桥梁工程章节练习题及答案.docx
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1、第1章思考与练习答案L简答题(1)简述桥梁的基本组成。答:桥梁由四个基本局部组成,即上部结构、下部结构、支座和附属设施。(2)简述桥梁的基本分类。答: 桥梁的基本体系分类:梁式桥梁、拱式体系桥梁、刚架桥、缆索承重体系、 桥梁的其他分类:按其用途来划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡 槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等)。按桥梁全长和跨径分为特大、大、中、小桥。按主要承重结构所用的材料来划分,有木桥、钢桥、坛工桥(包括砖、石、混凝土桥)、 钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。按跨越障碍物的性质,可分为跨河桥、跨线桥、高架桥、栈桥等。按平面位置,可分为正交桥、斜交桥和
2、弯桥。按上部结构行车道位置,可分为上承式桥,中承式桥和下承式桥。(3)简述桥梁的总体规划方法。答: 桥梁设计的基本要求:桥梁要满足结构尺寸和构造、使用、施工、环境保护和可持续开展、经济、以及美学和 美观上的要求。 野外勘测与调查研究工作:包括调查研究桥梁的具体任务、选择桥位、测量桥位附近的地形并绘制地形图、通过钻 探调查桥位的地质情况、调查和测量河流的水文情况、调查了解其他与建桥有关的情况。 桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径确实定,桥梁的分孔、桥面标高与桥下净空,桥上及桥头的纵坡布置 等。 桥梁横断面设计桥梁的宽度决定于桥上交通需要。具体桥梁上的桥面净空限界、车道数量、单车道宽度、 桥面的组成宽度
3、一般情况下需要按照公路工程技术标准(JTG B01-2014)的规定进行 设计。 桥梁平面布置桥梁的线型及桥头的引道要保持平顺,使车辆能平稳地通过。小桥涵的钱型及其与公路 的衔接,可按路线的要求布置。大、中桥桨的线型,一般为直线,当桥面受到两岸地形限制 时,允许修建曲线桥。第7章思考与练习答案L简答题(1)简述拱桥基本特点、组成与类型。答:拱桥在竖向荷载作用下,支承处将同时受到竖向和水平反力的共同作用。由于水平反力 的作用,拱承受的弯矩将比相同跨径的梁小很多,从而处于主要承受轴向压力的状态。这样, 拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建,而且还能依其受力特点,利用合适承压而 抗拉性能较差的
4、用工材料(石料、混凝土、砖等)来修建。拱桥同其他桥梁一样,也是由桥跨结构(上部结构)及下部结构两大局部组成。拱桥桥 跨结构的主要承重构件是曲线形的拱圈,也称为主拱圈或主拱。按照不同的方式将拱桥分类:按照建桥材料(主要是针对拱圈使用的材料)可以分为与工拱桥、钢筋混凝土拱桥、 钢管混凝土拱桥及钢拱桥等;按结构体系的类型可分为简单体系拱桥与组合体系拱桥;按照拱圈轴线采用的线形可将拱桥称为圆弧拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥等;按拱圈截面形式可分为板拱、肋拱、双曲拱和箱形拱桥;按照桥面系在上部结构立面中的位置可以分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥;上承式拱桥按照拱上结构的形式可以分为实腹式拱桥与空腹式
5、拱桥;按照是否对下部结构作用水平推力那么分为有推力拱桥和无推力拱桥。(2)拱桥总体布置特点有哪些?答:在通过必要的桥址方案比拟确定了桥位之后,根据当地水文、地质等具体情况,合理地 拟定桥梁的长度、跨径、跨数、桥面高程等,是拱桥总体设计的主要内容。拱桥的设计高程控制高程主要有四个,即桥面高程、跨中结构(拱或桥面结构)底面高 程、起拱线高程及基础底面高程。这几项高程对拱桥的设计有直接的影响,设计时需按有关 规定同有关部门商定。当跨径在分孔时初步拟定后,根据跨径及拱顶、拱脚高程,就可以确定主拱的矢跨比。 拱桥主拱的矢跨比是拱桥设计的只要参数之一。它的大小不仅影响主拱内力的大小,而且也 影响到拱桥的构
6、造形式和施工方法的选择。(3)简述各种体系拱桥的构造特点。答:板拱:指主拱圈采用整体实心矩形截面的拱。按主拱材料,分为石板拱、混凝土板拱和 钢筋混凝土板拱。肋拱:别离的肋与横系梁组成。箱形拱:由箱形截面拱圈组成。桁架拱桥由桁架片、横向联结系和桥面系组成。刚架拱桥由刚架拱片、横向联结系和桥面系组成。2.能力拓展题(1)拱桥总体设计方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。(2)简单体系拱桥的细部构造设计方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。第8章思考与练习答案L简答题(1)梁桥的墩台构造特点有哪些?答:梁桥桥墩:实体桥墩是指桥墩是由实体结构组成,又称重力式桥墩。这类桥墩的特点主要是依
7、靠自 身重力(包括上部结构重力)来平衡外力保证桥墩的稳定,其体积和自重都较大,可就地取 材,一般不设受力钢筋,用块(片)石、与工砌体或素混凝土修建,是一般跨径桥梁较适宜的 结构形式。空心桥墩是墩身为空腔体的桥墩,是实体墩向轻化开展的一种较好的结构形式,多为混 凝土或钢筋混凝土结构,广泛应用于较高的桥墩。当采用桩基础时,可一桩到顶,上加盖梁作为墩帽,形成桩式桥墩。还可在其他各类基 础上,设计成柱式墩身而形成柱式桥墩。如果将刚度不等的桥墩通过主梁连为一体,这样纵向水平力就会按各桥墩的剪力刚度进 行分配,大局部传向刚度大的桥墩和桥台,小局部传给刚度小的桥墩,使那些刚度小的桥墩 在顺桥方向的墩身可以做
8、得很薄,叫做柔性墩。钢筋混凝土排架墩和薄壁墩是常用的典型柔 性墩。梁桥桥台:重力式桥台也称实体式桥台,又称u型桥台。它是由台身(前墙)、台帽、基础与两侧 的翼墙(侧墙)组成,前墙与侧墙在平面上呈u字形。重力式桥台主要依靠自重与台腔内 填土力式桥自重平衡台后的土压力,保持桥台的稳定性。埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中,只露出台帽以安置支座及上部结构。这样桥台所 受的土压力大为减小,桥台的体积相应减少,也减小了基础培工量。支撑梁轻型桥台的台身为直立的薄壁墙,台身两侧有翼墙,在轻塑桥台之间或台与墩之 间设置35根水平支撑梁,上部结构与桥台通过锚栓连接,使上部结构与支撑梁共同支撑桥 台承受台后土压力,
9、形成四较框架的受力体系。钢筋混凝土薄壁桥台利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少与工体积而使桥台轻型化, 薄壁轻型桥台适用于软弱地基条件。为使桥台轻型化,桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力,相当于桥墩的受 力情况,而台后的土压力由其他结构来承受,形成组合式桥台。(2)拱桥的墩台构造特点有哪些?答:拱桥桥墩:拱桥桥墩按其构造分类有重力式墩和柱式墩。按承受的水平力情况来分类,拱桥桥墩又 可分为普通墩和单向推力墩两种。单向推力墩包括恒载单向推力墩和分段墩。桥梁规范规定, 对于多跨拱桥应根据使用要求,每隔35孔须设置恒载单向推力墩,以免一孔受毁全桥坍 塌。拱桥桥台:拱桥重力式(U型)桥台与梁、板
10、式桥重力式(U型)桥台结构形式差不多,其工作特点 是以自重和土压力来平衡拱脚传来的水平推力,只不过外形尺寸更大一些,垮工量更多。为减轻拱桥重力式桥台自重大对地基土的负担,将台身挖空用空腹拱代替,形成空腹式 桥台。空腹式桥台是由前墙、后墙、基础板和撑墙等局部组成。组合式桥台是由前台和后台两局部组成。前台可采用桩基或沉井基础,以承受拱的竖向 力为主;拱的水平推力那么主要由后台基底的摩阻力及台后土侧压力来平衡。拱桥轻型桥台的特点是它允许桥台在拱的水平推力作用下产生绕基底形心轴向路堤方 向转动,并考虑由此而在台后产生的土抗力与静止土压力共同平衡拱的水平推力,从而使台 身尺寸、坊工量大大小于重力式桥台。
11、齿槛式桥台就是在基底(又称底板)下面设置齿槛以增加其抗滑动能力。2.能力拓展题梁桥墩台的构造设计方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。第9章思考与练习答案L简答题(1)桥面板分为哪几类?答:单向板,悬臂板、较接悬臂板(2)桥面板的有效工作宽度?答:板在局局部布荷载的作用下,不仅直接承压局部的板带参加工作,与其相邻的局部板带 也会分担一局部荷载共同参与工作,这个范围叫板的有效工作宽度。(3)荷载横向分布系数?答:表示荷载在横向对各片主梁分配的大小。(4)简述刚性横梁法。答:刚性横梁法计算荷载横向分布系数,有下面一些假设:桥垮由主梁及横梁组成,p通 过横梁传给主梁,且主梁又弹性支撑横梁,如
12、图9-12所示。B / 1(窄桥)。P作用下中横梁的挠曲变形远小于主梁的挠曲变形,中横梁近似刚度无穷大的刚性梁,保持直 线形状。不考虑主梁的抗扭刚度。2.能力拓展题(1)简支梁桥的荷载横向分布计算方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。(2)桥面板计算方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。第10章思考与练习答案L简答题(1)简述恒载与活载的内力计算方法。答:恒载内力计算方法:先算出各构件的恒载集度,再按力学方法计算出梁内各截面的弯矩 与剪力。活载内力计算方法:先求出某一主梁的最不利荷载横向分布系数加一应用主梁的内力影响线,将与外和亚或在纵向进行最不利加载,求得该片梁的最 大活载内
13、力。(2)简述主梁变形计算方法。答:使用阶段挠度应考虑长期效应的影响,即按短期效应组合计算的挠度值了乘以挠度长期增长系数挠度值/的计算式(简支梁跨中挠度值)。短期效应组合:1.0 X永久作用+0.7义汽车作用+1.0X人群作用恒载挠度:4=1.0 x3-昆-384 B式中,g为恒载集度;3为受弯构件刚度。(3)简述横隔梁的内力计算方法。答:将中横梁近似的是做竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹性支承连续梁;绘制中横梁的内力影响线,并在其上进行横桥向荷载最不利加载,求出最大(小)内力。2 .能力拓展题简支梁桥设计内力的计算方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。第11章思考与练习答案3 .简答
14、题(1)简述连续梁桥恒载与活载的内力计算方法。答:连续梁桥恒载内力的形成与采用的施工方法有密切关系。除支架现浇法施工的连续梁可 以按照一次落架成桥结构进行分析外,其余方法施工的连续梁桥,其最终恒载内力是各个施 工阶段的恒载内力之和。恒载内力形成过程中存在结构体系转换和内力叠加。在内力影响线上按最不利荷载位置布置活载,就可求得截面的控制内力值。但应注意, 当内力影响线有正、负两种区段时,就应分别对正、负区段加载,以求出正、负两个内力值。 在此情况下,正值和负值分别称为最大和最小活载内力值。当只有正号影响线时,那么最小内 力为零;反之那么最大内力为零。在计算各主梁活载内力时、与简支梁中一样,也要分
15、析荷载的横向分布,即确定主梁的 荷载横向分布系数,鉴于连续梁与简支梁的力学体系不同,因而不能直接应用前面基于简支 梁分析所得的结果。(2)简述连续梁桥预加力引起的次内力的计算方法。答:预应力混凝土连续梁,在预加力的作用下因有多余约束的存在,不可能自由向上挠曲, 在多余约束处必然会产生次反力,从而在梁内产生次内力矩。求解预加力次力矩,可用力法或等效荷载法。(3)简述连续梁桥温度次内力的计算方法。答:结构因受到自然环境温度的影响(升温或降温)将产生伸缩或弯曲变形,当这个变形受 到约束时,便会在结构内产生附加内力,称此附加内力为温度次内力。连续梁桥温度次内力,可用力法求解。(4)简述连续梁桥的合理成
16、桥状态。答:合理成桥状态可以分为三个方面,即合理受弯状态、合理受剪状态和合理应力状态。其中合理受弯状态要求梁体支点区域储藏一定量的正弯矩,用以抵抗活载(包括超载)、 温度等在支点截面产生的负弯矩;跨中部位储藏一定量的负弯矩,用以抵抗长期运营中因活 载、温度等可变荷载效应造成的不利影响。以三跨连续梁桥为例,说明合理成桥状态下的弯矩分布。在成桥时,预应力平衡恒载效 应后的弯矩分布,应该与活载及其他可变荷载的弯曲效应相反,即要求在成桥状态下,梁体 支点趋于承受正弯矩,跨中区域承受负弯矩,反之,那么为不合理的受弯状态。4 .能力拓展题连续梁桥设计内力的计算方案构建。答:此题是综合性题目,没有标准答案。
17、第12章思考与练习答案L简答题(1)简述墩台作用的效应组合特点。答:梁桥桥墩:第一种组合:按在桥墩各截面上可能产生最大竖向力的状况组合。第二种组合:按在桥墩各截面顺桥方向上可能产生最大偏心距和最大弯矩的状况组合。第三种组合:当有冰压力或偶然作用中的船舶或漂流物作用时,按在桥墩各截面横桥方 向可能产生与上述作用效果一致的最大偏心距和最大弯矩的状况组合。梁桥桥台第一种组合:汽车荷载仅布置在台后填土的破坏棱体上,以车辆荷载形式布载。第二种组合:汽车荷载(以车道荷载形式布载)仅布置在桥跨结构上,集中荷载布在支 座上。第三种组合:汽车荷载(以车道荷载形式布载)同时布置在桥跨结构和破坏棱体上,此 时集中荷
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