桥梁工程学习指南.docx

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桥梁工程学习指南

桥梁工程-学习指南

一、填空题：

1.桥梁基本结构的组成部分有、、。

2.按照受力特点分，桥梁的基本结构体系有桥、桥、桥、桥四种。

3.桥梁按平面形式可分为、、、坡桥、匝道桥等。

4.桥梁按规模分为、、、、涵洞。

5.桥梁按桥面位于桥跨结构的高低位置可分为、、。

6.桥梁总体规划的原则是、、、。

7.桥梁纵断面设计包括确定桥梁的、、桥道标高、纵坡及基础埋深等。

8.作用在桥梁上的荷载分为、和三大类。

9.公路桥的基本可变荷载包括、、、汽车引起的土侧压力、人群荷载。

10.公路桥梁上的可变荷载分为荷载和荷载两大类。

11.公路桥的偶然荷载包括、、船只或漂流物的撞击作用。

12.公路桥梁汽车荷载分为、两个等级。

13.城市桥梁汽车荷载分为、两个等级。

14.公路桥的永久荷载包括、、土的重力、土侧压力、混凝土收缩及徐变作用、水的浮力、基础变位作用。

15.梁式桥按截面形式分为梁桥、梁桥和梁桥三种。

16.梁式桥按静力体系分为梁桥、梁桥和梁桥三种。

17.简支梁桥的支座按其提供的约束分为支座和支座两种。

18.梁桥桥墩的主要类型有：

、、、柔性桥墩、薄壁桥墩、框架式桥墩。

19.梁桥桥台的主要类型有：

、、、组合桥台。

20.当多孔拱桥相邻两跨恒载水平推力不等时，应将桥墩设计成敦。

二、判断题：

（正确的打√、错误的打×）

1.按照受力特点划分，桥梁的四种基本体系是梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。

2.桥梁全长是指桥梁两端两个桥台台背前缘之间的距离。

无桥台时指桥面行车道全长。

3.下承式桥是主要受力结构位于行车道之下的桥。

4.各孔计算跨径之和是桥梁的总跨径。

5.桥梁建筑高度是桥下最低水位至桥面标高的距离，反映了施工的难易程度。

6.斜拉桥的适用跨径比悬索桥大。

7.桥梁平面形式（直桥、斜桥、弯桥）的确定原则是：

小桥和涵洞符合路线走向；特大及大、中桥，桥、路综合考虑，尽可能直桥。

8.斜桥指桥轴线及桥跨支承线间呈一夹角的桥，正桥该夹角为0。

9.桥梁分孔时，孔数越少，上部结构造价越高，下部结构造价越低。

10.高速公路和一级公路的桥梁，汽车荷载等级均为公路-I级。

11.在桥梁工程中，强度等级达到C80以上的称为高强混凝土。

12.桥面铺装主要指人行道、栏杆、灯柱。

13.整体式简支T梁桥整体性好，没有必要设置横隔梁。

14.桥面板计算中，悬臂板的荷载有效分布宽度及车轮横桥向宽度无关。

15.荷载横向分布系数一定大于零且小于1。

16.偏压法确定的横隔梁截面内力影响线为两直线构成的折线，转折点为所求截面的位置。

17.横隔梁抗扭刚度为零是确定荷载横向分布系数的偏心压力法的基本假定之一。

18.计算人群荷载作用下简支梁跨中截面最不利剪力时，应将人群荷载满跨布置。

19.钢桥采用高强螺栓连接是最好的连接方式，也是目前最常用的连接方式。

20.托盘式墩帽和悬臂式墩帽一般在桥较宽时采用。

21.实体墩截面强度验算时，沿桥横向和纵向是分别进行的。

22.实体墩进行截面强度验算时，只要选取最下面的截面进行验算即可保证安全。

23.柔性墩指的是由若干立柱及上面的盖梁组成的桥墩，其优点是减轻桥墩重量、节约圬工材料、经济美观。

24.梁桥轻型桥台的常见形式有U形桥台、耳墙式桥、T形台等、埋置形桥台等。

三、简答题：

1.（4分）名词解释：

梁式桥净跨径

2.（4分）名词解释：

梁式桥计算跨径

3.（4分）名词解释：

容许建筑高度

4.（4分）名词解释：

汽车冲击力

5.（4分）名词解释：

汽车离心力

6.（5分）名词解释：

汽车制动力

7.（4分）名词解释：

板的有效工作宽度

8.（4分）名词解释：

荷载横向分布系数

9.（4分）名词解释：

制动墩

10.（7分）从主要承重结构、受力特点上分述桥梁四种基本体系（梁、拱、刚、吊）的特点。

11.（7分）简述桥面铺装的作用。

12.（7分）分述桥面横坡和纵坡的找坡方法。

13.（7分）设计中荷载横向分布系数沿桥跨变化规律的总原则。

14.（7分）简述上承式焊接钢板梁桥的结构组成

15.（7分）铁路桥道床的组成及作用。

16.（7分）支座的作用。

17.（7分）简述弧形钢板支座设计的内容及依据

18.（7分）不等跨偏心桥墩的概念及设计原理。

四、计算题：

图示公路桥为装配式钢筋混凝土简支T梁桥，肋宽18cm，铺装层平均厚0.11m。

1.（10分）中间行车道板为多跨连续单向板，求中间行车道板在公路-II作用下的跨中最大弯矩（冲击系数取为0.3），要求绘出不利布置。

2.（8分）中间行车道板为悬臂板，求中间行车道板在公路-II作用下的支座最大弯矩（冲击系数取为0.3），要求绘出不利布置。

3.（8分）中间行车道板为悬臂板，求中间行车道板在公路-II作用下的支座最大剪力（冲击系数取为0.3），要求绘出不利布置。

4.（5分）计算支座处2号主梁的荷载横向分布系数，要求绘出不利布置图。

5.（7分）用偏压法计算跨中处1号主梁的荷载横向分布系数，要求绘出不利布置图。

6.（7分）用偏压法绘制中横隔梁跨中截面弯矩

的影响线。

附：

前轮着地宽度×长度=0.3×0.2m；中、后轮着地宽度×长度=0.6×0.2m

参考答案

一、填空题：

（每空2分）

1.上部结构、下部结构、支座

2.梁、拱、刚、吊（悬索）

3.直桥（正桥）、弯桥（曲线桥）、斜桥

4.特大桥、大桥、中桥、小桥

5.上承式、下承式、中承式

6.安全、适用、经济、美观

7.总跨径、分孔

8.永久荷载、可变荷载、偶然荷载

9.汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力

10.基本可变、其它可变

11.地震力、汽车撞击作用

12.公路-I级、公路-II级

13.城-A级、城-B级

14.结构重力、预加应力

15.T形、工字形、箱形

16.悬臂、简支、连续

17.固定、活动

18.实体式桥墩、空心式桥墩、桩柱式桥墩

19.实体式桥台、轻型桥台、框架式桥台

20.制动（推力）

二、判断题：

（正确的打√、错误的打×）（每题2分）

1.×

2.×

3.×

4.×

5.×

6.×

7.√

8.×

9.×

10.√

11.×

12.×

13.×

14.√

15.×

16.√

17.√

18.×

19.×

20.√

21.×

22.×

23.×

24.×

三、简答题：

1.（4分）净跨径是设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之间的净距。

2.（4分）计算跨径是桥跨结构相邻两支点间的距离。

3.（4分）桥面（铁路轨底）标高及通航（或排洪）净空顶部标高之差。

4.（4分）汽车冲击力是由于桥面不平、车轮有偏心、发动机抖动等，使桥梁结构引起振动效应。

5.（4分）汽车离心力是在弯桥上，曲线半径比较小（≤250m）时，汽车曲线运动造成的汽车荷载对桥梁的离心力作用。

6.（4分）汽车制动力是汽车在桥面上刹车时引起的滑动摩擦力，沿行车方向。

7.（4分）板在车轮分布荷载的作用下，不仅由直接承压的板带（a1范围）参加工作，及其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参及工作。

于是引入a，假想只有a范围内的板带均匀承受车轮荷载而a以外的板带不承受，a就称为板的有效工作宽度（或荷载的有效分布宽度）。

8.（4分）某种活载作用下沿桥横向某根梁所承担的最大荷载及轴重之比称为荷载横向分布系数。

9.（4分）在拱桥设计中采用的一种桥墩，设计时考虑一侧孔不存在时的不利情况，能保证相邻孔不存在时本孔的恒载水平推力，一般体积教大，采用实体式。

10.（7分）1）梁桥：

受弯为主；承重结构是以简支、悬臂或连续梁形式支承在桥墩或桥台上的梁。

受力特点：

竖向荷载作用下，支座对结构无水平反力；梁内承受的弯距很大，轴力为零。

2）拱桥：

受压为主；主要承重结构是拱圈（拱肋）。

受力特点：

竖向荷载作用下，桥墩或桥台承受水平推力；拱内承受的轴压力很大，弯距较小。

3）吊桥（悬索桥）：

受拉为主；主要承重结构是两边悬挂在塔架上的缆索以及吊杆。

受力特点：

竖向荷载作用下，缆索承受很大拉力；在桥台后方要修筑非常巨大的锚碇结构；缆索拉力很大，弯距为零。

4）刚架桥：

受压、弯为主；主要承重结构是桥跨结构及墩台刚结在一起形成的刚架结构。

11.（7分）保护行车道板不受车辆轮胎的直接磨损；排水、隔水，避免雨水等侵蚀主梁；分散车辆轮重集中荷载，避免行车道板直接受集中力。

12.（7分）1）横坡找坡方法，见图5.1.2：

图a为结构找坡，横坡设在墩台顶部，铺装层等厚，常用于板桥或现浇肋板桥；图b为铺装层找坡，用三角垫层找坡，上面再做等厚度铺装层，桥中部厚、恒载太大，适用于装配式肋梁桥；图c为结构找坡，将行车道板作成倾斜，铺装层等厚，主梁构造复杂，制作麻烦，适用于较宽的桥梁。

2）纵坡找坡方法：

采用结构找坡，即各相邻墩台间存在几毫米的高差。

13.（7分）1）支点处按杠杆原理法计算，定出

；2）跨中范围：

按某一方法计算，定出值为

的一条平线；3）其它位置处：

无中横隔梁或仅有一根中横隔梁时离支点

内为线性变化，有多中横隔梁时从支点至第一根中横隔梁范围内为线性变化。

14.（7分）由2片工字板梁、联结系组成。

2片工字板梁由上翼缘、下翼缘、腹板三块钢板焊接而成。

联结系由上平纵联（上横撑、上部水平交叉杆）、下平纵联（下横撑、下部水平交叉杆）、横联（上横撑、下横撑、多道垂直交叉杆）组成。

15.（7分）1）组成：

枕木、道碴层、档碴墙。

2）作用：

减弱冲击作用；缓和列车振动；防止枕木位移；分布集中荷载；调整轨底标高。

16.（7分）1）传递上部结构荷载，提供支承反力，包括恒载和活载引起的竖向力和水平力；2）保证结构在各种荷载下的自由变形，使上下部结构实际受力情况符合结构静力图式。

17.（7分）

（1）钢板平面尺寸：

容许应力法（铁路桥规）根据垫板下承压砼和圬工最大正应力不超过容许压应力；极限状态法（公路桥规）根据垫板上（或下）砼和圬工局部承压极限承载能力；

（2）垫板（和弧形钢板）厚度：

根据垫板中纵断面最大弯曲应力≤铸钢容许弯曲应力；（3）弧形钢板弧面半径：

根据接触面上最大应力≤铸钢自由接触时的容许局部承压应力、以及几何尺寸要求；（4）验算齿板（或销钉）抗剪强度：

根据剪应力≤齿板或销钉钢材的容许直接剪应力。

18.（7分）两侧不等跨的桥墩，如果梁中心线及墩中心重合，大跨一侧的梁反力（支座反力）、制动力都比小跨一侧的大，前者控制设计，对小跨一侧富余过多。

措施：

梁中心线（两支座距离中点）及墩中心设计成不重合，向大跨一侧偏心，利用支反力的预偏心抵消一部分控制设计的内力，达到减小截面尺寸、使设计经济合理的目的。

四、计算题：

1.（10分）

后轮

=140kN，

=0.6m×0.2m。

后轮压力面积为：

=0.2+2×0.11=0.42m，

=0.6+2×0.11=0.82m。

=1.42+0.11=1.53m。

按一个后轮计算的板有效分布宽度为：

跨中处

=0.42+1.53/3=0.93m<轮间距1.4m，0.93<2l/3=1.02m取为a=1.02m

支座处

=0.42+0.11=0.53m。

=1.53-102+0.53=1.04m，不利布置如图（图应画出，占2分，此处略去），每延米宽板带的荷载为。

=24.98kN

=0.11/（1.3-0.14）<1/4，

=0.5×24.98=12.49kN，

=-0.7×24.98=17.49kN

2.（8分）

后轮

=140kN，

=0.6m×0.2m。

后轮压力面积为：

=0.2+2×0.11=0.42m，

=0.6+2×0.11=0.82m。

不利布置如图（图应画出，占2分，此处略去）。

按一个后轮计算的板有效分布宽度为

=0.42+2×0.71=1.84m>轮间距1.4m。

故两后轮压力面积重合，

=0.42+1.4+2×0.71=3.42m。

每延米宽板带的荷载为。

=16.36kN。

3.（8分）

后轮

=140kN，

=0.6m×0.2m。

后轮压力面积为：

=0.2+2×0.11=0.42m，

=0.6+2×0.11=0.82m。

不利布置如图（图应画出，占2分，此处略去）。

按一个后轮计算的板有效分布宽度为

=0.42+2×0.71=1.84m>轮间距1.4m。

故两后轮压力面积重合，

=0.42+1.4+2×0.71=3.42m。

每延米宽板带的荷载为。

=46.08kN/m。

4.（5分）

杠杆原理法绘制2号主梁影响线，如图（图应画出，占3分，此处略去）

不利布置如图，

5.（7分）

=0.6；=-0.2；

得=-1.6即4号梁肋处；

偏压法绘制1号主梁影响线，如图（图应画出，占2分，此处略去）。

不利布置如图，尽量靠左布置2列（图应画出，占2分，此处略去）：

6.（7分）

=0.6；=0.4；

=0.2；=0.2。

1号梁肋处的值：

=0.6×2×1.6+0.4×1.6-2×1.6=-0.64，

3号梁肋处的值：

=0.2×2×1.6+0.2×1.6=0.96，

5号梁肋处的值：

=-0.64。

影响线如图（图应画出，占3分，此处略去）