《桥梁工程概论》复习资料及答案

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（bridgeclearance）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。第三章桥梁的设计作用（荷载）1.桥梁设计作用（荷载）分为哪几类？各类作用（荷载）主要包括哪些作用力？2.解释以下几个术语：永久作用、可变作用、偶然作用、冲击力、车辆制动力、持久状态、偶然状况。永久作用（恒载）：指在基准期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比课忽略不计的作用，比如结构重力。可变作用：指在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比有不可忽略的作用偶然作用：指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其只很大且持续时间很短的作用，如地震力冲击力：列车、车辆活载对桥梁结构所产生的动力效应中，铅直方向的作用力称冲击力车辆制动力：是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地滑动摩擦力。持久状态：指桥涵使用过程中长期承受结构重力、汽车荷载等作用的情况。偶然状况：指桥涵使用过程中承受中承受临时性作用的状况3.制动力和牵引力各是怎样产生的？其大小、方向和作用点如何？车辆制动力：是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地滑动摩擦力。牵引力是指车辆在启动时为克服车辆阻力而在路面或轨道与车轮之间发生的滑动摩擦力。制动力和牵引力是墩台设计的重要荷载，是作用在桥上的纵向水平力，但两者的作用方向相反（制动力与行车方向一致，牵引力相反）。4.作用（荷载）效应的组合有什么原则？公路桥规的作用效应组合有哪几类？作用效应组合应只涉及到结构上可能同时出现的荷载，并以桥梁在或运营可能处于最不利受力状态为原则三类：持久情况短暂情况偶然情况第四章桥面构造1.公路桥面构造是由哪些部分组成的？各部分的作用是什么？公路桥面构造包括桥面铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、路缘石、栏杆、灯柱、安全护栏和伸缩装置公路桥面铺装，是车轮直接作用的部分。桥面铺装的功能在于：防止车辆轮胎直接磨耗属于承重结构的行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起到一定的扩散作用。排水防水系统作用：防止雨水积滞与桥面并渗入梁体而影响桥的耐久性伸缩装置作用：保证车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要栏杆：桥上保护行人的措施及现桥梁建筑艺术之处安全护栏：可以有效地保护高速行驶的车辆在意外事故中不致严重损坏桥梁设施，尽量减少车辆毁坏和人员伤亡。路缘石：公路中央分隔带上的路缘石起导向、连接和便于排水的作用人行道（安全带）：为保障行车和行人安全。灯柱：照明2.桥梁伸缩装置的作用是什么？现在常用的伸缩缝有哪些类型？伸缩装置作用：1、保证车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要2、保证在温度变化的情况下，桥梁热胀冷缩自由常用的有对接式伸缩装置、钢制支承式伸缩装置、组合剪切式橡胶伸缩装置、模数支承式伸缩装置、无缝式伸缩装置。3.为什么梁与梁之间要留梁缝？引起梁长变化的因素有哪些？桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变的影响下将会发生伸缩变形。为满足结构按照设计的计算图式变形，同时桥面又能保证车辆平顺通过，就要在相邻两梁端之间设置间隙温度变化是影响伸缩量的主要因素，混凝土的徐变与收缩，各种荷载引起的桥梁挠度、地震影响。纵波等都会引起梁长变化。第五章混凝土简支梁桥1.主梁有哪些截面型式？它们各有何优缺点？主梁按截面型式分为板桥、肋梁桥、箱梁桥板桥：构造简单，施工方便，建筑高度小，从其力学性质来看，位于受拉区的混凝土不但不能充分发挥作用，反而增大了结构重力，当板的跨径稍大时，就显得不经济。肋梁桥：它与桥四板结合在一起，节省了肋与肋之间受拉区的混凝土，减轻结构的重力，但抗扭能力弱箱梁桥：箱型梁因地板能承受较大压力，因此，它不仅能承受正弯矩，也能承受负弯矩。其整体受力性能好，箱壁很薄，能有效减轻重力，而且抗扭能力大，适用于大路径的悬臂梁桥、连续梁桥和斜拉桥2.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？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。3.铁路梁挡碴墙中为何要设置断缝？在铁路桥梁中，顺桥向内外侧挡碴墙高于梁顶面，在设计时控制梁顶面压应力不超过材料的允许压应力，因此，如果挡碴墙参与主梁共同工作，可能会使挡碴墙压应力超过材料的允许压应力，造成挡碴墙压碎（4分）。所以在挡碴墙上隔一定距离设置一道断缝，使挡碴墙不参与主梁共同工作。（1分4.钢筋混凝土简支梁的主要尺寸包括哪些？拟定时应考虑哪些问？1、梁高。取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素。标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性。2、梁肋厚度。取决于最大主拉应力和主筋布置要求，跨中区段可薄于支点区段，梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布置要求确定。3、上翼缘板尺寸。上翼缘板宽度取决于主梁间距，翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求，翼板厚度与梁高比。4、下翼缘尺寸。根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度确定。对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置。5.主梁的内力计算中，什么是荷载横向分布系数？常用的计算有哪些？荷载分布系数表示某根主梁所承担的最大荷载与轴重的比值常用的计算方法：扛杆原理法、刚性衡量法、修正的刚性衡量法、铰接板法、比拟正交异性板法。6.预应力混凝土梁同钢筋混凝土梁相比有哪些优缺点？优点：1、采用高强度钢筋，可节约一定的普通钢筋2、预加压应力可大幅度提高梁体的抗震性，并增加了梁的耐久性3、由于利用高标号混凝土，截面尺寸减少，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设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7.预应力混凝土梁中，有哪些与钢筋混凝土梁内不同类型的钢筋？它们的作用是什么？预应力筋分为纵向预应力筋，横向预应力筋，竖向预应力筋。纵向预应力筋抵抗纵向弯矩，横向预应力筋抵抗横向弯矩，竖向预应力筋抵抗竖向剪力。各自作用是:纵向预应力筋,对梁体结构纵向受弯和部分受剪提供抵抗力。横向预应力筋,对梁体结构横向受力提供抵抗横向弯曲内力,保证桥梁横向整体性，竖向预应力筋,对梁体结构受剪提供抵抗力,保证桥梁竖向整体性8.后张梁中，为什么预应力筋多在梁端附近弯起？为什么？原因：1、预应力筋用来抵抗外荷载产生的外局，而弯矩从跨中向两端逐渐变小，因此力筋位置可以适应这种变化而向上移动。2、从抗剪的角度，弯起可产生预剪力3、便于两端锚具布置。9.先张梁中，常采用哪些类型的预应力筋？公路车道荷载为什么需要进行纵向折减？设置桥梁纵坡的原因和目的是什么？先张梁中，常采用高强钢丝和钢绞线折减原因：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。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纵坡原因：一方面有利于排水，另一方面，则是桥梁立面布置所必需（10.为什么斜桥的斜交角不宜过大？斜桥的斜交角过大将使得：1）桥梁的跨度增大，提高造价；2）结构受力不合理；3）增加构造难度。第六章简支钢板梁和钢桁梁桥1．简述钢桥的特点和应用范围，钢桥的连接形式有几种？钢桥特点：1、桥梁构件特别适合用工业化方法来制造，便于运输，工地架设或安装速度快，施工工期较短2、在收到损伤后，已与修复和更换3、普通钢材的耐久性差，易锈蚀，铁路钢桥采用明桥面时噪声大，维护费用高，维护费用高，材料价格较高。应用范围：当要建造的桥梁跨度特别大，车辆荷载特别重，采用其他建筑材料建桥时有困难时，常采用钢桥连接方式：有铆接、焊接、和高强度螺栓连接（栓接）三种2.解释以下几个术语：水平纵向联结系、上平纵联、下平纵联、弦杆、腹杆、斜杆。在两片主桁对应的弦杆之间，加设若干水平布置的撑杆，并为主桁弦杆共同组成一个水平桁架，以承受水平力，这个水平桁架就叫做水平纵向联结系，也叫平纵联在上弦平面的平纵联称为上平纵联，在下弦平面的平纵联称为下平纵联弦杆：指桁架上、下外围的杆件桁架上弦杆和下弦杆之间的杆件称为腹杆斜杆是倾斜的腹杆3钢桁梁有哪些组成部分？钢桁桥由五部分组成：桥面、桥面系、主桁、连结系、和支座第七章桥梁支座、墩台与基础1.支座的作用主要表现在哪几个方面？连续梁桥的固定支座布置有何要求？它的作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够释放或约束由活载、温度变化、混凝土收缩与徐变所产生的变位（位移和转角），使上下部的实际受力情况符合设计。连续桥梁每联（由两伸缩缝之间的若干跨组成）只设一个固定支座。为避免梁的活动端伸缩量过大，固定支座宜布置在每联长度的靠中间支点处。但若该处蹲身较高，则应考虑避开，或者才去特殊措施，以避免该墩承受过大的水平力2.简述板式橡胶支座的工作原理。板式橡胶的活动机理：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角，利用其剪切变形实现水平位移。因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩擦力，橡胶板与墩台顶之间一般无需固定连接。3.何谓重力式桥墩？常用型式有哪些？重力式桥墩也称实体桥墩，他组要是靠自身的重力来平衡外力而保持其稳定，因此墩身比较厚实，可以不配筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。常用的形式有矩形墩，圆端形墩、圆形墩。4.桥台一般由哪几部分组成？重力式桥台一般由台帽、台身（前墙、胸墙、和后墙）及基础组成5.桥台常见的型式有哪些？各适用于何种条件？常见形式有重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台、组合式桥台重力式桥台：适合于石料来源丰富的桥梁工程轻型桥台主要用于公路桥梁框架式桥梁适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。6.常见的轻型桥台有哪些型式？有薄壁轻型桥台和支撑梁轻型桥台7.明挖扩大基础的需要进行哪些验算？桥梁支座的分类？基础验算的内容包括地基强度验算、基底合力偏心距验算，基础的整体稳定性（抗倾覆、滑移）验算。。对超静定桥梁结构还应进行地基沉降量验算，相邻基础沉降差，地基不均匀沉降验算。桥梁支座主要分为简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座一、单选1.桥梁总跨径是指多孔桥梁中各孔___________的总和。(A)A.净跨径B.计算跨径C.标准跨径D.经济跨径2.拱桥重力式桥墩中的制动墩的作用是(C)A.能承受较大的变形能力B.能承受较大的竖直力C.能承受单向较大的水平推力D.能承受较大的弯矩3.桥梁的建筑高度是指(B)A.桥面与墩底之间的高差B.桥面与桥跨结构最低边缘的高差C.桥面与地面线之间的高差D.桥面与基础地面之间的高差4.在计算荷载位于靠近主梁支点时的横向分布系数m时可偏安全的采用(C)A.偏心压力法B.铰接板法C.杠杆法D.修正偏心压力法5.单向板是指长宽比___________的周边支承桥面板。(A)A.大于２B.等于和大于２C.等于和小于２D.小于２6.拱桥的承重结构以___________为主。(B)A.受拉B.受压C.受弯D.受扭7.拱桥的拱轴线两端点之间的水平距离为(D)A.净跨径B.总跨径C.标准跨径D.计算跨径8.下列荷载中，属于永久作用的是(C)A.风荷载B.温度作用C.预加力D.流水压力9.软土地基、河道无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上的拱桥，其桥台宜采用(B)A.组合式桥台B.空腹式桥台C.齿槛式桥台D.背撑式桥台10.计算重力式桥台所考虑的荷载与重力式桥墩计算基本一样，不同的是，对于桥台尚要考虑(A)A.车辆荷载引起的土侧压力B.纵横向风力C.流水压力D.冰压力二、填空题1.桥梁下部结构中设置在桥两端的称为___桥台________，设置在桥中间部分的称为_____桥墩______。2.桥梁的三阶段设计包含____初步设计_______、技术设计和____施工设计_______。3.桥面铺装通常采用___水泥混凝土________、___沥青混凝土________和沥青表面处治等类型。。4.预制T梁常用的桥面板（翼缘板）横向连接有___焊接接头___和___湿接接头___两种方式。5.对于连续梁桥的支座布置，一般在每一联设置一个___固定支座________，其余墩台上均设置______活动支座_____。6.逐孔施工法可分为__落地支架_________和____移动模架施工_______两种。7.空腹式拱桥的腹孔墩主要有____横墙式_和__排架式_____两种。8.中承式拱桥的桥面系一部分用_____吊杆______悬挂在拱肋下，一部分用____立柱_______支承在拱肋上。9.在超静定拱中必须计算因______拱脚变位________、_____温度变化_________和混凝土收缩等因素产生的附加内力。10.柱式桥墩一般由基础之上的承台、_____柱式墩身______和_____盖梁______组成。三、名词解释1.桥下净空：指桥孔范围内，从设计通航水位（或设计洪水位）至桥跨结构最下缘的净空高度。桥下净空高度H不得小于因排洪所要求的，以及对该河流通航所规定的净空高度。2.悬臂浇筑法3.拱桥的净矢高：净矢高即拱顶下沿与拱脚间高差，用f0表示，计算矢高即拱轴线上拱顶与拱脚（起拱线）间高差，用f表示4.拱轴系数：5.重力式墩台：称实体桥墩，是靠自身的重力来平衡外力而保持其稳定，因此墩身比较厚实，可以不配筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。四、简答题1.桥梁的纵断面和横断面设计包含哪些内容？纵断面：结构体系、结构分跨、梁高选择及相应的下部结构和基础型式确定；横断面：依据桥梁跨度、宽度、梁高、支承体系、施工方法确定桥面宽度、桥面横坡、截面形式。2.连续刚构桥的受力特点是什么？上部结构任表现出连续梁特点，但必须计入由于桥墩受力以及混凝土收缩徐变和温度变化引起的变形对上部结构的影响；因桥墩具有一定柔度，与T形刚构桥相比，根部受弯小，而在墩梁结合处有刚架受力特点。3.桩柱式桥墩的盖梁应采用什么样的计算图式？4.不等跨连续拱桥可以采取哪些措施来减少相邻跨不平衡的恒载推力？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。5.混凝土梁桥的施工方法主要分为哪两种？各自有何优缺点？就地浇筑：无需预制场地，并且不需要大型吊运设备，梁体的主筋也不中断。工期较长，需要支架，施工质量不如预制容易控制；且，由于收缩与徐变引起的预应力损失也较大；预制安装：上下部结构可平行施工，工期较短；混凝土收缩徐变影响小，质量易于控制；有利于组织生产。需要设置预制安装场地和拥有必要的运输和吊装设备，预制块件之间需要连接和接缝处理。