大跨度桥梁复习题

《大跨度桥梁》复习题1.大跨度桥梁如何划分？大跨径桥梁按结构体系分：梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥、及其他组合体系桥。大跨径桥梁按跨径分：特大桥、大桥、中桥、小桥。跨度大桥梁的即为大跨度桥梁单跨跨径大于40m，多孔跨径大于100m的桥梁即为大跨度桥梁；但也分为规模大和单跨较大。2.桥梁施工方法？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、逐跨施工法、顶推施工法、转体施工法。桥梁分段施工有三种基本形式：纵向分段、横向分段（又称装配式桥梁施工，主要用于中小跨径桥）、竖向分层施工（用于组合桥梁施工，也用于大跨拱桥主拱肋的现浇或安装）3.大跨桥梁的设计程序？我国大型桥梁的设计程序主要分为前期工作和设计阶段，前期工作和设计阶段的主要内容包括哪些？（1）前期工作①预可行性研究报告（预可阶段）：研究建设必要性、经济社会价值；☆重点论证：必要性、经济社会价值，回答“为什么要建设该桥？”☆经济性论证：造价、资金来源、投资回报、社会效益；☆必要性论证：现有车流量、设计车流量、必要性；☆环境影响分析评价；☆综合分析：投资回报、社会效益、政治国防意义。最终形成预可行性研究报告，按建设规模大小上报政府有关部门，目的在于争取立项。②工程可行性研究报告（工可阶段）：研究工程上和投资上可行性。重点论证：工程可行性、投资可行性、确定设计标准；回答“该桥建设方案是否可行？技术标准是什么？”☆基础资料勘察：地形测绘、地质钻探、水文调查等；☆拟定方案的技术可行性分析评价；落实资金来源☆确定技术标准：荷载标准、通航等级、设计车速、桥宽等。最终形成经上级主管部门论证批准的设计任务书。（2）设计阶段①初步设计依据：设计任务书（规定桥位、标准、规模等）内容：☆进一步水文地质勘测☆桥式方案比选（此阶段重点）☆据水文、地质、通航、交通要求确定若干个比选方案，编制造价概算、施工组织设计等；最终产生推荐方案。②技术设计（大桥）③施工图设计——形成施工图纸补充钻探(施工钻探)、结构细部分析与构造设计验算施工图、工程量、工程预算等第二章1.连续梁桥的跨径如何布置？等截面连续梁桥：跨径布置可采用等跨和不等跨两种布置方式。为使边跨正弯矩减小，受力均匀合理，大多采用不等跨形式，奇数跨多。边跨和中跨之比：l1:l=0.6~0.8梁高与跨径之：比为h/l=1/15~1/25变截面连续梁桥：一般采用三到五跨布置，为使边跨与跨中的最大正弯矩基本相等，一般取边跨与中跨跨径之比1/0.60.8ll；对于城市桥梁为了满足跨线要求有时1/0.5ll，此时需在边跨进行压重，以抵消边支座产生的复反力。梁高：支点截面取/1/161/18hl不小于1/20跨中梁高为/=1/1.51/2.5hh中支梁底一般按二次抛物线、折线或者1.51.8次抛物线变化。2.变截面能用于大跨径桥梁的原因？（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，可充分发挥材料的性能。（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，有利于抵抗结构支座截面较大的剪力。3.箱梁结构的配筋方式？大跨径连续箱梁桥为抵抗主梁承受的3个内力:纵向受弯、竖向受剪及横向受弯，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。4.大跨径桥梁在T构及成桥状态下内力情况？答：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，成桥之后发生体系转换成为超静定结构。第三章1.公路桥梁的车道荷载是什么？答：车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路1级车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5KN/m,集中荷载标准值为Pk按以下规定选取：桥涵计算跨径≤5m时，Pk=180KN；桥涵计算跨径≥50m时，Pk=360KN；桥涵计算跨径介于上述跨径之间时，采用直线内插法求得：Pk=（4l+160）KN。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以系数1.2.公路2级车道荷载的均布荷载标准值qk,集中荷载标准值Pk，为公路1级车道荷载的0.75倍。车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利荷载效应的同号影响线上，集中荷载标准值只有一个，作用于相应影响线的峰值处2.采用顶推施工法时，施工第一跨桥梁未达到支座时的跨中弯矩是多少？答：3.悬臂施工法各个阶段的受力是什么？阶段1：在主墩上悬臂浇筑箱梁边墩支座暂不受力，T构状态。荷载：自重q和挂蓝重力P挂。阶段2：边跨合龙结构体系为悬臂梁，荷载：边跨部分梁体自重q和拆除挂蓝重力-P挂。阶段3：中跨合龙合龙段混凝土自重q和挂蓝重力P挂的合力按集中力R0作用在两端。阶段4：拆除中跨合龙段的挂蓝荷载：合龙段自重q和拆除荷载-R0。阶段5：施工桥面（二期恒载）荷载：二期恒载自重q2。4.超静定桥梁结构恒载计算存在如下特点：荷载：M1=-ql2/40M2=-ql2/5（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5．等效荷载法计算步骤（１）按预应力索曲线的偏心距ie及预加力yN绘出梁的初预距0yiMNe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M总。（4）用总弯矩减去初预矩得到次力矩0=-MMM次总６.混泥土徐变的定义，以及影响因素和发展趋势。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；与加载龄期τ0、材料性质、构件尺寸、环境湿度等因素相关。徐变随时间增长而增大，且增长速率逐渐降低，最终趋于稳定。7.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8.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；（4）抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结构。9.斜拉桥斜拉索的锚固方式主要包括哪些？自锚体系、部分地锚体系和地锚体系10.斜拉桥分类体系以及体系特点？悬浮体系（塔墩固结，塔梁分离）•塔墩固结，塔梁分离，主梁除两端支承于桥台处，全部用斜拉索吊起，其结构形式相当于在单跨梁加斜拉索。•特点：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。半悬浮体系•塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支撑（固定铰和活动铰，可以是一个固定支座三个活动支座，也可以是四个活动支座，但一般均设活动支座，以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变位，水平位移将由斜拉索制约），其结构形式属于有弹性支承的连续梁。•特点：具有连续梁的优点。塔梁固结体系（塔梁固结，梁墩分离）•塔梁固结并支撑在墩上。•特点：主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比有关，这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座，而其余均为纵向活动支座。优点是显著减小主梁中央段承受的轴向拉力，并且索塔和主梁的温度力极小。钢构体系（塔、梁、墩固结）•主梁与塔、墩固结形成整体，其结构形式是有弹性支承的连续刚构。•特点：便于平衡对称施工，抵抗跨中变形的刚度较大11.悬索桥主缆的防护措施，应力特征和计算理论防护措施：施工时采用油漆防锈、防止水的渗入、干空气导入法，将除湿机的干燥空气用管道输入主缆受力特征：荷载由吊索传至缆，缆再传至锚、墩及塔。在外荷载作用下，主缆和加劲梁共同受力。主缆是主要承重构件，在荷载作用下的变形,直接影响桥梁的内力和变形。计算理论：在竖向荷载作用下其结构分析理论可以划分为两大类：①作为连续体分析的弹性理论，非线性膜理论─挠度理论及其简化方法─线性挠度理论；②作为离散体分析的非线性吊索理论和非线性有限元理论─有限位移理论12.悬索桥锚定的受力方式是什么样的？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。名词解释节段施工法：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。按节段混凝土成型方式，一般分为悬臂浇筑法、悬臂拼装法两种。温度梯度：在日照或者气候变化下，桥梁结构内的温度变化称为温度分布，又称为温度梯度或温度场。温度应力：当结构温度变形受到约束而产生的应力。根据约束不同分为:自应力和温度次应力。吻合束：按实际荷载下弯矩图的线形作为预应力束布置的线形，这种预应力束即为吻合束。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。矮塔斜拉桥：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。矮塔斜拉桥主塔不高，使得结构的整体刚度大，美学效果好。受力介于普通斜拉桥与连续梁桥之间的一种桥型。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。悬索桥垂跨比：是指主缆在主孔内的垂度f与主孔的跨度L之比。垂跨比的大小一方面对主缆中的拉力有很大的影响，另一方面对悬索桥的整体（横向和竖向）刚度有明显的影响，垂跨比越小，刚度越大。设计时需结合整体刚度和主缆用钢量选取合适的垂跨比。1.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？（5）对比分析单跨固定梁采用整体一次浇筑和分段施工法产生的自重弯矩，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。整体浇筑、一次落架法，跨中自重弯矩值为M中=ql2/24。分段浇筑法，忽略焊接钢板自重，跨中自重弯矩值为M中=0。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。例题3-1两跨等截面连续梁，预加力Ny=1158kN，试求支点B截面由预应力产生的总弯矩和次弯矩。索曲线布置见a图，各段索曲线偏心距方程如下:解由于结构及预应力布置均对称，可取一半结构进行分析，并视B截面为固定端。（1）绘制预应力初预矩图，即M0（X）=Nyei（X）（2）计算预加力等效荷载d-b段的端转角d-b段的等效荷载（3）B截面总弯矩M总（4）B截面次力矩。