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思考问答题(含答案)

思考题

设计荷载

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?

答:桥梁上的荷载分为三大类:

(1)永久荷载:在设计使用期内,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。它包括结构重力、预应力、土的重力和土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力,基础变位影响力和水的浮力。(2)可变荷载:在设计使用期内,其值随时间变化,月其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度,又分为基本可变荷载和其它可变荷载。基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力、离心力、土侧压力平板桂车(或履带车)及其引起的上侧压力和人群。其它可变荷载包括汽车制动力、风力、流水压力、冰压力,温度影响力和文座摩阻力。

(3)偶然荷载:在设汁使用期内,不一定出现,但一出现其值很大且持续时间较短的荷载:它包括船只或飘浮物撞击力、地震力。

2.公路汽车荷载的图式。

3.公路汽车荷载加载时有什么规定?

4.汽车冲击力产生的原因是什么?在计算中主要考虑哪些因素的影响?

车辆以一定速度过桥时,由于动力影响,桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果,这种动力效应常称为冲击作用。冲击力受线路状态(如道路不平顺)、车辆类型(如机车的偏心轮作用)以及桥梁结构形式等因素的综合影响。

5.你认为公路桥规中根据桥梁基频来制定冲击系数有何道理?

桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容,它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。

不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别,也不管结构尺寸与跨径是否有差别,只要桥梁结构的基频相同,在同样条件的汽车荷载下,就能得到基本相同的冲击系数。

6.制动力是怎样产生的?其大小、方向和作用点如何?

制动力是车辆减速或制动时的惯性力。方向:与行车方向一致。

牵引力是车辆起动或加速时车辆与路面(或钢轨)间作用的摩阻力。方向:与行车方向相反。作用点:铁路轨顶以上2m,公路桥面以上1.2m。

7.风荷载的基本风压是如何确定的?风荷载标准强度计算时,还应考虑哪些因素?怎样计算

桥跨和墩台受到的风力?

(1)《桥规》规定,取平坦空旷地区、离地面高10m、重现期为100年的10min的平均最大风速计算基本风压强度。

(2)与结构体型有关的风荷载阻力;与桥高、地貌有关的阵风分布;地形、地理条件。(3)对于顺桥向的风荷载,规定如下:

对下承式桁架桥,风荷载标准值按其横桥向风压的40%乘以桁架迎风面积计算;

对桥墩,按其横桥向风压的70%乘以桥墩迎风面积计算;

对于斜拉桥、悬索桥的桥塔,按其横桥向风压乘以桥塔迎风面积计算。

8.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?

(1)组合总原则:作用效应组合应只涉及结构上可能同时出现的作用效应,并以桥梁在

施工或运营时可能处于最不利受力状态为原则。

(2)铁路桥设计仍采用容许应力法。

基本的组合方式有三种:主力;主力+附加力;主力+特殊荷载。

(3)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,应采用以下两种作用效应组合:

基本组合:永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合

偶然组合:永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。

对于需要进行正常使用极限状态设计的结构,需要考虑可变作用的

1.短期效应组合(永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合)

2.长期效应组合(永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合)

钢筋混凝土简支梁

1.公路钢筋混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何?现行标准设计有哪些跨度?

适用跨度范围:一般20米以下

铁路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径:4、5、6、10、16、20m

公路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径:10、13、16、20m

2.装配式梁为何要分片?彼此是否需要连结?有哪些连结方式?

3.主梁有哪些截面型式?它们各有何优缺点?

答:梁桥按横截面型式分为板桥,肋梁桥,箱梁桥二种。

(1)板桥:构造简单、施工方便、建筑高度小,从其力学性能来看,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。钢筋混凝土简支实心板桥的跨径为5-8m,空心板桥的跨径为10-16M,预应力混凝土简支空心板桥的跨径为16-32m。

(2〕肋梁桥:它与桥四板结合在一起,节省了肋与肋之间处于受拉区的混凝土,减轻厂结构的重力,但抗扭能力弱。钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m,预应力混凝土简支肋梁桥的常用路径为25-50m。

(3)箱梁桥:箱形梁因底扳能承受较大压力,因此、它不仅能承受正弯矩、而已也能承受负弯矩。其整体受力性能好,箱壁很薄,能有效减轻重力,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。

4.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?

5.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题?

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。

6.桥面板计算时,怎样确定其荷载和计算图式?

7.什么是桥面板的有效工作宽度?怎样确定?

思考问答题(含答案)

8.主梁的内力计算中,什么是荷载横向分布系数?常用的计算方法有哪些?其适用条件如

何?

荷载横向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:

◆杠杆原理法(把横向结构视为在主梁上断开而简支在其上的简支梁)适用情况①只有邻近两根主梁参与受力②虽为多主梁,但计算梁端支承处荷载③无中间横隔梁

◆刚性横梁法(偏心压力法,横隔梁视为刚性极大的梁)适用条件:1.跨中甚至1/4跨处设有横隔梁;2.桥跨比B/L小于等于0.5的窄梁桥。求解位置:跨中截面

◆修正的刚性横梁法

◆铰接板(梁)法(铰接,只传递剪力)适用范围:现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥,以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式T形梁桥◆刚结板(梁)法(刚接,传递剪力和弯矩)适用于翼缘板之间是刚性连接的肋梁桥。

◆比拟正交异性板法(G-M法)适用情况:对于由主梁、连续桥面板及多根横隔板组成的钢筋混凝土桥中,当其宽跨比>1/2。

从分析荷载在桥上的横向分布出发,求得各梁的荷载横向分布影响线,再通过横向最不利加载来计算荷载横向分布系数。

9.掌握杠杆法和刚性横梁法计算横向分布系数。

10.掌握简支梁公路汽车荷载作用下,关键截面的最大弯矩、剪力。

预应力混凝土简支梁

1.预应力混凝土梁同钢筋混凝土梁相比有哪些优缺点?

答:1)采用高强度钢筋,可节约一定的普通钢筋;(1.5分)

2)预加压应力可大幅度提高梁体的抗裂性,并增加了梁的耐久性;(1.5分)

3)由于利用高标号混凝土,截面尺寸减小,梁体自重减轻,可以增大跨越能力,也有利于运输和架设;(1分)

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。(1分)2.何谓全预应力和部分预应力?

(1)由于预加应力较大,受拉边缘仍处于受压状态,不会出现开裂;

(2)受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度,虽然会产生裂缝,但比钢筋混凝土构件(N p=0)的开裂明显推迟,裂缝宽度也显著减小。

3.公路预应力混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何?现行标准设计有哪些跨度?

铁路预应力混凝土T形梁桥标准跨径:16、20、24、32m

公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径:25、30、35、40m(后张)

4.主梁有哪些截面型式?它们各有何优缺点?

答:梁桥按横截面型式分为板桥,肋梁桥,箱梁桥二种。

(1)板桥:构造简单、施工方便、建筑高度小,从其力学性能来看,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。钢筋混凝土简支实心板桥的跨径为5-8m,空心板桥的跨径为10-16M,预应力混凝土简支空心板桥的跨径为16-32m。

(2〕肋梁桥:它与桥四板结合在一起,节省了肋与肋之间处于受拉区的混凝土,减轻厂结构的重力,但抗扭能力弱。钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m,预应力混凝土简支肋梁桥的常用路径为25-50m。

(3)箱梁桥:箱形梁因底扳能承受较大压力,因此、它不仅能承受正弯矩、而已也能承受负弯矩。其整体受力性能好,箱壁很薄,能有效减轻重力,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。

5.装配式预应力混凝土梁腹板厚度为何靠近梁端附近增厚?下翼缘为何加宽?

梁端附近剪力值较大,增厚腹板主要满足抗剪强度需要

6.目前我国预应力混凝土梁主要采用的力筋类型和张拉锚固体系有哪些?

金属预应力筋(包括:高强钢筋、高强钢丝和钢绞线);非金属预应力筋(包括:GFRP、CFRP、AFRP)

钢丝拉索体系、钢绞线拉索体系、新型吊杆和系杆、悬索桥预应力锚固体系

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?预应力混凝土梁内钢筋分为预应力钢筋(tendon)和非预应力钢筋。非预应力钢筋(包括非预应力受力钢筋和构造钢筋)的构造与普通钢筋混凝土梁中钢筋构造相同。

8.后张梁中,为什么预应力筋多在梁端附近弯起?其起弯角及曲率半径的取值有何限制?

弯起的原因:(1)预应力筋用来抵抗外荷载产生的弯矩,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。

弯起角的大小影响预应力损失大小进而影响抵抗内力的能力,另外对抗剪有影响,对弯起点附近的混凝土受力有影响,弯起越剧烈对混凝土越不利,限制弯曲半径也是为了防止弯曲处的径向力过大引起混凝土破坏。

9.先张梁中,常采用哪些类型的预应力筋?直线配筋时,为何梁端附近部分的力筋须与混

凝土绝缘?

(1)预应力筋产生的偏心弯矩用来抵抗外荷载产生的弯矩;(2 )简支梁外荷载产生的弯矩沿梁长的分布为跨中大,两端小(基本为零)(3)力筋端部若不绝缘,则力筋产生的负弯矩会导致上缘混凝土开裂。绝缘的方法:在力筋上套塑料管等实现力筋与混凝土免粘结

习题

第一章绪论

一、简答题

1 、简述梁式桥的基本组成。

答:上部结构(包括桥跨结构和桥面构造);下部结构(也叫支承结构,它包括桥墩(pier)、桥台(abutment)以及墩台的基础(foundation) );支座。除此之外,根据具体情况,与桥梁配套建造的附属结构物可能有:挡土墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯、导航装置等。

2 、简述桥梁跨度、主跨、计算跨径、桥长、桥梁建筑高度、标准跨径、截面效率指标、束界、计算矢高、净跨径、预拱度的含义。

答:(1)跨度也叫跨径(span),表示桥梁的跨越能力。

(2)对多跨桥梁,最大跨度称为主跨(main span)。

(3)桥跨结构相邻两支座间的距离L1, 称为计算跨径。

(4)对梁式桥,设计洪水位线上相邻两桥墩(或桥台)间的水平净距L0,称为桥梁的净跨径。对于拱式桥,净跨径是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

(5)各孔净跨径之和,称为总跨径,也称桥梁孔径(),它反映出桥位处泄洪能力的大小。(6)对公路梁桥,把两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘的间距,称为标准跨径LK (也称之为单孔跨径)。

(7)桥长:对梁桥,两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT ,可称为桥梁全长。

(8)两桥台台背前缘(对铁路桥,指桥台挡碴前墙)之间的距离L,可称为多孔跨径总长(公路)或桥梁总长(铁路)。

(9)桥下净空高度:设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差H ,称为桥下净空(clearopening)高度。桥下净空高度应大于通肮及排洪要求所规定者。(10)桥梁建筑高度:桥面(或铁路桥梁的轨底)至桥跨结构最下缘的垂直高度h,称为桥梁建筑高度。

(11)公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面(或轨底)高程与通航及排洪要求所规定的净空高度之差,为容许建筑高度。

(12)上部结构和支架的各变形值之和,即为应设置的预拱度。

(13)矢高即拱桥主拱圈从从拱顶到拱脚的高差。具体分为计算矢高和净矢高两种。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。

(14)束界是借用了截面核心距的物理概念。当预加力作用在上核心时,截面下缘就不出现拉应力;作用在下核心时,截面上缘不出现拉应力因而在支点,因无外载弯矩,束筋布置的界限可从上核心到下核心之间。但在跨中,因主梁可能承受最大弯矩MT(恒、活载弯矩)或最小弯矩MG(恒载弯矩)则束筋的布置的上限是必须保证预加力有足够的偏心距来抵消MT,下限是预加力在MG作用下具有最大偏心距,上,下限之间的部分即是预应力束筋的束界。

(15)截面效率指标:截面核心距与梁高的比值。是指截面是否经济合理的指标,用ρ表示

上核心矩用Ks表示下核心矩用Kx表示;Ks=(惯性矩之和)/(截面面积A * 截面形心到截面上缘的距离),Kx==(惯性矩之和)/(截面面积A * 截面形心到截面下缘的距离);截面效率指标ρ=(Ks+Kx)/ h ,其中h指截面高度。

3 、概述桥梁的主要分类。

答:(1)按结构体系及其受力特点,有梁桥、拱桥、悬索桥、刚架桥四种基本体系和组合体系。

(2)按桥梁用途划分,有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥等。

(3)按桥跨结构所用的材料来划分,有钢桥,钢筋混凝土桥,预应力混凝土桥,结合梁桥,用砖、石、素混凝土块等砌体材料(习称圬工)建造的拱桥,木桥等。

(4)按桥跨结构与桥面的相对位置划分,有上承式、下承式和中承式桥。

(5)按桥梁所跨越的对象划分,有跨河桥、跨谷桥、跨线桥、立交桥、地道桥、旱桥、跨海桥等。

(6)按桥梁的平面形状划分,有直桥、斜桥、弯桥。

4 、总结梁、拱、索的结构受力特点。

答:(1)梁桥在竖向荷载作用下,只产生竖向反力;

(2)拱桥在竖向荷载作用下有竖向反力和拱脚推力,无铰拱还有支承弯距。

(3)悬索桥缆索受拉。索塔受压弯。

(4)刚架桥在竖向荷载作用下和拱一样,有竖向反力和水平反力,无铰刚架还有支承弯距。

5 、试论桥梁工程的发展方向。

答:1,桥跨结构继续向大跨发展. 2,新桥设计理论与旧桥评估理论更趋完善. 3,建桥材料向富强,轻质,多功能方向发展. 4,信息技术在桥梁工程中的应用更趋广泛. 5,日益重视桥梁美学,建筑造型和景观设计.

6 、试分析桥梁在经济建设和文化交流中的作用。

7 、如何理解各式各样的桥梁是从自然形成的梁、拱和索等发展而来的?

8 、试讨论我国古代名桥和近年来的桥梁成就。

(1)1957 年武汉长江大桥。它使我国万里长江无桥的状况结束了,使我国的南北铁路网连接起来了,标志着我国刚桥技术提高到崭新的水平。

(2)1969 年南京长江大桥的建成。它是我国自行设计,制造,施工并采用国产高强度钢材的现代化公铁两用桥。该桥的建成标志着我国刚桥建设技术又上了一个新台阶。

(3)2008年8月芜湖长江大桥顺利合龙.它是目前我国已建成的跨度最大规模最大的公铁两用桥,它的建成表明我国彻底结束了大车轮渡的历史.

(4)1956年建成第一座跨度为20米的公路预应力混凝土简支梁桥(京周公路哑巴河桥)和跨度为23.8m 的铁路预应力混凝土简支梁桥(东陇海线新河桥).

(5)1965 年,我国采用悬臂施工方法,开始建造预应力混凝土T型钢构桥,如江苏盐河公路桥(分跨16.5+33.0+16.5m)和河南五陵卫河窄轨铁路桥(分跨25+50+25m),

(6) 从20 世纪80 年代起,采用悬臂法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥以及连续钢构桥得到迅速发展.

(7)从20 世纪90 年代中期起,我国开始规划超长的跨海桥梁工程.

9 、什么叫桥梁的建筑高度?桥梁建筑高度与桥梁高度有何区别?

答:(1)桥梁建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离;(2)桥梁高度简称桥高:是指桥面与低水位之间的高差,或为桥面与桥下线路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。

10 、铁路桥梁与公路桥梁的标准跨度有何不同?

11 、我国古代较著名的桥梁有哪几座?试述各自的特色。

(1)宋代(公元1138年)福建泉州安平桥——362孔,桥长5里,保持世界纪录700余年(2)福建漳州江东桥(虎渡桥)(公元1237年)——石梁23.7米、宽1.7米、高1.9米、石梁重200吨

(3)河南开封虹桥(宋,公元1032年)——跨径18.5米,拱式木桥,构造奇特,采用两套木拱(一套由3 根按样形布置,另一套由 5 根短木组成)并配以横木形成稳定的拱架。(4)河北赵县赵州石拱桥(又称安济桥,隋,公元605 年左右)(净跨37.02 米,宽9 米)构思巧妙,造型美观,工艺精致,经久耐用。

12 、在各类桥型中,目前跨越能力最大的是哪种?国内外的代表桥梁各是什么桥?

答:悬索桥

13、变截面预应力混凝土连续梁桥的哪些尺寸是沿梁长变化的?它们一般是按什么规律变化的?

14、拱桥矢跨比与水平推力之间有什么关系? 如何处理拱桥的不等跨分孔问题?

15、与公路连续梁桥相比,铁路连续梁桥通常具有较大的梁高,试分析其原因。

16、简述悬索桥的一般施工工序。

17、预应力混凝土梁桥的主要优点有哪些?

1、最有效利用现代高强度材料,减少构件截面,降低自重,增大跨越能力;

2、与RC桥比,节省钢材30%-40%;

3、全预应力、部分预应力构件的裂缝限制,耐久性好;

4、PC技术应用,为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。

18、简述预应力混凝土连续梁桥悬臂施工的基本工序。

19、简述桥梁上部结构的基本施工方法,以及其特点和适用场合。

答:(1)支架就地浇筑法

不需预制场地、大型起吊设备、运输设备,桥跨结构的整体性好。

缺点:工期长,施工质量不容易控制,支架模板用量大,施工费用高,搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。

(2)预制安装法

工场预制构件质量好;上下部结构平行作业,缩短现场工期,降低工程造价;可减少砼收缩、徐变引起的变形;对起吊设备要求较高。

(3)悬臂施工法

施工过程中产生负弯矩,桥墩也要承担弯矩;施工过程中存在着体系转换;施工简便于,结构整体性好,可不断调整位置;施工速度快,上下部结构平行作业;施工不影响通航和桥下交通,节省施工费用,降低工程造价。悬臂浇筑施工常在跨径大于100m的桥梁上,悬臂拼装施工可在跨径100m以下的桥梁选用。)(5)转体施工法

可以利用现场地形安排预制构件的场地;施工期间不断航,不影响桥下交通;施工设备少,装置简单,容易制作和掌握;减少高空作业,施工工序简单,施工迅速。转体施工适合于单跨和三跨桥梁,可在深水、峡谷中建桥中采用,同时,也适应在平原区以及用于城市跨线桥。

(6)顶推施工法

可运用简易的施工设备建造长大桥梁施工费用低,施工平稳无噪声,可在水深、山谷高桥墩上采用,同时也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用,易在等截面梁上使用;主梁在固定场地分段预制,连续作业,便于施工管理,避免了高空作业,结构整体性好;在梁截面设计和预应力钢束布置时为同时满足施工与运营的要求,将需较大的用钢量。

(7)移动模架逐孔施工法

不需设置地面支架,不影响通航和桥下交通,施工安全可靠;有良好的施工环境,保证施工质量,一套模架可多次周转使用,具有在预制场地生产的优点;机械化、自动化程度高,节省劳力,降低劳动强度;移动模架设备投资大,施工准备和操作都较复杂。

移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。

(8)横移施工法

在整个操作期间,与该结构有关的支座位置保持不变,即没有改变桥梁的结构体系。在横移期间,以临时支座支承该结构的施工质量。横移法多用于正常通车线路上的桥梁工程的换梁,也可与其他施工方法配合使用。

(9)浮运与提升施工法

在结构下面需要有一个适宜的场地;拥有一定起重能力的提升设备;地基承载力需满足施工要求;被提升的结构应保持平衡;要有一系列的大型浮运起吊设备。

20、什么是预拱度?为什么在施工中需设置预拱度?

答:上部结构和支架的各变形值之和,即为应设置的预拱度。支架受载后将产生弹性和非弹性变形,桥梁上部结构在自重作用下会产生挠度,为了保证桥梁竣后尺寸的准确性,在施工时支架须设置一定数量的预拱度。设置原因:通过施工时设置反向挠度,消除挠度对桥梁的不利影响,使桥梁线形在通常情况下接近设计竖曲线线形。

21、连续梁桥边跨跨度的调整对恒载弯矩的分布有何影响?

第二章桥梁工程的设计与规划

一、简答题

1、列举土木工程结构的基本特性,并比较土木工程与其它产品(如电子、机械产品等)的区别。

2、概述桥梁建设的基本程序和过程。

一,野外勘测与调查研究工作二,纵断面设计

三,横断面设计四,平面布置五3、为什么斜桥的斜交角度不宜过大?

答:斜桥的斜交角过大将使得:1)桥梁的跨度增大,提高造价;(2分)2)结构受力不合理;(2分)3)增加构造难度。(1分)

4、试述桥梁设计的程序和每一设计阶段的主要内容。

答:桥梁的设计程序,大、小桥采用两阶段设计.小桥采用一阶段设计。

第一阶段是编制设计文件:主要是选择桥位,拟定桥梁结构型式和初步尺寸,进行方案比较,编制最佳方案的材料用量和造价。在初步设计的技术文件小,应提供必要的文字说明,图表资料,设计和施工方案,工程数量,主要建筑材料指标,以及设计概算。

第二阶段是编制施工图。主要是根据已批准的初步设计文件.技术方案,总投资额等进一步进行具体的技术设计。在施工图设汁中应提出必要的说明和适应施工需要的图表,编制施工组织设汁文件和施工预算。

5、桥梁的纵断面和横断面设计的主要内容是什么?

答:桥梁纵断面设计,包括确定桥梁的总路径、桥梁的分孔,桥梁的高度、基础埋旨深度、桥面标高和桥头引道的纵坡等。

桥梁横断面设计,主要是确定桥面净亭和与此相适应的桥跨结构横断面的布置。

6、桥梁设计应满足哪些基本要求?简要叙述各项要求的基本内容。

7、对于跨河桥梁,如何确定桥梁的总跨径和分孔?

8、桥梁各种标高的确定应考虑哪些因素?

9、确定桥面总宽时应考虑哪些因素?

10、阐述桥梁设计方案比选的过程,成果应包含的主要内容。

11、简述桥梁限界的含义。

答:为保证列车、车辆等能在桥上安全行驶,在桥梁横截面内,必须在桥面之上保留出特定的面积,不允许桥梁的任何构件侵入,中国铁路部门将这一面积称桥梁建筑限界,公路部门称桥面净空。

12、试述桥梁工程设计应遵循的基本设计原则。

答:1)桥梁设计的原则为:安全性、适用性、经济、美观。(3分)

2)安全是第一前提。在满足安全、适用要求的条件下,考虑经济。在安全、适用和经济的前提下,尽可能使桥梁具有优美的造型。(2分)

13、桥梁的初步设计、技术设计、施工设计各包括哪些内容?

第三章桥梁的设计荷载

一、简答题

1、什么叫作用?试述作用的分类及其组合。

(1)作用(action):所有引起结构反应的原因;

(2)按作用的性质,可为两类:直接作用(亦称荷载):施加在结构上的一组集中力或分布力;间接作用:引起结构外加变形或约束变形的原因。

(3)基本组合、标准组合、准永久组合

2、分析温度对桥梁结构的影响。

超静定结构存在多余约束,热胀冷缩将产生内力或支座反力。

静定和超静定结构,由于结构不同部位温度不同,内部将产生温差力。

3、为什么要考虑多车道活载的折减,如何考虑其折减?

横向折减的含义是:在多车道(或多线)桥梁上行驶的车辆活载使桥梁结构产生某种最大作用效应时,不同车道上的车辆活载同时处于最不利位置的可能性太小。显然,车道数越多,可能性(即同时出现最不利加载的几率)越小。

当桥涵设计车道数≥2时,汽车荷载产生的效应应该按规定的多车道横向折减系数进行折减,但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。

4、简述影响风荷载取值的因素。

横桥向风荷载的大小是风压与结构迎风面积的乘积。风压与风速及空气重力密度有关,而风速受到地理位置、地形条件、地面粗糙程度、高度等因素的影响。

5、试述冲击力与冲击系数的含义。

(1)冲击力:车辆以一定速度过桥时,由于动力影响,桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果,这种动力效应常称为冲击作用,其产生的力为冲击力。(2)冲击系数:为简化设计,引入冲击系数(大于1)来反映车辆活载的动力影响(即采用静力学的方法,用冲击系数乘以车辆重力)。

6、现行桥梁设计规范中对公路I级和公路Ⅱ级荷载是如何规定的?

①公路—I级车道荷载的均布荷载标准值为:

qk =10.5kN/m;集中荷载标准值按以下规定选取:

桥梁计算跨径小于或等于5m时,Pk =180kN;

桥梁计算跨径等于或大于50m时,Pk =360kN

桥梁计算跨径在5m~50m之间时,Pk 值采用直线内插求得。

计算剪力效应时,上述集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数

②公路—II级车道荷载的均布荷载标准值qk 和集中荷载标准值Pk 按公路—I级车道荷载的0.75倍采用。

③车道荷载的均布标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上;集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。

注:计算跨径为:设支座的为相邻两支座中心间的水平距离;不设支座的为上、下部结构相交面中心间的水平距离。

7、为什么要对大跨度桥梁的活载进行纵向折减?

答: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(2分)。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(3分)。

规范规定:当桥梁计算跨径大于150m时,应按表3.5进行纵向折减。对多跨连续结构(如连续梁桥),按主跨进行全桥折减。

8、简述铁路列车荷载的组成。

9、简述现行公路桥梁规范和铁路桥梁规范对车辆冲击力的规定有何不同?

1、新的〈通用规范JTG D60〉规定,汽车荷载冲击力应按下列规定计算:

(1)钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台,应计算汽车的冲击作用。

(2)填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。(3)支座的冲击力,按相应的桥梁取用。

(4)汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ

(5)冲击系数μ可按下式计算:

当f < 1.5 Hz时,μ=0.05;当1.5Hz ≤ f ≤14Hz时,μ=0.1767lnf-0.0157;当 f > 14 Hz 时,μ=0.45。【式中,f 为结构基频(Hz)。】

(6)汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数:采用μ=0.3。

2、现行铁路规范-铁路桥动力系数1+μ

(1)简支或连续钢桥跨结构和钢墩台1+μ=1+28/(40+L)

(2)钢与钢筋混凝土板构成的结合梁1+μ=1+22/(40+L)

(3)钢筋混凝土的、混凝土的、石砌的桥跨结构及涵洞、刚架桥,其顶上填土厚度≥1.0m (从轨底算起)时不计冲击力。当小于1.0m时1+μ=1+6α/(30+L),α= 4(1 - h) ≤ 2 (4)空腹式钢筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋1+μ=1+15/(100 +λ)或1+0.4 L/f

10、举出一个混凝土徐变使桥梁产生内力变化的实例。

11、现行公路桥梁规范和铁路桥梁规范对荷载(作用)是如何分类的?

(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)铁路桥梁:习惯于按作用性质和发生的几率来进行分类,将桥梁作用分为:主力(对应于公路桥的永久作用和一部分可变作用);

附加力(对应于不包含在主力中的其他的可变作用);

特殊荷载(对应于偶然作用)。

12、离心力属于桥梁设计中的可变荷载(作用),现行公路桥梁规范和铁路桥梁规范在荷载(作用)分类时,对待离心力有何不同?

公路桥上离心力较小,当曲线半径等于或小于250m时,才考虑离心力的作用。离心力等于车辆荷载(不计动力效应)乘以离心力系数(率)。对铁路荷载C不应大于0.15。

离心力作用点:铁路轨顶以上2m,公路桥面以上1.2m

第四章桥面构造

一、简答题

1、试述公路桥面的组成及其作用。

答: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等。桥面(deck)构造是直接与车辆、行人接触的部分,它对桥梁的承重结构起保护作用,并满足桥梁的便用、布局和美观要求。

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。

伸缩装置可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。

2、试述铁路桥面的组成及其作用。

答:铁路桥面构造通常包括钢轨、护轨、轨枕、道碴、挡碴墙、泄水管、人行道、栏杆和钢轨伸缩调节器等。

道床作用:减弱对桥的冲击;缓和列车的振动;防止枕木移位;将车轮集中荷载分布到梁顶面;调整轨底标高。

挡碴墙作用:挡住道碴。为使其不参与主梁的受力;沿纵向每隔3~4m,设横向断缝(包括其纵向钢筋),缝内填塞防水材料。

钢轨伸缩调节器,保证车轮是在连续的而不是断开的轨道上滚动。

3、设置纵横坡的目的是什么?

答:桥面上设置纵坡,一方面有利于排水,另一方面,则是桥梁立面布置所必需。

设置公路桥面横坡的目的,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。

4、试述伸缩装置选择的依据。

答:伸缩装置的构造应满足下列要求:

①在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向,均能自由伸缩;

②装置本身及其与结构的连接牢固可靠;

③车辆驶过时应平顺、无突跳与噪声;

④可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞;

⑤安装、检查、养护、清污均简易方便。

需要强调的是,在设置伸缩装置处,栏杆与桥面铺装都需要断开。

伸缩装置类型的选用,主要取决于桥梁的伸缩量△L,它包括:

以设置伸缩装置时为基准的气温上升引起的梁体伸长量△Lt+气温下降引起的缩短量△Lt-,混凝土收缩引起的梁体缩短量△Ls-,混凝土徐变引起的梁体缩短量△Lc-梁的制造与安装误差的余量△Le。总伸缩量为:△L=△Lt++△L+t-L+s-L+c-Le对于大跨度桥梁,还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的梁端转角伸缩变形量。注意上式是取各项的绝对值之和,不是代数和。

5、常用的伸缩装置有哪些?简述其工作原理。

答:(1)对接式伸缩装置(填塞对接型和嵌固对接型)——填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙,伸缩体在任何情况下都处于受压状态;嵌固对接型伸缩装置利用不同形状的钢构件将不同形状的(如W形、M形、箱形、鸟形等)橡胶条(带)嵌牢固定,并以橡胶条(带)的拉压变形来吸收梁体的变形,其伸缩体可以处于受压状态,也可以处于受拉状态。

(2)钢制支承式伸缩装置——用钢材装配制成的、能直接承受车轮荷载的一种构造。钢梳形板伸缩装置是将钢板做成梳齿状,跨越伸缩缝间隙后,搭在另一端预埋钢板上,伸缩量达40mm以上。

(3)橡胶组合剪切式伸缩装置——用一整块橡胶板嵌在伸缩缝中而成,橡胶板设有上下凹槽,依靠凹槽之间的橡胶体剪切变形来达到伸缩的目的,并在橡胶板内预埋钢板以提高橡胶

的承载能力,伸缩量可达60mm。如果在橡胶板下增设前述梳形板,一面用梳形钢板来支托橡胶板,一面用橡胶板来防水,两者同时起伸缩的作用,则伸缩量可以增加至200mm。(4)模数支承式伸缩装置——它的主要部分是由异型钢与各种截面形式的橡胶条组成的犹如手风琴式的伸缩体,配上横梁、位移控制系统以及弹簧支承系统。每个伸缩体的伸缩量为60~100mm。

(5)无缝式伸缩装置(含桥面连续构造)——接缝构造不外露于桥面,在梁端部的伸缩间隙中填入弹性材料并铺上防水材料,然后在桥面铺装层中铺筑黏弹性复合材料,使伸缩接缝处的桥面铺装与其他铺装部分形成连续体,以连接缝的沥青混凝土等材料的变形承受伸缩的一种构造。

6、公路桥梁人行道布设有哪几种方式?

答:(1)在跨径较小的现浇板梁桥中,可现浇悬臂板作为人行道板;

(2)在装配式板桥中,可专设人行道板梁,采用局部加高墩台盖梁的方法来抬高人行道板梁;

(3)在跨径较大的装配式板桥中,专设人行道板梁就不经济,此时常预制一些人行道块件搁置于板上,形成人行道。

7、栏杆的设计应考虑哪些因素?

答:(1)栏杆的设计首先要考虑结构安全可靠,选材合理;

(2)栏杆柱或栏杆底座要直接与浇筑在混凝士中的预埋件焊牢,以增强抗冲击能力;

同时也要考虑经济适用,工序简单,互换方便。

(3)栏杆的艺术处理则根据桥梁的类别而要求不同。

(4)公路桥的栏杆要求简洁明快,其所用材料和尺寸比例与主体工程配合,常采用简单的上、下扶手(balustrade)和栏杆柱组成,给行驶的车辆有一个广阔的视野。

(5)城市桥梁的栏杆艺术造型应当予以重视,以使栏杆与周围环境和桥梁本身相协调,这主要是指栏杆在形式、色调、图案和轮廓层次上应富有美感,而不是过分追求华丽的装饰。

8、通常的铁路桥面有哪两种类型?

答:铺设道碴的桥面称为道碴桥面(ballasted deck),钢桥桥面则一般不铺道碴,而将轨枕直接铺在纵梁上,称为明桥面(open deck)。

9、简述桥面铺装的作用。

答: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(即主梁上翼缘),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。

10、公路桥面横坡设置方式有哪些?

答:公路桥面的横坡,一般为1.5%~3%。通常有三种设置型式。

①对于板桥(矩形板或空心板)或就地浇筑的肋板式梁桥(见第五章),为节省铺装材料并减轻桥面恒载重力,可以将横坡直接设在墩台顶部,或通过调整支承垫石高度来形成横坡,而使桥梁上部结构形成双向倾斜,此时,铺装层在整个桥宽上做成等厚的。

②在装配式肋板式梁桥中,为使主梁构造简单、架设和拼装方便,通常将横坡直接设在行车道板上。先铺设一层厚度变化的混凝土三角形垫层,形成双向倾斜,再铺设等厚的混凝土铺装层。

③对宽度较大的桥梁,用三角垫层设置横坡将使混凝土用量或桥面恒载重力增加太多。为此,可将行车道板做成倾斜面而形成横坡。

11、对于桥面防水层的要求有哪些?

答:防水层要求不透水,有较高的强度、弹性和韧性,耐高温、低温,腐蚀和老化,与沥青混凝土和水泥混凝土的亲和性好,施工安全、简便、快速。

12、公路桥梁最容易受到损坏的部分有哪些?

13、试分析车辆超载超限对公路桥梁有什么影响?

答:车辆严重超限,即使设计标准较高的水泥混凝土桥梁也会产生桥梁挠度增大,水泥混凝土过早开裂,逐步引起钢筋锈蚀,缩短桥梁寿命,在桥梁的薄弱环节如伸缩缝接口的钢材焊口开焊破坏、桥头填土下沉产生桥头跳车,甚至还可能由于车辆荷载超过桥梁设计极限使桥梁损毁崩塌。

第五章混凝土简支梁桥上部结构

一、简答题

1、什么叫板的荷载有效分布宽度?

板有效工作宽度(或荷载有效分布宽度):除轮压局部分布荷载直接作用板带外,其邻近板也参与共同分担荷载。

2、什么叫荷载横向分布影响线?什么叫荷载横向分布系数?

答:(1)荷载横向分布影响线:P=1在梁上横向移动时,某主梁所相应分配到的不同的荷载作用力。

(2)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m。此m,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。

3、计算装配式钢筋混凝土简支梁桥的荷载横向分布系数的方法有哪些?分别说明各计算方法的名称及适用范围。(同预应力第8题)。

4、荷载位于跨中和支点的横向分布情况有何不同?

5、试述杠杆法计算荷载横向分布系数的基本原理

答:基本假定:忽略主梁之间横向结构的联系,假设桥面板在主梁上断开并与主梁铰接,把桥面板视作横向支承在主梁上的简支板或带悬臂的简支板荷载横向分布影响线为三角形。计算步骤:(1)求解单位荷载在横向不同位置时梁的反力值;(2)根据反力值作出反力横向影响线;(3)在横向影响线上按最不利位置布载,计算横向分布系数。

6、试述偏心受压法计算荷载横向分布系数的基本原理,为什么还要提出修正的偏心受压法?

答:(1)将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe。只要求出两种荷载作用下对于各主梁的作用力,并将其叠加,便可得到偏心荷载P=1对各根主梁的荷载横向分布。

(2)刚性横梁法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。然而其在推演过程中由于作了横隔板近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的假定,导致了边梁的计算结果偏大。若考虑主梁抗扭刚度,可进行修正。这一方法即不失刚性横梁法之优点,又避免了结果偏大的缺陷,因此修正的刚性横梁法是一个具有较高应用价值的近似法。

7、 G—M法的基本思路是什么?

答:比拟正交异性板法就是把I x和I Tx均匀分摊于b宽度上,I y和I Ty均匀分摊于a上。得到了在x、y方向截面单宽抗弯刚度EJ x、EJ y和抗扭刚度GJ Tx、GJ Ty的正交异性板,求解在单位荷载下的板挠度曲线,据荷载与挠度关系求各根主梁处荷载横向分布影响线。(每根主梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为I x、I Tx,横隔梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为I y、I Ty。)

8、装配式梁式桥横向连接方法有哪些?

答:连接的方法有两种:

(1)焊接接头:翼板间用钢板连接,接缝处铺装混凝土内放置上下两层钢筋网

(2)湿接接头:通过一定措施将翼缘伸出钢筋连成整体,在接缝铺装混凝土内再增补适量加强钢筋

(1)钢板连接,它是在横隔梁上下进行钢板焊接。

(2)混凝土连接,它是在横隔梁上下伸长连接钢筋,并进行主钢筋焊接,现浇接头混凝土。

9 、简述横隔梁的作用。

答:横隔梁作用是保证桥梁的整体性,使上部构造在横向具有足够的强度和刚度,使梁的横向连结处在位用过程个不致因受荷载的反复作用而发生松动。

10、偏心受压法计算荷载横向分布系数的基本假定是什么?

答:中间横隔梁视为支承在各片主梁上的刚度无穷大的刚性梁,荷载作用下保持直线形状;忽略主梁抗扭刚度。

11、杠杆法和偏心受压法计算荷载横向分布系数的适用范围是什么?

答:(1)适用情况①只有邻近两根主梁参与受力②虽为多主梁,但计算梁端支承处荷载③无中间横隔梁适用范围:荷载作用于梁端近支座处

(2)适用条件:1.跨中甚至1/4跨处设有横隔梁;2.桥跨比B/L小于等于0.5的窄梁桥。求解位置:跨中截面

12、 T形梁行车道板的结构形式有哪些?其计算模型是什么?

14、试画出悬臂板和铰接悬臂板的计算图式。

15、施工方法与主梁恒载内力计算有什么关系?试举例说明。

二、计算题

1.计算如图所示T梁所构成铰接悬臂板的设计内力。荷载为公路I—级车道荷载,桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土面层(容重为21kN/m 3 )和平均厚9cm的C25混凝土垫层(容重为23kN/m 3 );T 梁翼缘板钢筋混凝土的容重为25kN/m 3 。

思考问答题(含答案)

习题图 5-1(单位:cm)

2、有一整体浇筑的T形梁桥(由五片梁组成),行车道板厚18cm ,梁肋高度为82cm ,厚度为20cm ,梁肋间距为200cm ,桥面铺装厚度为11cm ,荷载为公路I 级,求此连

思考问答题(含答案)

续单向板在车辆荷载作用下的最大剪力。( a 2 =0.2m, b 2 =0.6m,按内插取值)

3 、某双车道公路桥由6 片截面完全相同的T 形梁组成,计算跨径19.5m ,设计荷载为公路I 级。行车道宽度为7.0m ,人行道2 × 1.5m ,梁肋中心距 1.6m ,中间设3 道

横隔板,冲击系数1+ μ =1.19.

(1)分别用杠杆法和刚性横梁法计算1# 梁荷载横向分布系数m 0 ,m c , 并画出顺桥跨方向m 的变化图。

(2)求1# 梁汽车荷载所产生的跨中最大弯矩(M 中)max .

(3)求1# 梁汽车荷载所产生的支点处最大剪力(Q 支)max .

思考问答题(含答案)

习题图 5-3 桥梁横断面布置(单位:m)

第六章桥梁支座

一、简答题

1、简述公路简支梁桥和连续梁桥支座的一般布置方式。

答:(1)简支梁桥一端设固定支座,另一端设活动支座。铁路桥梁由于桥宽较小,支座横向变位很小,一般只需设置单向(纵向)活动支座。公路T形梁桥由于桥面较宽,因而要考虑支座横桥向移动的可能性。即在固定墩上设置一个固定支座,相邻的支座设置为横向可动、纵向固定的单向活动支座,而在活动墩上设置一个纵向活动支座(与固定支座相对应),其余均设置双向活动支座。

(2)连续梁桥每联(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。但若该处墩身较高,则应考虑避开,或采取特殊措施,以避免该墩顶承受过大的水平力(这导致墩底弯矩过大)。

2、为什么不宜在高桥墩处设置固定支座?

3、试述常用支座类型和板式、盆式橡胶支座的工作原理。

答:板式橡胶支座的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角(1.5分),利用橡胶的剪切变形实现水平位移(1.5分)。

盆式橡胶支座的工作原理是:利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质(适度不均匀压缩)来实现转动(1分);依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。

4、试分析如果简支梁桥的活动支座的不能自由活动,会对混凝土桥梁产生什么影响?

5、在位于坡道上的混凝土桥梁,其固定支座应设在较高的一端还是较低的一端?

答:当桥梁位于坡道上时,固定支座应设在较低一端,以使梁体在竖向荷载沿坡道方向分力的作用下受压,以便能抵消一部分竖向荷载产生的梁下缘拉力;当桥梁位于平坡上时,固定支座宜设在主要行车方向的前端。

6、板式橡胶支座是如何适应桥梁纵向位移要求的?

7、连续梁桥悬臂施工时,为什么要设置临时支座?如何设置?

8、对宽桥如何考虑在横向的支座布置问题?

9、如何识别各种橡胶支座的代号?我国铁路桥梁和公路桥梁使用的橡胶支座的代号有何不同?

我国交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法,按交通部JT标准第5.1条有这样几项代码组成:名称、型式、规格及胶种。如GJZ300×400×47(CR),表示公路桥梁矩形、平面尺寸300×400、厚度为47的氯丁橡胶支座;又如GYZF4300×54(NR),表示公路桥梁圆形、直径300、厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。

成品盆式橡胶支座的主要系列有:GPZ、TPZ-1等。其中,GPZ表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列盆式橡胶支座;TPZ-1则表示我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座。

二、计算题。

1、某公路钢筋混凝土简支T型梁桥,梁肋宽0.25m,标准跨径Lb=20m,计算跨径l=19.5m,恒载作用下支座反力260kN,考虑冲击力后活载产生的最大及最小反力分别为285.6kN 和113kN 。制动力在支座上产生的水平力H=7.84kN。主梁在最不利荷载下梁端产生的转角θ=0.0032rad。主梁的计算温差为45度。按梁的两端采用等厚度的板式橡胶支座进行支座设计计算。

2、支座最大设计反力10000kN,无水平位移,梁端设计转角θ=0.006rad,采用盆式橡胶固定支座。氯丁橡胶的容许应力为24.5MPa ,聚四氟乙烯板的容许应力为29.4MPa,上、下支座板及中间衬板均采用Q345q钢材,其容许应力为205.9MPa。试设计此盆式橡胶支座。

第七章桥梁墩台与基础

1、钢筋混凝土双薄壁墩的优点有哪些?

答:特点是在横桥向的长度基本和其他形式的墩相同,但是在纵桥向的长度很小。其优点是,可以节省材料,减轻桥墩的自重,同时双壁墩可以增加桥墩的刚度,减小主梁支点负弯矩,增加桥梁美观;V形墩可以间接的减小主梁的跨度,使跨中弯矩减小,同时又具有拱桥的一些特点,更适合大跨度桥的建造。

2、重力式桥墩和轻型桥墩的主要区别是什么?

答:重力式桥墩,主要靠自重平衡外力,自身接近于刚体。具有较强的防撞能力,但同时存在笨重、阻水面积大的缺陷,现在较少采用。一般与扩大基础配合使用,比较适合于地基条件良好的大中型桥梁,或流冰漂浮物较多的情况,在过去比较经济。材料:浆砌块石、素混凝土、料石(粗料)

轻型桥墩通过结构自身变形与抗力来承受外力。绝大多数情况均适用,一般与桩基础配合使用,比较简洁美观、与环境比较协调、占地少,但在个别情况下不如重力式桥墩经济。抗冲冲击防撞能力较差。材料以钢筋混凝土为主,某些情况下也采用劲性混凝土、预应力混凝土。

3、组合式桥台的类型有哪些?

答:锚碇板式组合桥台,过梁式、框架式组合桥台,桥台与挡土墙组合桥台。

4、锚定板式桥台有哪两种形式?简述其受力特点。

答:锚定板式桥台有分离式和结合式两种形式。分离式是台身和锚定板、挡土结构分开,台身主要承受上部结构传来的竖向力和水平力,锚定板设施承受土压力。结合式的锚定板与台身结合在一起,台身兼做立柱和挡土板。

5、概述沉井基础的施工过程。

答: 1.制作程序:场地整平→放线→挖土3~4m深→夯实基底,抄平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚上模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。

2.下沉程序:下沉准备工作→设置垂直运输机械、排水泵,挖排水沟、集水井→挖土下沉→观测→纠偏→沉至设计标高、核对标高→降水→设集水井、铺设封底垫层→底板防水→绑底板钢筋、隐检→底板浇筑混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板、上部建筑及辅助设施→回填土。

6、如果只考虑永久荷载与基本可变荷载,那么在顺桥向作用于桥墩上的荷载组合方式有哪两类?

答:1)桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合Ι、组合ΙΙΙ的内容组合。

2)桥墩在顺桥向承受最大水平荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合ΙΙ、组合IV的荷载内容组合。

7、分析柱式桥墩和桩柱式桥墩在桥梁中较广泛应用的原因?

答:柱式桥墩和桩柱式桥墩是公路桥梁采用较多的桥墩型式之一,原因是:

(1)能够减轻墩身重力节约圬工材料。

(2)柱式桥墩能配合各种基础,顶部可设计为有盖梁与无盖梁式,设计较灵活多样

(3)适合于各种地质与土质状况和有水与无水河床。

(4)施工中模形简单,长柱可采用滑模施工,施工速度快。

(5)结构外形轻巧、协调又较美观。

8、埋置式桥台在构造和受力上有何持点?它的适用范围有哪些?

答:特点,埋置式桥台将台身埋存锥形护被中,利用台前锥坡产生的土压力来抵消台后的主动土压力。可以增加桥台的稳定性,桥台的尺寸也相应减小。

重力式埋置桥台的台身可利用混凝土片行混凝土或浆砌块石筑成,耳墙用钢筋混凝土做成,台身常做成向后倾斜,这样—来可减小台斤土压力和基底合力偏心距。其它埋置式桥六还有用钢筋混凝土做成的立柱式埋置桥台、框架式埋置式桥台和桩式埋置桥台,这些桥台均较电力式桥台轻巧.能节约大量圬工。

当路堤填土高度超过6-8m时,固埋量式桥台的锥坡挡水面积大,对桥孔下的过水由积产生压缩而桥下仍然能满足过水要求时河床断面适合于埋置桥台。

特点:台身、基础均埋在土里、耳墙很小(挡土)、护坡会压缩河道或增加河长。适用:河滩

宽浅、地质良好、河床稳定、台高约为4-10米。

9、轻型桥台在构造和受力上有何特点?计算中如何考虑?

答:轻型桥台台身应混凝土浇筑或块石砌筑,宽度不小于60cm两边坡度直立,为了增加桥六抵抗水平推力的抗弯刚皮,也可将台身做成T形截面。上部构筑勺台帽问用栓钉连接,并用小石子混凝土或砂浆填实。桥台下端与相邻桥台(墩)之间设置支撑梁。

轻型桥台主要特点是利用桥跨结构和设在基础顶面上的支撑梁作为桥台(墩)之间的支撑,墩台、桥跨结构和支撑梁构成一个四铰框架,台身可以按下铰接支承的简支梁承受水平上压力,因而减薄了台身的厚度。

桥台在横桥向是一座较长的平直薄墙,在竖向荷载作用在本身平面内发生弯曲,应按弹性地基短梁进行计算。

10、简述支座的作用。

答:桥梁支座的作用:①将作用在上部承载结构的各种荷载传递到墩台上;②保证结构在荷载、温度、混凝土收缩和徐变等因素作用下自由变形,不产生附加内力,使上、下部结构的实际受力符合设计结构的静力计算图式。

11、概述柔性墩的工作原理及其作用。

答:柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是,可以通过一些构造措施,将上部结构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传递到全桥的各个柔性墩台,或相邻的刚性墩台上,以减少单个柔性墩所受到的水平力,从而达到减小桩墩截面的目的。

12、常用的桥墩、桥台类型有哪些?

答:(按受力构造特点)重力式墩台、轻型墩台;(按施工方法)现浇墩台、装配式墩台;(按构造)实体墩台、空心墩台、柱式墩台、框架式墩台;(按刚度)刚性墩台、柔性墩台;(按材料)砌体墩台、钢筋混凝土墩台;(按侧面线形)垂直、斜坡、台阶。

实体墩(分实体重力式桥墩和实体轻型桥墩)、桩(柱)式桥墩和柔性墩、框架式桥墩、重力式桥台、轻型桥台(薄壁轻型桥台、支承梁型桥台)、U型桥台、埋置式桥台、八字形、一字形桥台、框架式桥台、组合式桥台。

13、铁路桥墩台、检算常用的荷载组合方式有哪些?

14、公路桥墩台检算常用的荷载组合方式有哪些?

1)桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合Ι、组合ΙΙΙ的内容组合。

2)桥墩在顺桥向承受最大水平荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所列的组合ΙΙ、组合IV的荷载内容组合。

3)桥墩承受最大横桥方向的偏载、最大竖向荷载。可按公路桥梁设计规范中的组合I、II、III、IV荷载内容组合。

4)桥墩在施工阶段的受力验算。按组合V 进行验算。

5)需要进行地震力验算的桥墩,还要按组合VI进行验算。

各种不同的荷载组合,均应满足公路桥涵设计规范中所规定的强度安全系数、容许偏心距和稳定系数。

15、墩、台的验算项目有哪些?

(一)墩身检算项目

1.截面强度(应力) ;

2.截面合力偏心距;

3.纵向挠曲稳定性(墩身整体稳定性);

4.墩顶弹性水平位移。

(二)扩大基础基底检算项目

1.基底偏心:限制不均匀沉降导致桥墩歪斜;

2.基底强度(应力) ;

3.倾覆和滑动稳定性;

4.基底以下软弱土层的强度检算;

5.基础的沉降。

16、简述桩基础的分类。

1、按承台位置的高低分①高承台桩基础②低承台桩基础

2、按承载性质不同①端承桩②摩擦桩

3、按桩身的材料不同①钢筋混凝土桩②钢桩③木桩④砂石⑤灰土桩

4、按桩的使用功能分①竖向抗压桩②竖向抗拔桩③水平荷载桩④复合受力桩

5、按桩直径大小分①小直径桩②中等直径桩③大直径桩

6、按成孔方法分①非挤土桩②部分挤土桩③挤土桩

7、按制作工艺分①预制桩②灌筑桩

8、按截面形式分①方形截面桩②圆形空心桩

17、明挖扩大基础的检算内容有哪些?

答:(1)检查基底平面位置、尺寸大小、基底标高;

(2)检查基底地质情况和承载力是否与设计资料相符;

(3)检查基底处理和排水情况是否与规范相符;

(4)检查施工日志及有关试验资料等;

18、简述柱式桥墩的构造特点。

柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式,它可以根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖梁组成,对于上部结构为大悬臂箱形截面,墩身可以直接与梁相接。

19、拱桥桥台的主要类型有哪几种?

重力式U型拱桥桥台、轻型拱桥桥台、背撑式桥台、背靠式框架桥台

八字形、U形桥台、Ⅱ形、E形、靠背式框架桥台、组合式、空腹式、齿槛式、