适用于桥型是具有坚实可靠的横向联接,且桥的宽跨比小于或接近0.5的窄桥,适用于跨中截面。
五、简答题
1.简述桥梁设计时,在纵、横及平面上应分别涉及哪些方面的内容?
答:纵断面应包括以下内容:确定总跨径、桥梁的分孔桥面标高的确定桥梁纵坡的确定及基础埋深的确定。
横断面应包括:确定桥宽;根据桥梁所在公路的设计速度,确定行车道的宽度;根据桥梁所在位置选定行车道的宽度路线;设置桥面横坡。
平面设计:选定桥面装层及人行道的横坡。
2.桥面横坡常采用的设置型式有哪些?
答:横坡设置的形式有:(1)铺装时设三角垫层(2)行车道板做成斜面(3)墩台顶部设置横坡。
3.不等跨连续拱桥可采用哪些措施来减少不平衡推力?
答:(1)采用不同的矢跨比;当跨径一定时,推力大小与矢跨比成反比。在相邻两孔中,大跨径采用较陡的拱,小跨径采用较坦的拱,使相邻孔在恒载作用下的不平衡推力尽量减小。
(2)采用不同的拱脚标高。
(3)调整拱上建筑的恒载重量。大跨径采用轻质的拱上填料或空腹式拱上建筑,小跨径采用重质拱上填料或实腹式拱上建筑,以改变恒载重量来调整拱桥的恒载水平推力。
(4)采用不同类型的拱跨结构。
4.简述杠杆原理法与刚性横梁法的基本假定和适用场合?
答:杠杆原理法基本假定:⑴忽略主梁之间横向结构联系作用,即假设桥面板在主梁梁肋处断开 ⑵按沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。适用范围:⑴用于计算多肋梁桥的支点的荷载横向分布的Mo⑵近似计算中间无横梁的跨中支点的Mc、Mo
刚性横梁法又称“偏心压力法”。 基本假定: (1)横隔梁刚度无限大,在车辆荷载作用下,横隔梁全长呈直线变形。(2)忽略主梁的抗扭刚度,即不考虑主梁对横隔梁抗扭的贡献。适用范围:适用于桥型是具有坚实可靠的横向联接,且桥的宽跨比小于或接近0.5的窄桥,适用于跨中截面。
5.荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化在实际中如何处理?
答:对于无横隔梁或者仅有一根横隔梁的情况,跨中部分可采用不变的横向分布系数,在离支点1/4起至支点的区段内按线性关系过度,对于有横多根横隔梁的情况,在第一更横隔梁起至支点的区段内按线性关系过度。在实际应用中,当计算简支梁的跨中弯矩时,一般可不考虑荷载横向分布系数的变化,均按不变化的来处理。
6.何谓次内力?预应力混凝土连续梁桥次内力引起的原因?(在超静定预应力混凝土梁桥中,有哪些因素会使结构产生
二次力?)
答:次内力:超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下,结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形,所以在结构多余约束处产生多余的约束力,从而引起结构附加内力,这部分附加内力一般统称为次内力。
外部因素:有预加力、墩台基础沉降、温度变形等;内部因素:有混凝土材料的徐变与收缩、结构布置与配筋形式等。
7.按结构体系分,桥梁可分为哪四种基本体系。各种类型的受力特点是什么?
答:按结构体系划分,有梁式桥、拱桥、刚架桥、缆索承重桥(即悬索桥、斜拉桥)等四种基本体系。
梁式桥:梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。
拱桥:主要承重结构是拱肋或拱圈,以承压为主。
刚架桥:由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用,整个体系是压弯构件,也是有推力的结构。
缆索桥:它是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
8.试述杠杆法计算荷载横向分布系数的原理和方法。
答:杠杆法计算横向分布系数的原那是把栈隔梁(或桥固板)视为两端简支于主梁上的简支梁。当桥土有车辆荷载作用时,利用结构力学力法计算出的简支梁的支承反力,就是车辆荷载分给下面主梁的荷载值。?
9.拱桥拱轴线主要有那几种形式?各对应哪种荷载模式?
答:拱轴线分为圆弧线、悬链线和抛物线。
圆弧拱轴线:等静水压力;
抛物线拱轴线:均布荷载;
悬链线:与竖坐标成比例的荷载。
10.梁式桥的主梁截面型式主要有哪几种?各适用什么场合?
答:板式截面、肋梁式截面、箱型截面。
11.计算荷载横向分布系数的方法主要有哪几种?
答:1.杠杆法;
?2.梁格法,包括刚性横梁法(也称偏压法)以及修正刚性横梁法(修正偏压法)、弹性支承连续梁法;
3.梁系法,包括铰接板法、刚接板法、铰接梁法、刚接梁法;
4.板系法,如比拟正交异性板法(G-M法);
5.增大系数法(弯矩增大15%,剪力增大5%)等。
12.拱桥的施工方法主要有哪几种?
答:① 就地浇筑法② 预制安装法 ③ 转体施工法
13.桥梁的桥面构造包括那些部分,任选其中两个部分说明其作用。
答:桥面构造包括桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明。
桥面铺装作用是保护桥梁主体结构,承受车轮的直接磨损,防止主梁遭受雨水的侵蚀,并能对车辆集中荷载起一定的分布作用。
伸缩缝为了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示自由变形。
14.简述矢跨比与拱圈内力的关系。(矢跨比的大小对拱桥结构的影响?)
答:① 拱桥的水平推力与垂直反
力之比值,随矢跨比的减小而增大。
② 当矢跨比减小时,拱的推力增大,反之则水平推力减小。
③ 无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大。
15.为什么说拱桥的主拱的矢跨比是拱轴设计中的主要参数之一?
答:① 拱桥的水平推力与垂直反力之比值,随矢跨比的减小而增大。
??② 当矢跨比减小时,拱的推力增大,反之则水平推力减小。
??③ 无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大。
??④ 拱的矢跨比过大使拱脚段施工困难。
? ⑤ 矢跨比对拱桥的外形及周围景观的协调产生影响 。
16.斜拉桥拉索布置的方式及优缺点。
(按照拉索平面数量和布置形式,斜拉索可以分为哪几种?)
答:(1) 双垂直平面拉索;(2) 双斜面拉索;(3) 单平面拉索
17.主拱合拢宜在高温下还是低温下合拢,为什么?
(何谓合拢温度?)答:合拢温度是指主拱圈合拢时的温度。
(当桥位平均温度大于或小于施工合拢温度时,拱桥轴线各有什么变化?主拱各承受何种附加内力?)
答:桥位平均温度大于施工合拢温度时,拱轴线伸长,拱内产生压力,拱顶出现负弯矩,拱脚出现正弯矩。桥位平均温度小于施工合拢温度时,拱轴线缩短,拱内产生拉力,拱顶出现正弯矩,拱脚出现负弯矩。
18.何为五点重合法?为什么空腹式拱桥常采用“五点重合法”来确定悬链线拱的拱轴系数?
答: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拱轴线完全重合的方法。
空腹式无铰拱桥采用“五点重合法”确定的拱轴线,与相应的三铰拱的恒载压力线在拱顶、两l/4点和两拱脚五点重合,而与无铰拱的恒载压力线实际上并不存在五点重合关系。由于拱轴线与无铰拱恒载压力线的偏离,在拱顶、拱脚都产生了偏离弯矩,拱顶偏离弯矩为负,拱脚偏离弯矩为正,恰好与这两截面控制弯矩的符号相反。这说明,空腹式无铰拱桥采用“五点重合法”确定的悬链线拱轴线,其偏离弯矩对拱顶、拱脚都是有利的。
19.什么是拱桥的联合作用和连拱作用?
(什么是联合作用?其大小与拱上建筑结构的类型存在什么样的关系?)
答:联合作用是指拱上建筑与主拱圈共同承担荷载的作用,其大小与拱上建筑结构类型的关系:
?① 当拱上建筑为腹拱时,联合作用较大;当拱上建筑为梁板时,联合作用较小。
?② 当腹拱圈、腹拱墩对主拱的相对刚度越大,联合作用越大。
?③ 腹拱越坦,其抗推刚度越大,联合作用越大。
?④ 拱脚与四分之一跨的截面
联合作用较拱顶大。
(什么是连拱作用?多跨拱桥连拱受力特点?如何考虑连拱作用的影响?)
答:考虑各孔拱跨结构与桥墩一起的共同作用称为连拱作用。
多跨拱桥连拱受力特点:多跨拱桥在荷载作用下,各拱墩结点会产生水平位移和转角。
当桥墩抗推刚度与拱圈抗推刚度之比小于37时,考虑连拱作用,影响最大为加载孔越远越小,根据精度要求,确定计算孔数,一般3至5孔。
20.装配式梁桥与整体式梁桥相比有哪些优缺点?
(梁桥施工有那两大类?各自的特点是什么?)
答:梁桥的施工方法有就地浇筑法和预制安装法两大类
就地浇筑法的优缺点:
优点:它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地,梁体结构中横桥向的主筋不用中断,故其结构的整体性能好。
缺点:支架需要多次转移,使工期加长,全桥多跨一次性立架,则投入的支架费用又将大大增高。
预制安装法的优缺点:
优点:桥梁的上、下部结构可以平行施工,使工期大大缩短;无需在高空进行构件制作,质量容易控制,可以集中在一处成批生产,从而降低工程成本。
缺点:需要大型的起吊运输设备,此项费用较高。由于在构件与构件之间存在拼接纵缝;显然,拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。
21.混凝土简支T梁桥为什么要设置横隔板,其作用是什么?
(横隔板的作用?为何端部横隔板厚度较大?横隔板为何留有方孔?)
答:横隔梁在装配式T形梁中起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性愈好,在荷载作用下各主梁就能更好的协同工作。在箱梁中的基本作用是增加截面的横向刚度,限制畸变。端部横隔板还肩负着承受和分布较大支承反力的作用所以厚度较大。留有方孔为了减轻桥梁的自重。
22.梁式桥的主要截面型式有哪三种?分别简述一下各自的适用跨径范围?
(钢筋混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何?现行标准设计有哪些跨度?)
答:钢筋混凝土T形、I形截面简支梁桥标准跨径不宜大于16m,钢筋混凝土箱形截面简支梁标准跨径不宜大于25m,钢筋混凝土箱形截面连续梁标准跨径不宜大于30m.预应力混凝土T形、I形截面简支梁标准跨径不宜大于50m。
23.斜拉桥主梁的施工方法和特点有哪些?
答:大体上可分为顶推法、平转法、支架法和悬臂法;悬臂法分悬臂浇筑法和悬臂拼装法。
(1)悬臂拼装法
悬臂拼装法主要用在钢主梁(桁架梁或箱形梁)的斜拉桥上。钢主梁一般先在工厂加工制作,再运至桥位处吊装就位。钢梁预制节段长度应从起吊方便施工考虑,一般以布置1~2根斜拉索和2~4根横梁为宜,节段与
节段之间的连接分全断面焊接和全断面高强螺栓连接两种,连接之后必须严格按照设计精度进行预拼装和校正。常用的起重设备有悬臂吊机、大型浮吊以及各种自制吊机。这种方法的优点是钢主梁和索塔可以同时在不同的场地进行施工,因此具有施工快捷和方便的特点。
(2)悬臂浇筑法
悬臂浇筑法主要用在预应力混凝土斜拉桥上。其主梁混凝土悬臂浇筑与一般预应力混凝土梁式桥的基本相同。这种方法的优点是结构的整体性好,施工中不需用大吨位悬臂吊机和运输预制节段块件的驳船;但是不足之处是在整个施工过程中必须严格控制挂篮的变形和混凝土收缩、徐变的影响,相对于悬臂拼装法而言其施工周期较长。
24.简述一下桥面连续与连续梁桥的区别。
答:桥面连续:对于多跨简支梁(板)桥,在施工中采用的连续措施,减少桥墩处桥面的断缝道数,使桥面连续为一体的结构处理措施。桥面连续就是上部构造利用钢筋混凝土结合在一起,变成一个整体结构。桥面连续实际就是桥面铺装的一部分,即在梁缝位置铺装加强段。
连续梁桥:两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少。
25.何谓连拱作用?连拱作用对主拱和桥墩受力有何影响?连拱作用简化计算图式?
答:1、多孔拱桥由于相邻跨的影响,使得墩顶发生变形,墩顶变形将在拱肋中引起附加内力,这种现象称为连拱作用。(2分)
2、按连拱计算时,拱中水平力比按固定拱计算的小(1分),控制设计的拱脚负弯矩和拱顶正弯矩比按固定拱计算的大;而桥墩的内力比按固定拱计算的小。(1分)
3、(1)当/,拱的抗推刚度较大,拱对墩有较大的约束作用,阻碍墩顶转动。拱墩结点采用固结图式,假定结点转角为零(2分)。(2)当,将墩顶视为铰接,假定拱脚转角为零(2分)。(3)当,墩的抗推刚度大,拱圈不能控制墩顶转动,假设墩顶为铰接状态。
26.主拱圈截面型式有哪些?各有何特点?
答:主拱圈型式有:板拱、板肋拱、肋拱、箱形板拱、箱形肋拱、双曲拱
板拱:主拱圈采用实心矩形截面,可分为石板拱、混凝土板拱和钢筋混凝土板拱,是中小跨径拱桥的常见截面型式。
板肋拱:拱圈由板和肋组成的拱桥,有石砌和混凝土板拱,可节省材料,减轻重量。
肋拱:用两条或多条平行的肋作为主拱圈的拱桥,为保证其横向稳定性和整体性,需在肋间设置足够数量和刚
度的横系梁。拱肋质量轻,恒载内力小,具有较好的经济性。
箱形板拱和箱形肋拱:截面挖空率大,可节省大量体积,减轻质量,能较好的适应各截面正负弯矩变化的需要,整体性好,抗扭刚度大。
双曲拱:在纵横向均成拱形,进行预制装配,但整体性差,存在安全隐患。
27.钢管混凝土拱桥有哪些特点?
答:(1)钢管砼复合体具有强度高、延性好、质量轻、耐疲劳、抗冲击等。
(2)与钢筋砼比,钢管砼省去支模、拆模等工序。
(3)钢管相当于钢筋,具有纵向钢筋和横向箍筋的作用,既能受压又能受拉。
(4)钢管在施工阶段可起劲性骨架的作用。
(5)与钢筋砼比,钢管砼可节省材料约50%。
28.简述计算实腹式拱拱轴系数的步骤。
答:1. 假定拱轴系数
2 .计算或查表确定拱脚水平倾角的余弦值
3. 计算拱脚和拱顶的恒载集度,并得到新的拱轴系数
4.比较新的拱轴系数与假定的拱轴系数,如差别较大,则以新的拱轴系数为假定值,返回到第2步重新计算,如满足要求,则结束。
29.列举桥梁设计车辆荷载及其对应的验算荷载名称。
30.简述连拱作用对拱与墩的内力的影响。
31.简述圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱为理想拱轴线时所对应的荷载分布情况。
32.如何布置空腹式拱上建筑。
33.梁、拱两种体系分别的承重结构是什么?其主要受力特点是什么?
六、论述题
1.试述梁式桥与拱式桥各自的特点与区别。
答:梁式桥:是指其结构在垂直荷载作用下,其支座仅产生垂直反力,而无水平推力的桥梁。梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。梁式桥可分为简支梁式桥、连续梁式桥、悬臂梁式桥。主要受弯。
拱式桥:用拱作为桥身主要承重结构的桥。拱桥主要承受压力,故可用砖,石,混凝土等抗压性能良好的材料建造。大跨度拱桥则可用钢筋混凝土或钢材建造,可承受发生的力矩。拱桥按结构可分为实腹拱, 空腹拱,桁架拱,无铰拱,双铰拱,三铰拱等。主要受压。
2.当采用有支架施工拱桥时,拱架为什么要设置预拱度,设置时应考虑哪几方面的因素?
(拱桥有支架施工的设备和拱架有哪些?其预拱度的设置需考虑哪些因素、应该如何卸落拱架? )
答:拱桥有支架施工的设备是常备式设备,由角钢制成的杆件、节点板和螺栓等。
拱架有木拱架和钢拱架等。预拱度的设置需考虑(1)拱圈自重产生的拱顶弹性下沉(2)拱圈温度变化产生的拱顶弹性下沉(3)桥墩、台水平位移产生的拱顶下沉(4)拱架在承重后的弹性及非弹性变形(5)支架基础在受载后的非弹性下沉量。
拱圈达到一定强
度后,按照一定程序卸落拱架。
3.为什么大跨径连续梁桥多数采用变高度梁?
答:(1)大跨度连续梁桥恒载内力占得比重比较大,选用变高度梁可以大大减少跨中区段因恒载产生的内力;
(2)变高度梁符合内力分布规律;
(3)采用悬臂法施工时,变高度梁又与施工的内力状态相吻合;
(4)从美学观点出发,变高度梁比较有韵律感,特别是位于城市中的桥梁。
4.为什么大跨径预应力混凝土梁桥常采用箱形截面?
(箱形截面在连续梁、连续刚构中广泛应用的原因?)
答:箱形截面的整体性强,它不但能提供足够的混凝土受压面积,而且由于截面的闭合特性,抗扭刚度很大,因而是大跨径悬臂梁桥常用的截面形式。
5.试述如何确定空腹式悬链线拱桥的拱轴系数。
答:五点重合法:使悬链线拱轴线接近其恒载压力线,即要求拱轴线在全拱有5点(拱顶、拱脚和1/4点)与其三铰拱恒载压力线重合。
7.试述桥梁立面布置设计内容。试述主拱内力调整的方法。
8.试述用顶推法施工多跨连续梁的过程。
9.列出桥墩计算中应考虑的恒载和可变荷载有那些。
10.当拱桥的桥面标高确定后,如何确定起拱线标高和基础底面标高?
11.简述空腹式无铰拱桥拱轴系数m的确定方法和步骤。
12.确定拱的矢跨比时应考虑哪些因素?
六、计算题
1、计算简支梁的边梁(或2#梁)在汽车荷载作用下横向分布系数mcq的值。(按刚性横梁法)(各片主梁抗弯刚度均为I)
2、一孔简支粱桥跨径为30m,纵向均匀设置5道横隔梁,桥面净空:净-7+2×1.0米人行道,横截面如下图所示。
(1)用偏心压力法计算在公路—Ⅱ级荷载作用下1#主粱汽车荷载横向分布系数。(7分)
(2)、绘出弯矩横向分布系数沿主粱长度的变化图(3分)
如图所示为T梁翼板所构成的铰接悬臂板。荷载为公路-Ⅰ级。不计恒载作用。
(1)、试计算铰接悬臂板根部的荷载有效分布宽度。(已知公路-Ⅰ级重车后轮着地长度为a2=0.20m,b2=0.60m)(4分)
(2)、每米宽板条上的弯矩和剪力值。
4、写出无铰拱在不计弹性压缩和偏离弯矩影响下主拱圈任意截面的恒载内力表达式。
5、某钢筋混凝土拱桥,合龙温度为15℃,年均最高气温为40℃,年均最低气温为5℃,混凝土收缩可等效为温度降低10℃,试计算考虑混凝土收缩徐变后,该拱桥实际的温度升降值。
6、某抛物线拱桥,计算跨径=60m,计算矢高f=10m,弹性中心距拱顶距离=0.15f,试计算降温15℃在拱顶截面产生的弯矩。已知拱圈线膨胀系数为0.00001,弹性中心的常变位值为、、。
7、某拱桥恒载水平推力为
,弹性压缩引起的水平推力为(在弹性中心处)。写出由和引起的拱脚弯矩和轴力计算表达式(计算跨径,计算矢高,弹性中心距拱顶距离,拱脚处拱轴线倾角)。
8、抛物线拱轴线方程,弹性中心,试求在弹性中心处作用一水平推力H=2000KN(压力),在拱顶、拱脚截面产生的弯矩和轴向力值。(不计弹性压缩和轴线偏离)。。
解:
拱顶截面:N=H=2000kN(3分),
M=-ys×H=-0.22×10×2000=-4400kN.m(2分)
拱脚截面:N=2000×=2000×=1562kN(3分)
弯矩:M=-H×y=-2000×(ys-f)=-2000×(0.22f-f)=15600kN.m(2分)
某钢筋混凝土拱桥,计算跨径,计算矢高,拱轴系数,采用三段预制吊装。据调查,该桥位处年平均最高温度34℃,年平均最低气温-2℃,设计合拢温度为14℃,线膨胀系数,由于受到预制场和施工场地的影响,工期被迫推迟,实际合拢温度为20℃,(不计混凝土收缩徐变影响)。假定弹性中心。(结果用符号表示),请通过计算说明合拢温度升高对拱桥的受力是有利还是不利?
1) (2分)
2)合拢温度由14℃时变为20℃,则温升的减小6℃,减小的内力为
(1分)
(1分)
温降增加6℃,增加的内力为
(1分)
(1分)
(1分)
3)温升效应对主拱控制截面受力有利,温降不利。合龙温度提高后,温降产生的附加内力比原来高,温升产生的附加内力比原来小。所以和龙温度升高对拱桥受力不利。(2分)
某实腹式拱桥,在结构自重作用下(不计弹性压缩),其压力线与拱轴线刚好重合。已知结构重力在L/4处的合力矩为,,,试计算该拱圈在L/4处的水平推力、轴向力和弯矩值。
解:
(4分)
(3分)
(3分)
简支梁桥跨径为30m,纵向均匀设置5道横隔梁,桥面净空:净-7+2×1.0m人行道,横截面如下图所示。
(1)、用偏心压力法计算在公路—Ⅱ级荷载作用下1#主梁汽车荷载横向分布系数。(7分)
(2)、绘出弯矩横向分布系数沿主梁长度的变化图(3分)