拱桥习题及答案

拱桥一、填空题1、按照拱上建筑的型式可以将拱桥分为：实腹式和空腹式。2、按照桥面的位置可分为：上承式、中承式、下承式。3、按照拱圈截面形式可分为：板拱、肋拱、箱形拱、双曲拱等。4、确定拱桥设计高程有四个，分别为：跨中结构的底面高程、起拱线的高程、基底高程和桥面高程。5、拱桥常用的拱轴线形有悬链线、抛物线、圆弧线。6、拱桥分类方法很多，按其结构静力图示可分为静定拱、超静定拱。7、拱桥的矢跨比是指计算矢高与计算跨度之比。当矢跨比增大时，拱的推力减小。8、梁桥以受弯矩与剪力为主，拱桥主拱圈以受轴向压力为主。9、拱上填料的作用是扩大车辆荷载分布面积的作用，减少车辆荷载的冲击作用。10、无铰拱桥的受力状态与三铰拱桥的受力状态相比，它的主要优点内力分布均匀，整体刚度大11、当跨径、荷载和拱上建筑等情况相同时，f/L=1/3的拱桥和f/L=1/8的拱桥相比，前者的水平推力比后者_小_________。12、混凝土砼拱桥极限跨度在__500__米左右，经济跨度___100-300_______米；钢拱桥在1200__米左右，经济跨度___300-500_______。13、万州长江大桥采用的缆索吊装和悬臂扣挂施工方法。14、组合体系拱桥的最重要特点是桥面结构，主拱结构形成整体共同承受荷载。15、双曲拱桥主拱圈通常由拱肋、拱波、拱板、横向联系几部分组成。16、迄今最大跨径的钢管混凝土拱桥是巫山长江大桥，最大跨径的石拱桥是是山西晋城丹河大桥，最大跨径的钢筋砼拱桥是万县长江大桥，最大跨径的钢拱桥是上海卢浦大桥。17、当拱圈宽跨比B/L＜1/20时，应验算拱圈的横向稳定性。18、双曲拱桥的建设策略是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的方式组合成承重的整体结构。因主拱圈分期形成，呈现组合结构的受力特征，整体性较弱，在地震荷载作用下容易破坏。19、空腹式拱桥拱上建筑的腹拱墩有排架式和横墙式两种。20、拱铰主要有弧形铰、铅垫铰、不完全铰、平铰和钢铰五种形式。21、中下承式拱桥中的吊杆间距通常为4~10米，可分为刚性吊杆、半刚性吊杆、柔性吊杆三种构造，其中刚性吊杆一般采用预应力混凝土矩形截面，半刚性吊杆一般采用钢管混凝土园形截面，柔性吊杆采用高强钢丝束制成。二、名词解释1、合理拱轴线：与拱上荷载的压力线重合，主拱截面只受轴向压力而无弯矩和剪力，截面应力分布均匀。2、简单体系拱桥：桥面系结构不参与主拱一起受力，主拱以裸拱的形式作为主要承重结构。简单体系拱是有推力拱，拱的水平推力由墩台或基础承受。3、组合体系拱桥：梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受桥面荷载和水平推力，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用的拱桥4、提篮式拱桥：两拱肋向内侧倾斜一定的角度值，以增加拱桥的稳定性。这类拱桥称为提篮拱。三、判断题1、拱桥在竖向荷载作用下，桥墩或桥台除了承受铅垂反力外，还将承受水平推力，水平推力将显著降低荷载引起的拱圈(或拱肋)横截面内的弯矩。（Y）2、简单体系拱桥均为有推力拱。（Y）3、组合体系拱桥均为无推力拱。（N）4、钢筋混凝土拱桥的主拱圈最常采用三绞拱形式。（N）5、悬链线是目前我国大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线形。（Y）6、拱脚有推力的拱桥对地基承载能力要求较高。（Y）7、三铰拱桥是静定结构，适合于在地基基础较差的地方修建。（Y）8、双曲拱桥是上世纪90年代由山东的建桥工人发明首创的一种桥型。（N）9、在高等级道路、大跨径桥梁中适合采用简单体系梁桥结构。（N）10、在所有的拱桥当中，拱圈的宽度都等于或大于桥面的宽度。（N）11、按照拱桥主拱圈当中的受力的变化规律，主拱圈从拱脚到拱顶截面应逐步变小，这样才有利于主拱圈上所受应力比较均匀，在实际工程中一般也是这样做。（×）12、在石砌拱桥中，主拱圈截面垂直于纵向的通缝应与拱轴线相垂直。（√）13、在中下承式拱桥当中，最容易破坏的部位是吊杆与车行道横梁联接的部位。（√）四、简答题1、拱桥和梁桥受力上有什么区别？答：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。由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。这样也就可以利用抗拉性能差而抗压性能好的圬工材料修建拱桥2、不等跨分孔连续拱桥应如何处理以平衡不等跨桥墩上所受到不平衡推力？①利用不同的矢跨比②采用不同的拱脚标高③调整拱上建筑恒载的量量。3、拱上建筑的伸缩缝和变形缝怎样设置？4．简述中下承式拱桥的特点和适用场合是什么？特点：1保持了上承式拱桥的基本力学特性。拱圈混凝土材料抗压。2更易满足净空要求3更易平衡水平推力4降低桥面高度5美观适用场合：1、当桥梁高度受到限制时2、在平坦的河流上3、配合城市景点或旅游地区4、多孔不等跨径连续供中平衡桥墩水平推力5、中下承式拱桥中横梁通常分为哪三类？在下图中标示出三种横梁的位置，并说明各自的特点。桥面横梁可以分为固定横梁、普通横梁和刚架横梁三类。桥面系与拱肋相交处的横梁一般与拱肋刚性联结，其截面尺寸与刚度比其它横梁大，通常称为固定横梁；通过吊杆悬挂在拱肋下面的横梁称为普通横梁；通过立柱支承在拱肋之上的横梁称为刚架横梁。固定横梁由于其位置特殊，它既要能传递垂直荷载和水平横向荷载，有时还要传递纵向制动力以及从拱肋和桥面传来的弯矩、扭矩和剪力，因此必须与拱肋刚性联结，且其外形须与拱肋和桥面系相适应。一、填空题：1、无支架施工和早托架施工拱桥，须计算裸拱内力。2、满布式拱架通常由拱盔，卸架设备，支架等三个部分组成。3、拱桥的设计标高主要有桥面标高、拱底标高、起拱线标高、基础底面标高四个。4、按拱上建筑的型式可将拱桥分为空腹式和实腹式。5、按主拱圈与行车系结构之间相互作用的性质和影响程度，拱桥可分为简单体系拱桥和组合体系拱桥两大类。6、选择拱轴线的原则尽可能降低由荷载产生的弯矩值。7、空腹式悬链线拱的拱轴系数m一般采用五点重合法确定。8、钢管混凝土拱桥根据钢管和混凝土组合的方式不同，可分为內填式和内填外包式两种类型。二、名词解释：1、矢跨比：指拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比（f/l），亦称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。2、五点重合法：求悬链线拱的拱轴系数时，要求拱圈的五个关键控制截面，即拱顶，两拱脚和两个四分点达到压力线和拱轴线必须重合，从而使各拱圈截面不产生过大的弯矩峰值，这种设计方法称为五点重合法3、拱上建筑：三、简答题：1、什么是理想的拱轴线？为什么公路拱桥一般以恒载压力线作为拱轴线？最理想的拱轴线是与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合，这时拱圈截面只受轴向压力，而无弯距作用，借以能充分利用圬工材料的抗压性能。但事实上不可能获得这样的拱轴线，因为处恒载外，拱圈还受活载、温度变化和材料收缩等因素的作用。当恒载压力线与拱轴线吻合时，在活载作用下就不再吻合。但公路拱桥的恒载占全部荷载的比重较大。所以，公路拱桥一般以恒载压力线作为拱轴线。2、在拱架上浇筑混凝土拱圈应注意哪些事项？1）连续浇筑。跨径在16m以下的混凝土拱圈或拱肋，主拱高跨比较小，全桥的混凝土数量也较少，因此主拱可以从两拱脚开始对称向拱顶方向浇筑混凝土,不致使拱圈和拱肋开裂;如果预计因混凝土数量多而不能在限定时间内完成，则需在两拱脚处留出隔缝，于最后浇筑成拱。2）分段浇筑。跨径在16m以上的的混凝土拱圈或拱肋，为避免先浇筑的混凝土因拱架下沉而开裂，并为减小混凝土的收缩力，而沿拱跨方向分段浇筑，各段之间留有间隔糟，从而避免拱圈开裂。拱段的浇筑应在拱顶两侧对称进行，以使拱架变形保持均匀和最小。拱的合龙温度一般应接近当地的年平均温度或在5—150C之间为宜。3）分环、分段浇筑。大跨径钢筋混凝土拱圈，为减轻拱架负荷，可采用分环法浇筑混凝土，即将拱圈高度分成二环或三环，先分段浇筑下环混凝土，分环合拢，再浇筑上环混凝土。3、拱架有哪些形式？各有何特点？拱架应在什么时间卸架？如何卸架？(1)满布式拱架满布式拱架一般有拱架(拱架上部，即拱盔)，支架(拱架下部，包括基础)和拱架卸落设备，(2)墩架式拱架这种拱架的上部与满布式拱架相同，其下部是用少数框架式支架加斜撑来代替众多数目的立柱，既能减少支架材料，又能在桥下留出适当的空间，方便交通(3)钢拱架我国现有常备式钢拱架有两种：工字梁拱式拱架和桁架式拱架卸架时间:须待圬工凝固后方可拆除。对于满布式拱架的中小跨径拱桥，可从拱顶开始，逐渐向拱脚对称卸落；对于大跨径拱圈，为了避免拱圈发生“M”形的变形，也有从两边L/4处逐次对称地向拱脚和拱顶均匀地卸落。落架时宜在白天气温较高时进行，这样的条件对卸落拱架工作较方便。4、拱桥中哪些情况需设铰，各属哪一种性质（永久或临时）的铰？1）主拱圈按两铰拱或三铰拱设计时（永久性铰）（2）空腹式拱上建筑，其腹拱圈按构造要求需要采用两铰或三铰拱，或高度较小的腹孔墩上、下端与顶梁、底梁连接处需设铰时（永久性铰）（3）施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，往往在拱铰或拱顶设临时铰（临时性铰）。5、为减少不平衡推力，在不等跨的连续拱桥中，可采取哪些处理方法？（1）采用不同的矢跨比：（2）采用不同的拱脚标高：（3）采用不同的拱上建筑：（4）采用不同的拱跨结构：第六章课后名词解释：2.荷载横向分布：是指对于多主梁桥，作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配，或者说各主梁如何共同分担车辆活载。3.预拱度：为了平衡桥梁使用时的上部结构和施工时支架的各变形值，桥梁浇筑时预先施加的一个上拱值。