思考題部分解答T1-T17-

1、1、“橋梁”的定義是什么?橋梁的主要組成部分有哪些?分別起到什么作用? (P19“橋梁”的定義:供汽車、火車、渠道、管線、行人等跨越河流、海灣、湖泊、山谷、其他線路或障礙的架空建筑物。橋梁的基本組成部分(五個(gè)“大部件”上部結(jié)構(gòu)(橋跨結(jié)構(gòu)superstructure :主要承重構(gòu)件;支座系統(tǒng)bearing :傳遞荷載;下部結(jié)構(gòu)substructure包括:橋墩pier、橋臺abutment、墩臺基礎(chǔ)foundation :支撐橋跨結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛等活載傳至地基的建筑物。PS:五個(gè)“小部件”:橋面鋪裝、排水系統(tǒng)、伸縮裝置、人行道(還包括安全帶、欄桿、防撞護(hù)欄、燈柱。主要作用是提高橋梁的服務(wù)功能行

2、車舒適、安全、美觀。2、橋梁的總跨徑、計(jì)算跨徑、標(biāo)準(zhǔn)跨徑、凈跨徑、橋梁全長的定義是什么?(P20總跨徑:各孔凈跨徑之和,用l0表示,是反映橋梁宣泄洪水能力的指標(biāo)。計(jì)算跨徑(computed span:通常用l表示,指橋跨結(jié)構(gòu)兩個(gè)支點(diǎn)間的距離。橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算以此為準(zhǔn)。對于梁式橋,是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的水平距離;對于拱式橋,是指拱軸線兩端點(diǎn)之間的水平距離。標(biāo)準(zhǔn)跨徑(standard span:通常用l b表示。對于梁式橋,是指兩相鄰橋墩中線間的距離,或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離;對于拱式橋,是指其凈跨徑。凈跨徑(clear span :用l0表示,反映通航標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。對于梁式橋,是

3、指設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩(或橋臺之間的水平凈距;對于拱式橋,是指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣(起拱線處之間的距離。橋梁全長:簡稱橋長,用L表示。橋梁兩端橋臺的側(cè)墻或八字墻尾端點(diǎn)之間的距離。無橋臺時(shí),為橋跨結(jié)構(gòu)的行車道板全長距離。3、橋梁的凈空高度、建筑高度、設(shè)計(jì)水位、橋梁高度的定義是什么?(P20橋下凈空高度H是指設(shè)計(jì)洪水位或設(shè)計(jì)通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的距離。該距離應(yīng)滿足安全排洪及通航的要求。橋梁建筑高度h是指橋上行車路面與橋跨結(jié)構(gòu)下邊緣之間的高差。設(shè)計(jì)水位:指橋梁設(shè)計(jì)中按規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算所得的高水位。橋梁高度H1是指低水位至橋面的高差。對于跨線橋是指橋下道路路面至橋面的高差。它在某種

4、意義上反映了橋梁施工的難易程度。4、橋梁結(jié)構(gòu)共有哪些體系?每種橋梁體系的主要承重構(gòu)件和受力特點(diǎn)?(P20有梁橋、拱橋、剛構(gòu)橋、懸索橋、斜拉橋、組合體系橋梁等。梁橋主要承重結(jié)構(gòu)是以受彎為主的梁。是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu),通常需用抗彎能力強(qiáng)的材料(鋼、鋼筋混凝土、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)等來建造。拱橋主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋。拱結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,墩臺向拱圈(或拱肋提供一對水平反力,這種水平反力將大大抵消在拱圈(或拱肋內(nèi)由荷載所引起的彎矩。拱橋的承重結(jié)構(gòu)以受壓為主,通?？捎每箟耗芰?qiáng)的圬工材料(如磚、石、混凝土和鋼筋混凝土等來建造。剛構(gòu)橋主要承重結(jié)構(gòu)是梁(或板與立柱(或豎墻整體結(jié)合在一起的

5、剛架結(jié)構(gòu),梁和柱的連結(jié)處具有很大的剛性,以承擔(dān)負(fù)彎矩的作用。在豎向荷載作用下,柱腳處具有水平反力,梁部主要受彎,梁內(nèi)還有軸壓力,因而其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。在溫度變化時(shí),內(nèi)部易產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。懸索橋主要承重結(jié)構(gòu)是纜索。在橋面系豎向荷載作用下,通過吊著加勁梁的吊桿使纜索承受很大的拉力,纜索跨過塔頂錨固在錨碇上。為了承受巨大的纜索拉力,錨碇結(jié)構(gòu)需要做得很大(重力式,或者依靠天然巖體來承受水平拉力(隧道式。斜拉橋主要承重結(jié)構(gòu)是斜拉索。受拉的斜拉索將主梁多點(diǎn)吊起,并將主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱,再通過塔柱基礎(chǔ)傳至地基。塔柱基本上以受壓為主。由于同時(shí)受到斜拉索水平分力的作用,主梁截面的

6、基本受力特征是偏心受壓構(gòu)件。組合體系橋梁主要承重結(jié)構(gòu)是由兩種獨(dú)立結(jié)構(gòu)體系組合而成的橋梁。5、橋梁設(shè)計(jì)的基本要求是什么?(P28以前的要求就是“安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀”。新橋規(guī)規(guī)定:橋梁工程的設(shè)計(jì)必須符合“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理”的要求,同時(shí)還應(yīng)按照外形美觀和有利環(huán)保的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素。6、橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容?(P31橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋道高程(橋面標(biāo)高、橋下凈空、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等。7、橋梁的分孔需要考慮哪些因素?(P31對于通航河流,在分孔時(shí)首先應(yīng)滿足橋下的通航要求;對于平

7、原區(qū)寬闊河流上的橋梁,通常在主河槽部分按需布置較大的通航孔,而在兩側(cè)淺灘部分按經(jīng)濟(jì)跨徑進(jìn)行分孔;對于在山區(qū)深谷上、水深流急的江河上,或需在水庫上修橋時(shí),由于水下作業(yè)難度大,為了減少中間橋墩,應(yīng)加大跨徑;對于采用連續(xù)體系的多孔橋梁,應(yīng)使邊孔與中孔的跨中彎矩接近相等;若河流中存在不利的地質(zhì)段(例如巖石破碎帶、裂隙、溶洞等,布孔時(shí)應(yīng)使橋基避開;對于有備戰(zhàn)要求的橋梁,需要將全橋各孔的跨徑做成一樣,并且跨徑不要太大,以便于搶修和互換;有時(shí)因工期很緊,也可以減少橋墩而加大跨徑;跨徑選擇還與施工能力有關(guān)綜上:考慮因素為通航、經(jīng)濟(jì)、施工難度、受力合理、地質(zhì)特點(diǎn)等。8、橋面標(biāo)高的確定需要考慮哪些因素?(P32路

8、線縱斷面設(shè)計(jì)要求、排洪要求和通航要求。9、列出永久作用、可變作用和偶然作用的主要內(nèi)容?(P37-41永久作用結(jié)構(gòu)重力(包括結(jié)構(gòu)附加重力、橋面鋪裝、預(yù)加力、土的重力、土側(cè)壓力、混凝土收縮及徐變作用、水的浮力、基礎(chǔ)變位作用;可變作用汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動力、風(fēng)荷載、流水壓力、冰壓力、溫度(均勻溫度和梯度溫度作用、支座摩阻力;偶然作用地震作用、船舶或漂流物的撞擊作用,以及汽車撞擊作用。10、作用的標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值、準(zhǔn)永久值是什么?(無作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),采用的各種作用的基本代表值,其值可根據(jù)作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的某一分位值確定;

9、作用頻遇值結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí),采用的一種可變作用代表值,其值可根據(jù)在足夠長觀測期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.95 分位值確定;作用準(zhǔn)永久值結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí),采用的另一種可變作用代表值,其值可根據(jù)在足夠長觀測期內(nèi)作用任意時(shí)點(diǎn)概率分布的0.5(或略高于0.5分位值確定。11、公路橋梁應(yīng)按哪兩類極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)?如何進(jìn)行作用效應(yīng)組合?(P42承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。采用以下兩種效應(yīng)組合:基本組合、偶然組合;正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)限值

10、的狀態(tài)。采用以下兩種效應(yīng)組合:作用短期效應(yīng)組合、作用長期效應(yīng)組合。12、梁橋的定義、主要承重結(jié)構(gòu)和力學(xué)特點(diǎn)是什么?(P20與第4題重復(fù)定義以梁或桁架梁作為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁13、鋼筋混凝土梁橋的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?(P48優(yōu)點(diǎn)就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、適應(yīng)性好、整體性好、美觀,結(jié)構(gòu)剛度大,變形小,噪聲小;缺點(diǎn)混凝土的極限彈性變形很小,受拉時(shí)易發(fā)生脆性斷裂。裂縫過大會使鋼筋遭受銹蝕,必須加以限制。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無法利用高強(qiáng)度材料減輕結(jié)構(gòu)自重,增大跨越能力。自重大,約占全部設(shè)計(jì)荷載的3060%,由于材料強(qiáng)度不高而容重較大,承載能力大部分用于承擔(dān)結(jié)構(gòu)自重。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨徑增大時(shí),其自重也相應(yīng)顯著增大,因而

11、限制了它的跨越能力。就地澆筑的整體式鋼筋混凝土梁橋,由于施工工期長,消耗的支架和模板多,而且施工受季節(jié)的影響很大,往往使施工費(fèi)用增加。14、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?(P48優(yōu)點(diǎn)能最有效地利用現(xiàn)代高強(qiáng)度材料,增大跨越能力。與鋼筋混凝土梁橋相比,一般可以節(jié)省鋼材30%40%,跨徑愈大,節(jié)省愈多。無裂縫,能全截面參與工作。預(yù)應(yīng)力技術(shù)為現(xiàn)代裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的接頭和拼裝手段,可以使裝配式結(jié)構(gòu)集整成理想的整體,就擴(kuò)大了裝配式橋梁的使用范圍,提高了運(yùn)營質(zhì)量。缺點(diǎn)工藝較復(fù)雜,對質(zhì)量要求高,因而需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊(duì)伍。需要有專門設(shè)備,如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用

12、較大,如果構(gòu)件數(shù)量少的話,工程成本較高。15、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋按根據(jù)施工方法不同可分為哪幾種類型?說明其受力特點(diǎn)和適用情況。(無混凝土梁橋可分為整體式梁橋和裝配式梁橋兩類。整體式梁橋采用就地澆筑法施工,它是通過直接在橋跨下面搭設(shè)的支架作為工作平臺,然后在其上面制造梁體結(jié)構(gòu)。適用于兩岸橋墩不太高的引橋和城市高架橋,或靠岸邊水不太深且無通航要求的小跨徑橋梁。裝配式梁橋采用預(yù)制裝配法施工,將橋跨結(jié)構(gòu)用劃分成若干根獨(dú)立的構(gòu)件,放在橋位附近專門的預(yù)制場地或者工廠進(jìn)行成批的制作,然后將這些構(gòu)件適時(shí)地運(yùn)到橋孔處進(jìn)行安裝就位。適用于同類橋梁跨數(shù)較多、橋墩又較高、河水又較深或有通航要求的情況。16、

13、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋按截面形式可分為哪幾種類型?說明其主要特點(diǎn)和適用情況。(P49按截面形式可分為簡支板橋、簡支肋板式梁橋和簡支箱形梁橋。簡支板橋是最簡單的構(gòu)造形式,施工方便,建筑高度較小;跨徑只在十幾米以下;簡支肋板式梁橋是在板橋截面的基礎(chǔ)上,將梁下緣受拉區(qū)混凝土很大程度的挖空,從而顯著減輕了結(jié)構(gòu)自重,跨越能力得到提高;有利于承受單向正彎距,不利于承受雙向彎距;與簡支板橋相比,具有更大的抵抗彎矩的能力;中等跨徑(2025m以上的簡支梁橋通常采用簡支肋梁橋。簡支箱形梁橋箱形截面提供了能承受正、負(fù)彎矩的足夠的混凝土受壓區(qū),抗彎、抗扭能力強(qiáng);在偏心的活載作用下各腹板的受力較均勻。適用于較大跨度的懸臂和連續(xù)梁橋,也可用來修建全截面參與受力的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。17、橋面構(gòu)造包括哪些部件,各自的主要作用是什么?(P52橋面構(gòu)造:橋面鋪裝;排水系統(tǒng);伸縮裝置;人行道、安全帶、欄桿、防撞護(hù)欄;燈柱(燈光照明。橋面鋪裝主要功能:保護(hù)屬于主梁整體部分的行車道板不受車輛的直接磨耗;防止主梁遭受雨水的侵蝕;對車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用;排水系統(tǒng)是為防止雨水滯積于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性;伸縮裝置為滿足橋面能夠按照設(shè)計(jì)的計(jì)算圖式而自由變形,同時(shí)又保證車輛能平順通過。(伸縮縫為適應(yīng)材料脹縮變形對結(jié)構(gòu)的影響,而在結(jié)構(gòu)的兩端設(shè)置的間隙。伸縮裝置為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變