桥梁的知识.docx

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桥梁的知识

桥梁的知识

第1章绪论

1.简述桥梁的组成结构。

答：

桥梁分为上部结构（桥跨结构）和下部结构，下部结构包括桥墩、桥台、基础。

（1）桥跨结构（或称桥孔结构，上部结构），是在线路遇到障碍而中断时，跨越障碍的主要承结构。

（2）桥墩、桥台、墩台基础（统称下部结构），是支承桥跨结构并将恒载和车辆等荷载传至地基的建筑物。

2.简要说明设计洪水位、计算跨径、标准跨径、桥长、桥梁净跨径、桥梁的建筑高度等桥梁规划与设计中的相关技术术语。

答：

（1）设计洪水位是依据设计的洪水频率所计算

（3）按主要承重结构所用材料划分，有圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。

（4）按桥梁全长和跨径不同，分为特大桥、大桥、中桥和小桥，可参考《公路工程技术标准》（2003）。

（5）按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、跨线桥（立体交叉）、高架桥和栈桥。

（6）按上部结构的行车位置划分，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。

4.桥梁建筑的发展方向具体体现在那些方面？

答：

桥梁建筑的发展方向具体体现在新材料、新理论、大跨径三方面。

5.桥梁设计上与施工上必须满足的具体要求是？

答：

（1）桥梁设计必须积极采用新结构、新材料、新设备、新工艺和反映新的设计思想。

整个桥梁结构及其各个部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

（2）桥梁施工时，桥梁结构应便于制造和安装，尽量采用先进的工艺技术和施工机械，以利于加快施工速度，保证工程质量和施工安全。

6.桥梁纵断面设计时，如何确定桥梁的总跨径？

答：

桥梁总跨径一般根据水文计算确定。

要求桥梁总跨径必须保证桥下有足够的泄洪面积。

但由于桥梁墩台和桥头路堤压缩了河床，使桥下过水断面减少，流速加大，会引起河床冲刷。

而为了使总跨径不致过大，节省建桥投资，又允许有一定的冲刷。

因此，桥梁的总跨径应根据具体情况，经过全面分析后加以确定。

7.桥梁纵断面设计时，为什么要进行分孔设计？

答：

桥梁纵断面设计时，如何分孔影响到桥梁的使用效果和施工难易等，更主要是在很大程度上关系到桥梁的总造价。

跨径越大，孔数越少，上部结构的造价就越高，墩台的造价就相对减少；反之则反是。

8.桥梁进行横断面设计时，最主要的设计任务是？

答：

桥梁横断面设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横断面布置。

9.我国现行的公路桥涵设计中，作用于桥梁上的荷载主要有哪几类？

答：

（1）.永久荷载（恒载）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、预加应力、土的重力及侧压力、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（活载）在设计使用期内，其值随时间变化，且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他可变荷载。

基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力、人群荷载、离心力以及所有车辆所引起的土侧压力。

其他可变荷载包括汽车制动力，风力，流水压力，冰压力，温度影响力和支座摩阻力。

（3）偶然荷载在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载，它包括船只或漂浮物撞击力，地震作用。

10.桥梁设计荷载的组合有哪几种？

答:

桥梁设计时，应考虑的几种组合形式主要有：

（1）主要组合基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种相组合；

（2）附加组合基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种与其他可变荷载的一种或几种相组合，设计弯桥时，当离心力与制动力组合时，制动力仅按70%计算；

（3）偶然组合基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种与偶然荷载中的船只漂流物撞击力相组合；

（4）结构重力、预应力、土重力和土侧压力中的一种或几种与地震力相组合；

（5）施工组合桥涵在进行施工阶段的验算时，根据可能出现的施工荷载（如结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等）进行组合；

构件在吊装时，其重力应乘以动力系数1.2或0.85，并可视构件具体情况作适当增减。

此外，还有些其他可变荷载相互之间组合在一起，设计时应注意选择。

第3章桥梁工程

1.拱桥的优缺点有哪些？

答：

拱桥的优点主要有：

（1）跨越能力较大

（2）材料的适应性强

（3）节约钢材

（4）桥形美观

（5）耐久性好没，养护维修费用省

2.拱桥的主要适用情形有哪些？

答：

（1）地基条件好的山区，可就地取材，因地制宜发挥拱桥自身优势

（2）城市、风景区、侧重美学要求而选用拱桥

（3）较大跨径桥梁的竞争方案，在80~200m的跨径范围，拱桥方案时颇具有竞争力的。

3.拱桥的基本组成结构包括哪几部分？

答：

拱桥的基本组成结构与梁桥一样，主要组成部分为上部结构和下部结构两部分组成。

其中上部结构包括：

主拱、拱上建筑、桥面系组成；下部结构主要由制成像林桥垮的桥墩、制成桥梁边跨并与路堤连接的桥台及其辖的基础组成。

4.拱矢度变化对拱桥哪些方面有影响？

答：

（1）Hg随拱矢度的变化

（2）附加内力

主拱因温度变化、混凝土收缩和拱脚变位等附加因素所产生的附加内力将恶化主拱受力，它随f/L的减小而加大，当f/L<1/8后附加内力增加显著。

（3）稳定性

主拱视为受压曲杆，其稳定性当f/L过大或过小时均不利。

因f/L过小，Hg显著加大；而f/L过大，则主拱受压计算长度明显加大。

（4）连拱作用

这主要是针对对多跨拱桥而言。

由于桥墩结构非绝对刚体，从而引致变形与内力由荷载孔向非荷载孔逐次传递。

考虑连拱作用，对主拱因增加拱脚变位所生的附加内力而不利，对下部结构因计及推力在各墩的传布分配而显得有利。

根据分析，连拱作用的影响程度系随f/L的减小而加大。

（5）施工

当f/L过大时，主拱拱脚段过陡，无论砌筑圬工或浇筑混凝土都带来困难。

5.拱桥平衡推力的措施主要有哪几种？

答：

因为水平推力与荷载强度、跨径、拱矢度有关，故平衡推力措施有：

（1）调整拱上恒载重量：

大跨径孔用轻质填料（或无填料）和空腹式拱上建筑，小跨径孔用重填料和实腹式拱上建筑；

（2）采用不同矢跨比：

当跨径一定时，推力大小与拱矢度成反比，所以大跨用矢跨比较大的陡拱，小跨用矢跨比较小的坦拱；

（3）拱脚不同标高：

大跨拱脚降低，减小其推力对基底的力臂，小跨拱脚抬高，增大其推力对基底的力臂，从而使两者对基底的力矩得到平衡。

这几种措施设计时可综合应用，但前两种是平衡推力本身，第三种则是平衡推力对基底的力矩，且对桥型外观的影响不佳。

如仍达不到完全平衡推力作用的效果，则需设计体型不对称或加大截面尺寸的桥墩和基础来解决。

6.什么是合理的拱轴？

答：

拱轴线的形状直接影响主拱截面的内力分布与大小，最理想的拱轴线是使外荷载作用下的主拱任一截面只有轴向力，而无弯矩与剪力，即处于纯压状态，截面压应力分布均匀。

我们把荷载压力线完全吻合的拱轴线称为合理拱轴。

7.桥梁工程中，绝对合理的拱轴是找不到的，其原因是什么？

答：

（1）主拱总荷载是恒载和活载的组合，由于活载（车辆、行人）的频繁变动，总荷载将随时发生变化，因此，以一条选定的拱轴线去适应频繁变化的荷载压力线是不可能的；

（2）主拱并非绝对刚体，承载后将发生变形，变形后的实际拱轴线将偏离原来设计位置，即使是与设计拱轴线相适应的荷载作用下，主拱截面也将出现弯矩。

所以只能找到相对合理拱轴。

8.拱轴线形、拱轴系数与恒载分布状况循环相关，拱轴系数m往往通过试算确定，其步骤是什么？

答：

（1）拟订主拱L0,f0和主拱截面高d（是等截面还是变截面）；

（2）假定m，相应求出

（3）查表定出

这里，dd、dj分别为主拱在拱顶、拱脚处截面高；

（4）进行拱上建筑布置，计算∑Ml/4，∑Mj；

（5）将计算值

所谓相符，是指计算与假定值相差在半级（0.005）以内。

如不符，可重新假定m或调整拱上布置，再进行试算。

9.何谓活载的横向分布？

答：

拱桥在活载作用下，其主拱截面将出现挠度、内力的横向不均匀现象，这就是所谓活载横向分布问题。

10.对于箱形拱轴线选择时，m值一般偏低采用，其理由是什么？

答：

拱轴常采用悬链线，为适应无支架施工，m值应偏低采用，即m≤3.5其理由主要有：

（1）避免施工中裸拱弯矩过大

（2）适应拱上建筑轻型化

（3）降低拱顶正弯矩

11.拱桥设计时，恒载内力有哪些项，其计算的假设前提是什么，假定与实际情况有哪些差距?

答：

恒载内力分为三项，即基本内力、弹性压缩内力和偏离内力。

恒载基本内力是假定拱圈绝对刚性，恒载压力线与拱轴线吻合为计算前提，拱内仅产生轴向压力而无弯矩和剪力，但实际的拱圈并非绝对刚体，主拱圈在轴向压力作用下将产生弹性压缩变形，拱轴要缩短，拱内将产生弹性压缩内力，而偏离内力是对大跨径桥梁来说，除拱顶、拱脚、1／4跨径外，其它各点与压力线有偏离，使拱内产生附加内力。