橋梁工程第二次作業(yè)

1、橋梁工程第二次作業(yè)第五章5.1實腹式拱橋的主要組成部分有哪些？哪些屬于上部結(jié)構(gòu)?哪些屬于下部結(jié)構(gòu)？答：實腹式拱橋的主要組成部分有：主拱圈、拱頂、拱腳、拱軸線、拱腹、拱背、欄桿、人行道塊石、變形縫、側(cè)墻、防水層、填料、路面、橋臺、橋臺基礎(chǔ)、盲溝。屬于上部結(jié)構(gòu)的有：拱背、欄桿、人行道塊石、變形縫、側(cè)墻、防水層、填料、路面。屬于下部結(jié)構(gòu)的有：橋臺、橋臺基礎(chǔ)、盲溝。5.3石板拱應(yīng)滿足的基本要求有哪些？答：拱石受壓面的砌縫應(yīng)與拱軸線相垂直。這種輻向砌縫一般可做成通縫，不必錯縫。當拱圈厚度不大時，可采用單層拱石砌筑，并應(yīng)縱橫錯縫，其錯縫間距10cm?；铱p的寬度宜2cm。拱圈與墩臺及空腹式的腹拱墩連接處，應(yīng)

2、采用特制的五角石，以改善連接處的受力狀況。五角石不得帶有銳角，以免施工時易破壞和被壓碎。當用塊石砌筑拱圈時，應(yīng)選擇較大的平整面與拱軸線垂直，砌縫必須交錯，塊石的大頭在上，小頭在下。石塊間的砌縫必須相互交錯，較大的縫隙應(yīng)用小石塊嵌緊。同時還要求砌縫用砂漿或小石子混凝土灌滿。5.6簡述布置伸縮縫、變形縫、防水層的位置及做法。答：通常是在相對變形較大的位置設(shè)置伸縮縫，而在相對變形較小處 設(shè)置變形縫。人行道、欄桿、緣石和混凝土橋面，在腹鉸拱的上方或側(cè)墻有變形縫處，均應(yīng)設(shè)置貫通全橋?qū)挾鹊纳炜s縫或變形縫。對于實腹式拱橋，防水層應(yīng)沿拱背護拱、側(cè)墻鋪設(shè)。對空腹式拱橋，防水層沿拱圈跨中的拱背和腹拱上方位置設(shè)置。

3、防水層在全橋范圍內(nèi)不宜斷開，當通過伸縮縫或變形縫處應(yīng)妥善處理，使其既能防水又可以適應(yīng)變形。第六章6.1、拱橋的總體布置有哪些主要內(nèi)容？答：拱橋的總體布置包括確定拱橋的設(shè)計標高和矢跨比、不等跨連續(xù)拱橋的處理方法。6.2確定拱橋的標高要考慮哪些因素？ 答：拱橋橋面的標高，即指橋面與緣石相接處的高程，一方面由兩岸線路的縱斷面設(shè)計來控制；另一方面還要保證橋下凈空泄洪或通航的要求。根據(jù)跨徑大小、荷載等級、主材料規(guī)格等條件估算出拱圈的厚度，拱背的標高減去拱圈厚度即可得到拱頂?shù)酌鏄烁摺Ｆ鸸熬€標高受到通航凈空、排洪、流水等條件的限制?；A(chǔ)底面的標高主要根據(jù)沖刷深度、地質(zhì)情況即地基承載力等因素確定。6.3矢跨比

4、的影響因素有哪些？答：拱圈內(nèi)力的大??；拱橋的構(gòu)造形式和施工方法；拱橋的外形是否美觀，與周圍景物能否協(xié)調(diào)。6.4不等跨連續(xù)拱橋有哪些處理方法？ 答：不等跨拱橋，由于不等跨拱橋由于相鄰孔的恒載推力不相等。使橋梁和基礎(chǔ)承受了不平衡 推力，在采用柔性墩的多孔連續(xù)拱橋中，還需要考慮恒載不平衡推力產(chǎn)生的連拱作用，使計算和構(gòu)造較為復(fù)雜。為了減小不平衡推力，改善橋墩、基礎(chǔ)的受力狀況?？刹捎茫翰捎貌煌氖缚绫?；采用不同的拱腳標 ；調(diào)整拱上建筑的恒載重量。6.5 常用拱軸線的類型及選擇拱軸線的基本要求有哪些？答：拱軸線的類型有：圓弧形、拋物線和懸鏈線三種。在選擇拱軸線時應(yīng)滿足以下要求：要求盡量減小拱圈截面的彎矩，

5、使主拱圈各主要截面的應(yīng)力相差不大、且最大限度減小截面拉應(yīng)力，最好是不出現(xiàn)拉應(yīng)力。對于無支架施工的拱橋，應(yīng)滿足各施工階段的要求，并盡可能少用或不用臨時性施工措施；計算方法簡便，易為生產(chǎn)人員掌握；線型美觀，便于施工。第七章7.3什么是“五點重合法”？空腹式無鉸拱為何能采用懸鏈線作為拱軸線？答：“五點重合法”是要求在五個點（拱頂、兩個4/1點和兩個拱腳）上，拱軸線與三鉸拱拱軸線重合。由于拱軸線與恒載壓力線之間的偏差，在拱頂和拱腳處都產(chǎn)生了偏離彎矩。拱頂?shù)钠x彎矩為負值，而拱腳的偏離彎矩為正值。這一情況正好與該兩截面的控制彎矩符號相反，有利于降低控制截面的應(yīng)力，改善拱頂、拱腳截面的受力性能。7.6 什

6、么是調(diào)整應(yīng)力的假載法、臨時鉸法和改變拱軸線法？答：假載法是：在拱腳和拱頂兩個控制截面中，如一個控制截面的彎矩較大，而另一個控制截面的彎矩較小，我們就可以調(diào)整拱軸系數(shù)m來改變拱軸線，使拱頂和拱腳兩控制截面的彎矩值接近，從而改善拱截面的受力狀態(tài)的方法。臨時鉸法為：拱圈施工時，在拱頂和拱腳截面處設(shè)置鉛墊板做成臨時鉸，拆除拱架后，拱圈成為靜定的三鉸拱。待拱上建筑砌筑完畢后，再用高標號水泥漿將鉸封死，最后形成無鉸拱。改變拱軸線法：將千斤頂平放在拱頂預(yù)留的空洞內(nèi)。利用千斤頂對兩個半拱緩緩施加推力，使兩半拱既分開又抬升。千斤頂施加推力時，可以抵消（或部分抵消）拱圈恒載的彈性壓縮內(nèi)力、拱圈材料收縮內(nèi)力，而拱被

7、抬升則使拱架易于卸除，同時拱橋基礎(chǔ)立即產(chǎn)生的變形影響亦可消除；調(diào)整千斤頂施力點的位置和加力的大小，即可達到調(diào)整主拱應(yīng)力的目的。第八章8.1簡支體系、懸臂體系、連續(xù)體系的結(jié)構(gòu)特性有何不同？答：從恒載彎矩圖來分析，當跨徑和恒載集度相同的情況下，簡支梁的跨中彎矩值最大。懸臂體系與連續(xù)體系則由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩值顯著減小。從靜力圖式來說，簡支梁和懸臂梁都屬于靜定體系，而連續(xù)梁是超靜定體系。從運營條件來說，簡支體系在梁銜接處、懸臂體系在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線，都會發(fā)生不利于行車的折點；而連續(xù)體系則無此缺陷。8.3 在結(jié)構(gòu)特點上，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋、鋼筋混凝土連續(xù)

8、梁橋有何異同點？ 答：僅就超靜定結(jié)構(gòu)而言，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋具有相同的特點。僅就預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)而言，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋能充分發(fā)揮高強材料的特性，使結(jié)構(gòu)輕型化而具有更大的跨越能力，同時能有效地避免混凝土開裂（尤其是負彎矩區(qū)的橋面板開裂）。僅就此特性而言，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋（乃至其他預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)）幾乎沒有區(qū)別。然而，在預(yù)加應(yīng)力的作用下，超靜定的連續(xù)梁將產(chǎn)生“次內(nèi)力”，這是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁與普通鋼筋混凝土連續(xù)梁不同的重要力學(xué)特點。8.8預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法時，為什么要特別重視合攏段的設(shè)計與施工？為此應(yīng)采取哪些相應(yīng)的措施？答：因為合攏段混凝

9、土從澆筑到張拉預(yù)應(yīng)力筋，需要經(jīng)過一定的時間；在此期間內(nèi)，由于晝夜溫差、新澆混凝土的早期收縮、已成梁段混凝土產(chǎn)生變形和內(nèi)力；這對新澆筑的合攏段混凝土的質(zhì)量有直接影響。如合攏段設(shè)計部合理或施工措施不力，勢必引起合攏段混凝土的開裂，其后果非常嚴重。采取的措施：在滿足施工需要的前提下，盡量縮短合理段長度，以減小現(xiàn)澆混凝土數(shù)量；鎖定支撐：在合攏段采用設(shè)置臨時勁性支撐和臨時預(yù)應(yīng)力束，以“鎖定”左右“T結(jié)構(gòu)”，使合攏段兩端形成能承受一定彎矩、剪力和軸力的剛節(jié)點，保證合攏前后結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)；防止在合攏尚未完成前由溫度等因素產(chǎn)生的變形；合攏順序應(yīng)與設(shè)計一致，使得體系轉(zhuǎn)換的二次應(yīng)力與設(shè)計符合；為了避免新澆混凝土早期

10、受到較大的拉力（降溫收縮引起的），通常在當天氣溫最低的時刻澆筑合攏段混凝土；還應(yīng)在混凝土配合比、預(yù)應(yīng)力筋張拉、結(jié)構(gòu)變位控制等方面采取必要的措施。8.9何為剛架橋？它在結(jié)構(gòu)上有哪些特點？答：橋跨結(jié)構(gòu)（主梁）和墩臺（支柱）整體相連的橋梁叫做剛架橋。在豎向荷載作用下，由于主梁和支柱之間為剛性連接，主梁端部將產(chǎn)生負彎矩；負彎矩的代償作用減小了跨中正彎矩，進而減小了跨中截面尺寸。因此，剛架橋的主梁高度可以較梁橋為小，在需要較大的橋下凈空和建筑高度受限制時就具有明顯的優(yōu)勢。剛架橋在豎向荷載作用下，支柱除承受壓力外，還要承受彎矩，并在柱腳產(chǎn)生水平推力。因此，剛架橋?qū)Φ鼗鶙l件要求較高，或者要以深基礎(chǔ)和特殊構(gòu)造

11、措施來抵抗推力。剛架橋大多做成超靜定的結(jié)構(gòu)形式，在混凝土收縮、溫度變化、墩臺不均勻沉降和預(yù)加應(yīng)力等因素和作用下，會產(chǎn)生附加內(nèi)力（次內(nèi)力）。8.11 鋼管混凝土有何特點？答：鋼管混凝土本質(zhì)上屬于套箍混凝土，除了具有一般套箍混凝土的強度高、塑性好、質(zhì)量輕、耐疲勞、耐沖擊等特點外，還具有以下特點： 鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板，澆注混凝土?xí)r無需支模、拆模，并可適應(yīng)先進的泵送混凝土工藝；鋼管本身就是鋼筋，兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，既能受壓也能受拉；鋼管本身又是勁性承重骨架，在施工階段可起到勁性鋼骨架的作用，在使用階段又是主要承重結(jié)構(gòu)；可節(jié)約腳手架、縮短工期、減少施工用地，降低工程造價；在受力構(gòu)件中采用

12、鋼管混凝土，可大幅度節(jié)約材料；鋼管混凝土具有剛度大、承重能力大、質(zhì)量輕等優(yōu)點，這些優(yōu)點與橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝相結(jié)合，可以解決轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的強度、剛度的矛盾。8.13什么是鋼管混凝土的套箍指標？它有何意義？答：鋼管混凝土的套箍指標：鋼管本身就是耐測壓的模板，澆注混凝土?xí)r無需支模、拆模，并可適應(yīng)現(xiàn)金的泵送混凝土工藝；鋼管本身就是鋼筋，兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，既能受壓又能受拉；鋼管本身又是勁性承重骨架，在施工階段可起到勁性剛骨架的作用，在使用階段又是主要的承重結(jié)構(gòu)；在受壓構(gòu)件中采用鋼管混凝土，可大幅度節(jié)省材料。意義：鋼管混凝土具有剛度大、承載能力大、質(zhì)量輕等有點，這些有點與橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝

13、想結(jié)合，可以解決轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的強度、剛度的矛盾。8.14試比較柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性拱的結(jié)構(gòu)特點。答：柔性系桿剛性拱的彎矩均由拱肋承受，系桿只受拉力以平衡拱的推力。剛性系桿柔性拱相當于把桁架弦桿與梁組合起來，以梁為受力主體，而曲線桁架對梁加勁，形成具有剛性梁的曲線桁架。它的特點 是內(nèi)力分配均勻，剛性系桿與吊桿、橫撐可以組成剛度較大的框架；在適用跨度內(nèi)，拱肋不會發(fā)生面內(nèi)S狀變形，拱的穩(wěn)定性有充分保證。剛性系桿剛性拱，當（EI）拱/（EI）系在1/8080之間時，拱肋和系桿都有一定的抗彎剛度，荷載引起的彎矩在拱肋和系桿之間按剛度分配，二者共同承受縱向力合彎矩，其特點介

14、于柔性系桿剛性拱和剛性系桿柔性拱之間。8.16 斜拉橋的索塔的之承體系有哪幾種？各有何特點？答：索塔的支承體系一般可分為四種型式，由此也形成斜拉橋的不同結(jié)構(gòu)體系。塔墩固結(jié)、塔梁分離 。塔柱下端與橋墩固結(jié)，這種索塔的整體剛度較大，對施工有利，但對地基要求高。塔梁固結(jié)、塔墩分離。塔柱下端與主梁固結(jié)，并通過支座支承在橋墩頂部；因此也稱支座支承體系或塔梁固結(jié)體系。這種支承型式可減少塔柱彎矩，對地基要求低，可在軟土地基上建造。塔墩鉸結(jié)，梁墩分離。塔柱下端鉸結(jié)于墩頂或主梁頂部。這種索塔 支承型式可減少塔柱的彎矩，降低結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。塔、梁、墩固結(jié)。塔、梁、墩固結(jié)也稱剛構(gòu)體系。這種支承體系，由于索塔剛度大

15、，對施工有利，但因為溫度內(nèi)力較大，故在雙塔三跨式斜拉橋中較少采用;一般適用于中小跨徑的獨塔雙跨式斜拉橋。8.17斜拉橋按拉索的錨拉體系可分為哪幾類？各有何特點？答：自錨式斜拉橋：拉索的水平分力由主梁軸力來平衡。地錨式斜拉橋：拉索的水平分力引起的梁內(nèi)軸力由地錨承擔。部分地錨式斜拉橋：索塔兩側(cè)的不平衡水平力直接由邊跨主梁傳遞給橋臺（地錨）。第九章9.1支座有何作用？對支座有何基本要求？ 答:支座的作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的支座反力包括由恒載和活載引的豎向力和水平力傳遞給墩臺并保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載包括溫度、混凝土收縮徐變等因素作用下能滿足設(shè)計要求的變形使上、下部結(jié)構(gòu)的實際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖式。支座要求橋

16、梁支座必須具有足夠的承載能力對設(shè)計要求的變形的約束應(yīng)盡可能小同時要便于安裝、養(yǎng)護、維修甚至進行更換。9.2支座按其容許變形的可能性分為哪幾類？答：可以分為固定支座、單向活動支座、多向活動支座。9.3 支座布置應(yīng)服從怎樣的總原則？答：(1)在坡道上的橋梁，固定支座應(yīng)設(shè)在較低的一側(cè)，這是首要的原則；(2)當車流具有某種明顯的方向性特征時，則固定支座應(yīng)根據(jù)其特征設(shè)定，如設(shè)在重車行進或減速行進的方向一側(cè)；(3)除非特殊設(shè)計，不得將相鄰兩跨的固定支座設(shè)在同一橋墩上。9.5板式橡膠支座的變位機理是什么？ 答：依靠橡膠在縱橋向上不均勻的壓縮變形實現(xiàn)轉(zhuǎn)角變位依靠橡膠的剪切變形實現(xiàn)水平變位。9.10盆式橡膠支座

17、有何特點？答：盆式橡膠支座是一種鋼與橡膠的混合型支座，其變形原理綜合了板式橡膠支座和四氟板支座的特點，利用設(shè)置在鋼盆中的橡膠承壓和轉(zhuǎn)動。它用聚四氟乙烯板和不銹鋼板之間的平面滑動來適應(yīng)橋梁的縱向位移，而安放在鋼盆中的橡膠板因受壓時處于三向受壓狀態(tài)，其承受力得到大幅提高盆式橡膠支座變位量大、轉(zhuǎn)動靈活，適用于支座承載力在1000kN以上的大跨徑橋梁。第十章10.1簡述橋梁墩臺的組成和作用。 答：橋墩主要由墩帽、墩身和基礎(chǔ)三部分組成。它的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，并通過基礎(chǔ)又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。此外它還承受流水壓力、風(fēng)力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、船只或漂流物的撞擊力。10.2簡述橋梁墩

18、臺的分類特點及使用條件。答：重力式墩、臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。選用時必須根據(jù)橋位的地形、地質(zhì)、水文和施工條件等因素綜合考慮確定。這類墩臺的剛度小、受力后允許在一定的范圍內(nèi)發(fā)生彈性變形。10.3簡述橋梁重力式橋墩與拱橋重力式橋墩的區(qū)別。 答：梁橋重力式橋墩由墩帽、墩身、基礎(chǔ)等組成，墩帽要滿足支座布置和局部承壓的需要，與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋重力式橋墩具有拱座等構(gòu)造設(shè)施，且制動墩要比普通墩尺寸更厚實，能承受單向較大的水平推理，防止傾坍。第十一章11.1試述涵洞的種類、特點及使用條件。答：涵洞的種類：按建筑材料分

19、類，涵洞分為石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、其他材料組成的涵洞等。按構(gòu)造形式分類，涵洞分為管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵等。按洞頂填土高度和孔數(shù)分類，涵洞分為暗涵和明涵。按水力性質(zhì)分類，涵洞分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞和壓力式涵洞。使用條件：鋼筋混凝土管涵適用于缺少石料地區(qū)有足夠填土高度的小跨徑暗涵，一般采用單孔，多孔時不宜超過3孔。鋼筋混凝土蓋板函適用無石料地區(qū)且過水面積較大的明涵或暗涵。拱涵適用于跨越深溝或高路堤。鋼筋混凝土箱涵適用于軟土地基。石蓋板涵適用于石料豐富且過水流量較小的小型涵洞。倒虹吸管涵適用于路塹挖方高度不能滿足設(shè)置渡槽的凈空要求時的灌溉渠道，不適用于排洪河溝。鋼波紋管涵適用于地基承載力較低，或有較大沉降與變形的路基。11.2試述涵洞出入口建筑的類型及特點。答：八字式，施工簡單。端墻式，構(gòu)造簡單，但水力條件不佳。錐坡式，體積較大，穩(wěn)定性較好。直墻式，因翼墻短，且洞口鋪砌少，較為經(jīng)濟。扭坡式，水流順暢，