桥梁工程问答题及答案

1、公路桥梁设计荷载有哪几类，荷载组合方式有哪几种，试说明。永久荷载，可变荷载，偶然荷载承载能力极限状态：基本组合，偶然组合正常使用极限状态：短期效应组合，长期效应组合2、公路桥梁上作用的各种荷载可归纳为哪三类？永久荷载，可变荷载，偶然荷载3、写出计算正常使用极限状态时，常见的几种荷载效应组合。作用短期效应组合和作用长期效应组合4、何为偶然荷载？桥梁工程中需考虑的偶然荷载有哪些？在结构的设计使用期内偶然出现（或不出现），其数值很大、持续时间很短的荷载有地震作用船舶漂流物的撞击作用汽车撞击作用5、何为可变荷载？汽车荷载所引起的影响力有哪些？在结构的设计使用期内，其值可变化且变化值与平均值相比不可忽略的荷载车辆重力标准值、前轴重力标准值、中轴重力标准值、后轴重力标准值、轴距。6、何为永久荷载？作用于桥梁的哪些荷载属于永久荷载？是指结构在使用期内其值不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载结构重力，预加应力，土的重力及土侧压力，混凝土收缩及徐变影响力，基础变位的影响力及水的浮力7、作用于桥梁的车辆荷载，其影响力有哪些？车辆重力标准值、前轴重力标准值、中轴重力标准值、后轴重力标准值、轴距8、箱形截面梁桥有哪些主要特点？为什么说它不宜使用于钢筋混凝土简支梁？答：除梁肋和上部翼缘板外，底部尚有扩展的底板，提供了能承受正负弯矩的足够的混凝土受压区。在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，且抗扭刚度也特别大，在偏心荷载作用下各梁肋受力较均匀。因此适用于较大跨径的悬臂梁桥、连续梁桥以及全截面参与受力的预应力混凝土简支梁桥。对普通钢筋混凝土简支梁桥来说，底板加大自重，不宜采用。9、简支梁桥为何通常要设置预拱度？如何设置？为了消除恒载和经常作用活载之长期效应产生的挠度,通常需要在桥梁施工时设置预拱度1)钢筋混凝土受弯构件a当由荷载短期效应组合并考虑长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的1/1600时,可不设预拱度。b.当不符合上述规定时则应设预拱度，预拱度值按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之各采用。汽车荷载的频遇值为汽车荷载的标准值的0.7倍，人群荷载的频遇值等于其标准值；预拱度的设置应按最大预拱值没顺桥向做成平顺的曲线。2）预应力混凝土受弯构件a.当预加应力产生的长期反拱值大于荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度。b.当预加应力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，应设预拱度，其值应按该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用。10、公路简支梁桥的主梁荷载横向分布系数为什么在跨中与支点取用不同数值？在计算主梁弯矩与剪力时通常如何考虑？答：荷载位于桥跨中间部分时，由于桥梁横向结构（桥面板和横隔梁）的传力作用，使所有主梁都参与受力，因此荷载的横向分布比较均匀。荷载在支点处作用在某主梁上时，如果不考虑弹性变形的影响，荷载就直接由该主梁传至支座，其他主梁基本上不参与受力。计算主梁跨中弯矩和剪力一般按不变的荷载分布系数计算；计算主梁支点剪力时，考虑该段内横向分布系数变化的影响。11、梁桥和拱桥在受力性能方面最主要的区别是什么？谈谈拱桥的适用条件？梁桥在竖向荷载作用下，支承处仅产生竖向支承反力，而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。一般而言，拱桥适用于地基条件较好，建筑高度不受限，工期不受限，石料比较充足的条件下。12、截面效率指标的定义及其意义。截面效率指标：截面核心距与梁高的比值13、桥梁纵、横断面设计的主要内容是什么？桥梁纵面设计：1桥梁总跨径的确定2桥梁的分孔3桥下净空4桥上纵断面线形桥梁横断面设计：主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。14、大跨径公路预应力混凝土连续梁桥为什么大多采用不等跨和变截面的形式？（以三跨为例说明）不等跨原因：中跨和边跨最大正弯矩接近相等。变截面原因：当连续梁的主跨跨径接近或大于70m时，若主梁仍采用等截面布置，在恒载和活载作用下，主梁支点截面的负弯矩将比跨中截面的正弯矩大得多，从受力上讲就显得不太合理且不经济，这时，采用变截面连续梁桥更符合受力要求，高度变化基本上与内力变化相适应。（1）当加大靠近支点附近的梁高即加大了截面惯矩做成变截面梁时，能降低跨中的设计弯矩。（2）加大支点附近梁高是合理的，既对恒载引起的截面内力影响不大，也与桥下通航的净空要求无甚妨碍，又能适应抵抗支点处剪力很大的要求。（3）连续梁采用变截面结构不仅外形美观，还可节省材料并增大桥下净空高度。15、平衡悬臂法施工的三跨连续梁，计算其主梁自重内力应经过哪五个主要阶段？请画出各阶段主梁自重内力计算图。1从墩向两边对称逐段悬出时的主梁自重内力示意图此时时需在墩上设临时锚固以保证平衡悬臂施工的安全2边孔合龙梁段架设，此时边跨合拢段的自重和挂篮的反向作用力3拆除临时锚固，需对主梁施加一对方向相反的力，此力将在单悬臂结构体系上引起内力4当中孔梁段合龙时，现浇结合段的自重和挂篮的自重由吊杆传至悬臂端部5砼凝固后，吊杆拆除，需对连续主梁施加一对方向相反的力R0，而梁段自重则作用于连续梁上16、阐述斜板桥的工作特性？（1）简支斜板的纵向主φ弯矩比跨径为斜跨长lφ、宽度为b的矩形板要小，并随斜交角φ的增大而减小。(1分)（2）斜板的荷载，一般有向支承边的最短距离传递分配的趋势。宽跨比较小的情况下，主弯矩方向超支承边的垂直方向偏转；宽跨比较大的情况下，板中央的主弯矩计划垂直与支承边，边缘的主弯矩平行于自由边。(1分)（3）纵向最大弯矩的位置，随φ角的增大从跨中向钝角部位移动。(1分)（4）斜板中除了斜跨径方向的主弯矩外，在钝角部位的角平分线垂直方向上，将产生接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩，其值随φ的增大而增加，但分布范围较小，并迅速削减。(1分)（5）斜板的最大纵向弯矩虽然比相应的正板小，可是横向弯矩却比正板大得多，尤其是跨中部分的横向弯矩。(1分)（6）斜板在支承边上的反力很不均匀。(1分)（7）斜板的扭矩分布很复杂。(1分)17、刚架桥的内力计算有哪些原则和假定？1计算图式的轴线取支柱厚度的中分线和平分主梁跨中截面高度的水平线。对于截面高度或厚度变化较大的刚架桥，则以各截面高度中分点的连线作为计算图式的理论轴线。(1分)2计算内力时，截面包括全部混凝土截面（包括全拉区），不考虑钢筋。对于T形和箱形截面，不论其顶板、底板厚度如何，均应全部计入计算截面。(1分)3计算变位时，一般可略去轴向力和剪力，仅计弯矩的影响。但在计算张拉力作用所产生的次内力时，则必须计入轴向力对变位的影响。(1分)4当采用变截面的主梁和支柱时，如果在同一构件中最大截面惯性矩超过最小截面惯性矩的两倍时，则应考虑此项变化的影响。(1分)5当刚架奠基于压缩性甚小的土壤时，支柱底端可认为是固定的。若刚架奠基于中等坚实的土壤时，则仅在下列情况下，支柱底端可认为是固定的：即由于基础有足够大的尺寸，致使基础底面一边的土压应力与另一边之比不大于3倍时。(1分)6关于混凝土的弹性模量Eh，根据现行规范规定，截面刚度按0.8EhI计。其中惯性矩I的计算规定如下：(2分)对于静定结构，不计混凝土受拉区，计入钢筋；对于超静定结构，包括全部混凝土截面，不计钢筋。18、荷载横向分布系数的计算方法常用的有哪几种？荷载位于支点处的荷载横向分布系数计算可用哪一种方法？荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化，目前在设计中如何处理?常用以下几种荷载横向分布计算方法：杠杆原理法、偏心压力法、横向铰接板梁法、横向钢接梁法、比拟正交异性板法。在支点处应用杠杆原理法。对于无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁的情况，跨中部分采用不变的mc，从离支点L/4处起至支点的区段内mx呈直线过渡。对于有多根内横隔梁的情况，mc从第一根内横隔梁起向m0直线过渡。(m0为支点截面横向分布系数；mc为跨中截面的横向分布系数)19、斜拉桥有哪几种基本结构体系？并画出简图。漂浮体系，支承体系，塔梁固结体系，钢构体系p10320、斜拉桥的斜拉索立面布置形式有哪几种？并画出简图。辐射形，竖琴形，扇形p10021、何为飘浮体系的斜拉桥？并请说明该体系斜拉桥施工时的应对措施。斜拉桥的主梁除两端外，全部靠缆索吊起，主梁在与索塔交接处，无纵向和竖向约束，在桥纵向可稍作浮动。该体系斜拉桥在施工时，在索塔处应设临时支点。22、按照索塔与主梁相互结合的方式，斜拉桥可分为哪几种基本的结构体系，试简要说明其特点。1悬浮体系斜拉桥：是将主梁除两端外全部用缆索吊起，具有弹性支承的单跨梁。采用悬臂法施工时，靠近塔柱处得梁段设置临时支点。2支承体系斜拉桥：主梁在塔墩上设有支点，接近于具有弹性支承的三跨连续梁，采用悬臂施工的时候不需要设置临时支点，比较方便。3塔梁固结体系斜拉桥：相当于梁顶面用斜索加强的一根连续梁，上部结构的重量和活载由支座传给桥墩，需要设置大吨位桥墩，支撑力可能是万吨级的。4钢构体系斜拉桥：塔柱，主梁和柱墩相互固结，形成具有弹性支承的刚构，刚度较大，主梁和塔柱的挠度较小。29何为支承体系的斜拉桥？并请说明该体系斜拉桥的支承形式及理由。塔墩固结,塔梁分离,主梁通过支座支承在桥墩上主梁在塔墩上设有支点，接近于具有弹性支承的三跨连续梁，采用悬臂施工的时候不需要设置临时支点，比较方便。23、桥梁支座的作用是什么，目前常用的桥梁支座有哪些类型？主要功能是：1.将上部结构承受的各种荷载传递给墩台；2.并能适应桥梁上部结构的变形；3.使上下部分结构的实际受力情况符合设计的计算模式。传递上部结构的荷载；保证结构按受力图式变形拉力支座，球形钢支座，板式橡胶支座，盆式橡胶支座，减隔震支座25、画出系杆拱桥简图，指明系杆位置所在，并简述其作用。承受拱桥的水平推力通过系杆抵消大部分拱的推力，从而发挥材料特性，减轻墩台负担26、试解释拱轴线、合理拱轴线的概念？拱轴线：拱圈各横向截面（或换算截面）的形心连线合理拱轴线：拱桥上拱圈截面只受轴向压力而无弯矩作用的拱轴线。27、桥面横坡的作用是什么？常见的桥面横坡设置办法有哪几种？桥面横坡的目的在于迅速排除雨水，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命铺装时设三角垫层；行车道板做成斜面；在墩台顶部设置横坡28、何为桥面连续？在桥面连续处力的传递方式与结构连续处有何不同？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29梁式桥按承重结构的静力体系划分可分为哪几种类型，在力学上各属于何种结构形式？分为简支梁桥、悬臂梁桥、、连续梁桥、T形钢构桥及连续-钢构桥简支梁桥受力简单梁中只有正弯矩，体系温变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力，设计计算方便，最易设计成各种标准跨径的装配式结构。将简支梁桥梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。将简支梁梁体在支点上连接形成连续梁，连续梁受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向位移也就较大，使伸缩缝及活动支座的构造复杂化。T形刚构是一种墩梁固结、具有悬臂受力特点的梁式桥。连续钢构桥是预应力混凝土大跨梁式桥的主要桥型之一，它综合了连续梁和T形钢构桥的受力特点，将主梁做成连续梁体，与薄壁桥墩固结而成。30、桥梁支座按受力形式可分为哪两种？并阐明其受力特点？支座一般分成固定支座和活动支座两种固定支座既要固定主梁在墩台上的位置并传递竖向力，又要保证主梁发生挠曲时在支承处能自由转动。活动支座只传递竖向压力，但要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。31、何谓拱桥的矢跨比？它的变化对拱的推力有何影响。失跨比：指拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比（f/l）当矢跨比减小时，拱的推力增加；反之减小32为何要设置桥梁伸缩缝？其作用是什么？在确定伸缩缝的变形量时应考虑哪些因素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式自由地变形，就需要使桥面在两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置伸。1是在温度变化情况下，保证桥梁热胀冷缩自由；2是保证车辆平稳通过桥梁端部的桥面1由温度变化引起的伸缩量；2由混凝土收缩引起的梁体