西南交通大学-桥梁工程概论-课程习题讲解

西南交通⼤学-桥梁⼯程概论-10-第⼋章2节-其它桥型-拱桥第⼋章其它桥型本章主要内容第⼀节预应⼒混凝⼟连续梁及连续刚构桥第⼆节拱桥第三节斜拉桥第四节悬索桥第⼆节拱桥本节主要内容⼀、拱桥概述⼆、拱桥基本组成及分类三、拱桥设计简介四、其它类型的拱桥五、拱桥施⼯简介⼀、概述⼀、拱桥概述拱桥－以拱为承重结构的桥梁反⼒－在竖向荷载作⽤下，拱的两端⽀承处除有竖向反⼒外，还有⽔平推⼒受⼒性能－拱主要承受压⼒，⽽弯矩、剪⼒较⼩圬⼯拱桥－可以利⽤抗拉性能较差⽽抗压性能较好的圬⼯材料（⽯料、混凝⼟、砖等）来建造拱桥其他材料建造的拱桥－钢筋混凝⼟拱桥，钢管混凝⼟拱桥和钢拱桥关键技术－施⼯(拱架施⼯法，缆索吊装施⼯、⽆⽀架施⼯、转体施⼯以及劲性⾻架施⼯等技术)⼀、拱桥概述拱桥梁桥VS拱桥与梁桥外形不同，拱桥在竖向荷载作⽤下在⽀承处除了竖向⼒外，还有⽔平⼒的产⽣，使得拱内的弯矩⼤⼤减⼩。

拱肋中主要是受压的轴⼒。

拱肋截⾯受压，可以充分发挥全截⾯材料的性能，从⽽能较⼤地⾼跨越能⼒。

相对于梁式和索式结构，拱桥的变形较⼩，⾏车条件好。

⽔平推⼒的存在使得拱桥对基础条件的要求较⾼。

拱桥的特点克服⽔平推⼒的措施拱桥－由桥跨结构（上部结构）和下部结构组成1—主拱圈；2—拱顶；3—拱脚；4—拱轴线；5—拱腹；6—拱背；7—栏杆；8—⼈⾏道块⽯；9—伸缩缝；10—侧墙；11—防⽔层；12—填料；13—桥⾯；14—桥台；15—基础；16—盲沟；17—锥坡；L 0—净跨径；L —计算跨径；f 0—净⽮⾼；f —计算⽮⾼；f /L —⽮跨⽐1.拱桥的基本组成（1)实腹拱桥组成L:L0:f0:f:（2)空腹拱桥组成下部结构（墩台基础）上部结构（拱肋）上部结构（拱上建筑－⽴柱）上部结构（拱上建筑－桥⾯板）（2)空腹拱桥组成公路空腹拱桥2.拱桥的分类(1)根据⾏车道位置划分下承式中承式上承式桥⾯与受⼒结构（拱）的位置关系上承拱－构造简单，⾏车视野开阔，⼴为采⽤。

课程名称：《桥梁工程概论》设计题目：预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计院系：专业：学号：姓名：元芳指导教师：联系方式：西南交通大学峨眉校区2012年6 月 2 日课程设计任务书专业0 姓名学号开题日期：2012-5-15完成日期：2012-6-3题目：预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计一、设计的目的通过本次预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计，掌握并巩固课堂所学知识二、设计的内容及要求设计内容：1、计算桥面板内力（最大弯矩和剪力）；2、计算主梁内力（跨中弯矩和剪力及支座处最大剪力），进行强度检算；要求：1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求，形成电子文档，并打印成文本上交，同时电子文档也须上交。

2、本课程设计期末考试时必须交三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章设计资料 (4)1.1 设计资料 (4)第二章主要尺寸拟定 (4)2.1 尺寸拟定 (4)第三章行车道板的计算 (9)3.1 桥面板恒载计算 (9)3.2 铰接板的内力计算 (10)第四章主梁内力计算 (8)4.1 求横向分布系数 (8)4.2 主梁内力计算 (11)第五章荷载效应组合.............................................................. 错误！未定义书签。

5.1 承载力极限状态设作用效应组合................................ 错误！未定义书签。

5.2 正常使用极限状态设作用效应组合............................ 错误！未定义书签。

第六章截面验算 (23)6.1 持久状况承载能力极限状态计算 (23)6.2 持久状况正常使用极限状态计算 (23)6.3 挠度验算 (24)第七章设计小结 (23)325/kN m 12.14/kN m 324/kN m 323/kN m 26.1p L m=23.5/kN m 43.4510c E MPa=⨯一、设计资料1、计算跨径：2、设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载人行道重力：预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸：行车道宽度为 8.5m ，人行道宽度为 0.75m ，每片梁行车道板宽2.00m4、行车道板间连接形式：刚性连接3、铺装层及其各项指标：桥面铺装层外边缘处为2cm 的沥青表面处治（重力密度 ）和6cm 厚的混凝土三角垫层（重力密度 ），桥面横坡 1.5%4、其他数据：弹性模量5、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004）8、设计方法：承载能力极限状态法二、主要尺寸拟定① 主梁高度公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11～1/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/15～1/25，随跨度增大而取较小值,本课程设计采用1350mm 的主梁高度② 梁肋厚度常用的梁肋厚度为15cm - 18cm ，视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。

一、填空题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，桥梁可划分为梁桥、拱桥、悬索桥以及组合体系。

3)桥跨结构在温度变化、混凝土的收缩和徐变、各种荷载引起的桥梁挠度、地震影响、纵坡等影响下将会发生伸缩变形。

4)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。

5)作用代表值包括标准值、准永久值、频遇值。

6)桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径的确定、桥梁的分孔、桥面的标高及桥下净空、桥上及桥头引导纵坡的布置。

7)桥台的常见型式有重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台和框架式桥台等。

8)公路桥面构造包括桥面铺装、防水和排水系统、桥面伸缩装置、人行道及附属设施等。

9)悬索桥主要由桥塔、锚碇、主缆和吊索等组成。

10)重力式桥墩按截面形式划分，常见的有矩形、圆形、圆端形和尖端形等。

11)常见的轻型桥台有薄壁轻型桥台、支撑梁轻型桥台、框架式轻型桥台、组合式轻型桥台等。

12)设计钢筋混凝土简支T梁，需拟定的主要尺寸有梁宽、梁高、腹板厚度、翼缘板厚度。

13)柱式桥墩的主要型式主要有独柱式、双柱式、多柱式和混合式。

14)明挖扩大基础的稳定性验算包括倾覆稳定性验算和滑动稳定性验算。

15)桥梁支座按其变为的可能性分为活动支座和固定支座。

16)支座按其容许变形的可能性分为固定支座、单向支座和多向支座。

17)常用的重力式桥台有 U形桥台、埋置式桥台、八字式桥台、一字式桥台等。

18)桥梁的主要组成部分包括桥墩、桥台及桥跨结构等。

19)桥梁设计一般遵循的原则包括安全性、适用性、经济性、先进性和美观等。

20)荷载横向分布影响线的计算方法主要有：杠杆原理法、偏心压力法、铰接板法、比拟正交异性板法。

21)通常将桥梁设计荷载分为三大类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载。

22)公路桥梁设计汽车荷载分为公路-I级、公路-II级两个等级，它包括车道荷载和车辆荷载，其中车辆荷载用于桥梁结构的局部加载和桥台验算。

桥梁工程概论综合题作业一、基本分析题1.对下表左列的各桥梁结构型式，选择右列（用箭头线连接）你认为合理的一种施工方法。

（10分）桥梁结构形式桥梁施工方法多跨装配式简支梁桥有支架施工石拱桥（吊机、架桥机等）架梁法三跨预应力混凝土连续梁桥悬臂灌注法钢管混凝土拱桥悬臂拼装法钢斜拉桥缆索吊装施工2.对下表左列的各桥梁工程背景，选择右列（用箭头线连接）中你认为最主要和最合适的桥梁施工装备。

（10分）工程背景桥梁施工装备悬臂施工钢箱梁斜拉桥骑缆吊机装配式简支梁桥面吊机悬索桥挂篮悬臂施工混凝土连续梁缆索吊装系统装配式混凝土拱桥架桥机3.欲在高速公路上修建一座主跨200m、墩高50m的预应力混凝土连续刚构公路桥，请从下面选出10个和此桥梁设计、构造和施工相关的词汇。

（少选或多选一个扣1分）斜拉索、预应力钢绞线、吊杆、锚具、弦杆、矢跨比、联结系、高跨比、护栏、有支架就地灌注施工、等截面梁、变截面梁、明桥面、挂篮、横隔板、锚碇、翻模施工、索塔、临时固结、肋板式截面、合龙段、挡碴墙、人行道、箱形截面。

二、案例分析题案例分析题1：包头高架桥倾斜坍塌事故（10分）2007年10月23日晚，丹（东）拉（萨）高速公路包头出口处高架桥的一跨发生整体倾斜坍塌。

见图1、2。

该桥限载35吨，而当时行驶在高架桥上的三辆拉运钢板的半挂牵引重型货车均超载100余吨。

图1 事故现场图2 鱼腹梁及Y形桥墩（1）整体倾斜的桥跨结构采用的是鱼腹式钢箱梁，其余桥跨采用的是鱼腹式混凝土梁。

结合专业知识，在桥宽、车辆活载相同的前提下，对比钢梁和混凝（2）在桥梁结构的设计验算中，最重要的四个环节是结构的强度、刚度、稳定性和耐久性。

事故反映出该桥在使用中在上述四个环节中的环节出现了问题。

（1分）（3）从事故现场的照片可见，该桥桥面较宽，采用Y形桥墩，桥墩上支座横向距主梁边缘较远（悬臂长度较大）。

试根据图1、2绘制一张断面示意图，图中包括鱼腹梁、Y形墩、墩顶支座及最有可能导致桥跨倾斜的车辆活载作用位置，并据此分析桥梁发生事故的可能原因。

西南交通大学《桥梁工程》期末终极复习（打印版）一、名词解释1. 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用2. 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。

3. 预拱度：为了避免桥梁在使用过程中由于荷载而产生变形影响美观或其功能，在施工时预设与荷载变形相反方向的挠度，称为预拱度。

4. 横向影响线：所谓横向分布影响线是指p=1在梁上作横向移动时，某主梁在同一纵坐标上所分配到的不同荷载作用力。

6. 桥梁高度：是指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。

7. 横向分布系数：当把荷载按横向最不利位置布置在荷载横向影响线上，求得各片主梁分配到的横向荷载的最大值为mo，此mo表示主梁在横向分配到的最大荷载比例，即称为荷载横向分布系数。

8. 内力包络图：沿梁轴的各个截面处，将所采用的计算内力值按适当的比例绘制成纵坐标，连接这些坐标点而得到的曲线图即为内力包络图。

9. 截面效率指标：截面上、下核心距与梁高的比值二、填空题（每空1分，共14分）1. 拱桥与梁桥的最大区别，是拱桥在竖向荷载作用下，拱脚产生水平推力，因而拱圈内弯矩和剪力要小得多，而轴力很大，截面以受压为主，可以充分利用抗压性能较好材料。

2．板式橡胶支座靠剪切变形提供梁体水平位移，靠不均匀弹性压缩提供梁体转角位移。

3．悬臂板桥两悬臂端与路提衔接应设搭板，使行车平稳顺畅。

4．横隔梁肋宽宜做成上宽下窄，内宽外窄，其原因是便于脱模。

5．双曲拱桥的主拱圈由拱肋、拱板、拱波和横向连系组成。

6．拱桥按横断面形式分板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥和箱形拱四种。

7. 对拱桥而言，净矢高指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，计算矢跨比指桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它是反应拱桥受力特性的一个重要指标。

西南交通大学土木工程201 x级桥梁工程课程设计一一预应力混凝土简支梁桥设计计算书姓名：学号：班级：指导教师：二O—X年X月第1章设计依据....................................... 错误!未定义书签。

1」设计规范 ...................................... 错误!未定义书签。

1.2方案简介及上部结构主要尺寸..................... 错误!未定义书签。

13基本参数....................................... 错误!未定义书签。

131设计荷载：................................. 错误!未定义书签。

132跨径及桥宽................................. 错误!未定义书签。

133主要材料................................... 错误!未定义书签。

134材料参数................................... 错误!未定义书签。

1.4计算模式及主梁内力计算采用的方法............... 错误!未定义书签。

1.4.1计算模式.................................. 错误!未定义书签。

1.4.2计算手段.................................. 错误!未定义书签。

1.5计算截面儿何特征 (7)第2章荷载横向分布系数计算 (8)2.1梁端的荷载横向分布系数计算 (9)2.2主梁跨中的荷载横向分布系数计算 (10)2.3计算成果汇总 (13)第3章边梁内力计算.................................. 错误!未定义书签。

3.1计算模型 (14)3.2恒载作用效应计算 (15)3.2.1恒载作用集度 (15)3.2.2恒载作用效应 (15)3.3活载作用效应 (15)331冲击系数和车道折减系数 (16)332车道荷载及车辆荷载取值 (17)333活载内力计算 (17)3.4活载作用效应 (20)341承载能力极限状态下荷载效应组合（考虑冲击作用） (20)3.4.2正常使用极限状态下荷载短期效应组合（不计冲击作用）错误!未定义书签。

第八章其它桥型本章主要内容第一节预应力混凝土连续梁及连续刚构桥第二节拱桥第三节斜拉桥第四节悬索桥本节主要内容一、总体布置、构造特点和设计概要二、施工概要三、设计计算概要第一节预应力混凝土连续梁桥及连续刚构桥引言连续梁桥与简支梁桥连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三孔简支梁桥VS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。

由于弯矩图面积的减小，跨越能力增大。

超静定结构，对基础变形及温差荷载较敏感。

行车条件好。

连续梁桥的体系特点引言连续梁与连续刚构均布荷载q连续梁桥均布荷载q均布荷载q三跨连续梁桥三跨连续刚构桥VS恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近； 桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；弯矩图面积的小，跨越能力大，在小跨径时梁高较低； 超静定次数高，对常年温差、基础变形、日照温均较敏感；连续刚构桥的体系特点平面布置方式：¾正交¾斜交¾单向曲线¾反向曲线联－连续梁由若干梁跨（通常为3∼8跨）组成一联，每联两端设置伸缩缝，整个桥梁可由一联或多联组成。

连续梁桥平面布置示例（1）分跨的选择布置原则：减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求。

等跨布置不等跨布置VS¾适用于中小跨度连续梁。

¾边跨与中跨之比L1/L 一般为0.5～0.8（过大，过小的不利情况)（2）梁高的选择等高度连续梁等截面连续梁变高度连续梁变截面连续梁¾梁高不变。

具有构造、制造和施工简便的特点。

适用于中等跨度（40∼60m左右）的、较长的桥梁。

可按等跨或不等跨布置。

长桥多采用等跨布置，以简化构造，统一模式，便于施工。

¾更能适应结构的内力分布规律。

受力状态与其施工时的内力状态基本吻合。

梁高变化规律可以是斜（直）线、圆弧线或二次抛物线。

箱型截面的底板、腹板和顶板可作成变厚度，以适应梁内各截面的不同受力要求。

VS高跨比h/L (公路：跨中1/30～1/50；中支点1/16～1/25)。

第一章绪论1.桥梁的作用是什么？它是由哪几个主要部分组成的？各部分的主要作用是什么？桥梁是指供车辆和行人等跨越障碍（河流、山谷、还晚或其他路线等）的工程建筑物(跨越障碍的通道）。

桥梁由上部结构（包括桥跨部分和桥面构造，前者指直接承受桥上交通荷载的主体部分，后者指为保证桥跨结构能正常使用而需要的各种附属结构），下部结构（包括桥墩、桥台以及墩台的基础。

是支承上部结构、向下传递荷载的结构物）。

和支座组成（连接桥跨结构和桥梁墩台，提供荷载传递途径，适应结构变位要求），2.解释以下几个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑高度、桥渡。

桥梁结构相邻两支座间的距离L称为计算跨径对梁式桥，设计洪水位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平间距L0,称为桥梁的净跨径。

各孔径跨径之和称为总跨径。

对梁长，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，称为桥梁全长。

桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。

以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深谷、低洼地带的全部建筑物称桥渡3.按照力学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受力特点是什么？按受力特性分，桥梁可分为梁桥、拱桥、悬索桥三种梁桥中，梁作为承重结构，主要是以其抗弯能力来承受荷载的。

在竖向荷载作用下，其支座反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯剪，不承受轴向力。

拱桥的主要承重结构是具有外形的拱圈。

在竖向荷载作用下，拱圈主要承受轴向压力，但也受弯受剪。

在拱趾处支撑力除了竖向反力外，还有较大的水平推力悬索桥在在竖向荷载下，其索受拉，锚碇处会承受较大的竖向（向上）和水平（向河心）力第二章桥梁工程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么用途？桥梁净空（bridge clearance）包括桥面净空和桥下净空。

在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。

桥面净空指保证车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。

在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。