橋梁工程試題集

三、名詞解釋（共5題，每題4分，共20分）

1、

計算跨徑對于帶支座的橋梁，是指橋跨結構相鄰兩個支座中心之間的水平距離；對于不設支座的橋梁如拱式橋，是兩相鄰拱腳截面形心點的水平距離，或拱軸線兩端點之間的水平距離。2、

雙向板通常把板長邊和短邊之比<2的板稱為雙向板，需按兩個方向的內(nèi)力分別配置受力鋼筋。3、

合理拱軸線當拱的軸線與壓力線完全重合時，各截面的彎矩和剪力都為零，只有軸力，各截面上產(chǎn)生均勻分布的正應力，材料能得到充分利用，從力學觀點上看，這是最經(jīng)、合理的，因此，在某種固定荷載作用下，拱的所有截面的彎矩均為零的軸線稱為拱的合理拱軸線。4、凈矢高對于拱式橋，凈矢高是指從拱頂截面下緣至相鄰兩拱截面下緣最低點之連線的垂直距離。5、分段懸臂澆筑法懸臂澆筑施工目前主要采用掛藍懸臂澆筑施工。掛藍懸臂澆筑施工利用懸吊式的活動腳手架（或稱掛藍）在墩柱兩側對稱平衡地澆筑梁段混凝土（每段長2~5m），每澆筑完一對梁段，待達到規(guī)定強度后張拉預應力筋并錨固，然后向前移動掛籃，進行下一梁段的施工，直到懸臂端為止。四、問答題(共5題，共32分)

1、何為偶然作用？橋梁工程中需考慮的偶然作用有哪些？（5分）這種荷載在設計使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其持續(xù)時間短但數(shù)值很大。

偶然作用包括地震力作用和船舶或漂流物的撞擊作用。2、橋梁支座按受力形式可分為哪兩種？并闡明其受力特點？（5分）橋梁支座按受力形式分為固定支座和活動支座兩種。

固定支座既要固定主梁在墩臺上的位置并傳遞豎向壓力和水平力，又要保證主梁發(fā)生撓曲時在支承處能自由轉動?；顒又ё粋鬟f豎向壓力，但它要保證主梁在支承處既能自由轉動又能水平移動。3、簡述預應力先張梁的施工工序？（5分）先張梁的施工工藝是在澆筑混凝土前張拉預應力筋，將其臨時錨固在張拉臺座上，然后立模澆筑混凝土，等混凝土達到規(guī)定強度（不低于設計強度等級的70%）時，逐漸將預應力筋放松，這樣就因預應力筋的彈性回縮通過其與混凝土之間的黏結作用，使混凝土獲得預壓應力。4、荷載橫向分布系數(shù)的計算方法常用的有哪幾種？荷載位于支點處的荷載橫向分布系數(shù)計算可用哪一種方法？荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化，目前在設計中如何處理?（7分）常用以下幾種荷載橫向分布計算方法：杠桿原理法、偏心壓力法、橫向鉸接板梁法、橫向鋼接梁法、比擬正交異性板法。

在支點處應用杠桿原理法。

對于無中間橫隔梁或僅有一根中橫隔梁的情況，跨中部分采用不變的mc，從離支點L/4處起至支點的區(qū)段內(nèi)mx呈直線過渡。對于有多根內(nèi)橫隔梁的情況，mc從第一根內(nèi)橫隔梁起向m0直線過渡。(m0為支點截面橫向分布系數(shù)；mc為跨中截面的橫向分布系數(shù))5、簡支梁橋為何通常要設置預拱度？如何設置？（8分）為了消除恒載和經(jīng)常作用活載之長期效應產(chǎn)生的撓度,通常需要在橋梁施工時設置預拱度(指跨中的反向撓度)

1)鋼筋混凝土受彎構件

a當由荷載短期效應組合并考慮長期效應影響產(chǎn)生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時,可不設預拱度。

b.當不符合上述規(guī)定時則應設預拱度，預拱度值按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之各采用。汽車荷載的頻遇值為汽車荷載的標準值的0.7倍，人群荷載的頻遇值等于其標準值；預拱度的設置應按最大預拱值沒順橋向做成平順的曲線。

2）預應力混凝土受彎構件

a.當預加應力產(chǎn)生的長期反拱值大于荷載短期效應組合計算的長期撓度時，可不設預拱度。

b.當預加應力產(chǎn)生的長期反拱值小于按荷載短期效應組合計算的長期撓度時，應設預拱度，其值應按該項荷載的撓度值與預加應力長期反拱值之差采用。三、名詞解釋（共5題，每題4分，共20分）

1、勁性骨架施工法是根據(jù)鋼支架法演變和發(fā)展而來的一種施工方法，主要用于混凝土拱橋的施工。拱肋施工時，先做勁性骨架，再利用勁性骨架作為支架澆筑拱肋混凝土，拱肋混凝土達到強度后，在后續(xù)的施工過程中和成橋后的受力中，勁性骨架可作為結構的一部分參與受力。2、等效強模量

為了考慮垂度對斜拉橋拉索剛度的影響，拉索彈性模量采用下式計入：3、剪力鍵剪力鍵又稱連接鍵，設在鋼梁上翼緣的頂面，其主要作用是承受鋼梁和混凝土翼緣板之間界面上的縱向剪力，抵抗兩者之間的相對滑移，保證混凝土板面板與鋼梁共同作用。4、部分斜拉橋它的外形與斜拉橋相似，有主梁、索塔和斜拉索，但一般而言其橋塔比較矮，它的受力特點介于預應力混凝土連續(xù)梁橋和斜拉橋之間。5、頂推施工法頂推施工法的施工原理是沿橋縱軸方向的后臺開辟預制場地，分節(jié)段澆筑或拼裝混凝土梁身，并用縱向預應力筋連成整體，然后通過水平液壓千斤頂施力，借肋不銹鋼與四氟乙稀模壓板特制的滑動裝置，將梁逐段向對岸頂進，就位后落梁，更換正式支座，完成橋梁施工。四、問答題(共5題，共30分)

1、橋面橫坡的作用是什么？常見的橋面橫坡設置辦法有哪幾種？？（6分）為了迅速排除橋面雨水，除使橋梁設有縱向坡度外，尚應將橋面鋪裝沿橫向設置雙向的橋面鋪裝。

常見的有三種方法：

采用不等厚的鋪裝層以構成橋面橫坡；直接將行車道板做成雙向傾斜的橫坡；墩臺頂部設成傾斜的橫坡。2、斜拉橋的受力體系由哪幾部分組成？各組成部分的受力特點及常采用的材料？（6分）構成斜拉橋受力體系的三個主要部分是斜拉索、索塔和主梁。

斜拉索是受拉構件，一般由高強鋼材制成；

索塔為壓彎構件；塔柱由混凝土、鋼材或組合結構建造，

主梁為壓彎構件，較小跨度的斜拉橋多采用混凝土，特大跨度斜拉橋一般采用鋼主梁或鋼混組合結構的主梁，有時為了增大邊跨的剛度，采用中跨為鋼梁、邊跨為混凝土梁的混合主梁。3、為何要設置橋梁伸縮縫？其作用是什么？（6分）為了保證橋跨結構在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由地變形，就需要使橋面在兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設置伸。1）能保證結構溫度變化所引起的伸縮變形；

2）車輛駛過時應能平順、不打滑、無突跳、過大躁聲與振動；

3）具有安全排水防水的構造，防止雨水侵蝕、垃圾及泥土的阻塞對伸縮縫本身以及對橋面以下支座和其他結構的損壞，影響功能正常的發(fā)揮。5、拱橋穩(wěn)定常驗算的部位？有哪幾種失穩(wěn)形式？（6分）拱橋的穩(wěn)定性驗算，主要是針對以受壓為主的承重構件拱圈和拱肋進行的。當拱的長細比比較大，則當其承受的荷載達到某一臨界值時，拱的穩(wěn)定平衡將不能保持：在豎向平面內(nèi)軸線可能離開原來的稱定位置為縱向失穩(wěn)；或者軸線可能側傾離開原豎平面為橫向失穩(wěn)。五、計算題(共1題，共20分)計算跨徑=19.50m的橋梁，其橫截面如下圖所示，試求荷載位于跨中時l號邊梁的荷載橫向分布系數(shù)（車輛荷載和人群荷載）。

(a)橋梁橫斷面

(b)1號梁橫向影響線

圖1

橫向分布系數(shù)計算圖示

四、問答題(共5題，共30分)

1、簡述預應力后張梁的施工工序？(5分)

預應力后張梁的施工工序是先制作留有預應力筋孔道的梁體，等其混凝土達到規(guī)定強度后，再在孔道內(nèi)穿入預應力筋進行張拉并錨固，最后進行孔道壓漿并灌梁端土封頭混凝土。2、預應力混凝土定義及施加預應力的目的？(5分)

在結構或構件承受使用荷載前，對受拉區(qū)的混凝土預先施加壓應力,以抵消或減少使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應力。

①提高結構或構件的抗裂度；

②提高結構或構件的剛度；

③充分發(fā)揮高強鋼材的作用；

④把散件拼成整體。3、為什么鋼筋混凝土梁橋的跨越能力會受到限制？(6分)在鋼筋混凝土梁橋中，在梁的受拉區(qū)布置有受力鋼筋，以承擔外荷載產(chǎn)生的拉應力，鋼筋和混凝土粘結在一起共同變形，由于受到混凝土裂縫寬度的限制，所以鋼筋的拉應變或應力也將受到相應的制約。因為這一制約關系，鋼筋混凝土結構無法利用高強材料來減輕結構自重，增大跨越能力。

4、橋梁支座的作用是什么，目前常用的橋梁支座有哪些類型？(6分)1)

傳遞上部結構的支承反力，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力。

2)

保證結構在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形，以使上下部結構的實際受力情況符合結構的靜力圖式。常用的支座類型：簡易墊層支座、橡膠支座（板式橡膠支座、聚四氟乙烯滑板式橡膠支座、球冠圓板式橡膠支座、盆式橡膠支座）、弧形鋼板支座、鋼筋混凝土擺柱式支座。

5、公路簡支梁橋的主梁荷載橫向分布系數(shù)為什么在跨中與支點取用不同數(shù)值？在計算簡支梁彎矩與剪力時通常如何考慮？(8分)荷載位于橋跨中間部分時，由于橋梁橫向結構（橋面板和橫隔梁）的傳力作用，使所有主梁都參與受力，因此荷載的橫向分布比較均勻。但當荷載在支點處作用在某主梁上時，如果不考慮支座彈性變形的影響，荷載就直接由該主梁傳至支座，其它主梁基本上不參與受力。因此，荷載在橋跨縱向的位置不同，對某一主梁產(chǎn)生的橫向分布系數(shù)也各異。當求簡支梁跨中最大彎距時，鑒于橫向分布系數(shù)沿跨內(nèi)部分的變化不大，為了簡化起見，通常均可按不變化的m來計算。對于其他截面的彎矩計算，一般也可取用不變的m。但對于中梁來說，跨中與支點m的差值可能較大，且內(nèi)橫隔梁又少于三根時，以計及m沿跨徑變化影響為宜。在計算主梁最大剪力時，鑒于主要荷載位于所考慮一端的m變化區(qū)內(nèi)，而相對應的內(nèi)力影響線坐標均接近最大值，故應考慮該段內(nèi)橫向分布系數(shù)變化的影響。對位于靠近遠端的荷載，鑒于相應影響線坐標值的顯著減小，則可近似取用不變的m來簡化計算。五、計算題(共1題，共20分)

計算圖1所示T梁翼板所構成鉸接懸臂板的設計內(nèi)力。橋面鋪裝為20mm厚的瀝青混凝土面層（容重為23KN/m3）和平均厚90mm的C25混凝土面層（容重為24KN／m3）。T梁翼板鋼筋混凝土的容重為25KN／m3。

圖1鉸接懸臂行車道板（單位：cm）

圖2標準車輛荷載的計算圖式（尺寸：m）

四、問答題（每題5分，共20分）

1、為什么說空腹式無鉸拱的拱軸線用懸鏈線比用恒載壓力線更合理？

空腹式無鉸拱橋，采用“五點重合法”確定的懸鏈線拱軸線與相應的三鉸拱的恒載壓力線五點重合，而與無鉸拱的恒載壓力線實際上并不存在五點重合關系。由于拱軸線與恒載壓力線有偏離，在拱頂、拱腳都產(chǎn)生了偏離彎矩。研究證明，拱頂?shù)钠x彎矩為負，而拱腳的偏離彎矩為正，恰好與這兩截面控制彎矩的符號相反。說明，在空腹式拱橋中，用“五點重合法”確定的懸鏈線拱軸線，偏離彎矩對拱頂、拱腳都是有利的，因而空腹式無鉸拱的拱軸線用懸鏈線比用恒載壓力線更合理。

2、簡支梁中固定支座布置原則是什么？

固定支座的布置，應根據(jù)以下原則確定：

（1）對橋跨結構而言，最好使得梁的下緣在制動力的作用下受壓，例如固定支座在行車方向的前方。

（2）對橋墩而言，最好讓制動力的方向指向橋墩中心，使墩頂圬工在制動力作用下受壓而不受拉。

（3）對橋臺而言，最好讓制動力的方向指向堤岸，使墩臺頂部圬工受壓，并能平衡一部分臺后土壓力。

3、伸縮縫的安裝寬度應該考慮哪些因素?

（1）由溫度變化引起的伸縮量；

（2）由混凝土收縮引起的梁體縮短量?Δs；

（3）由混凝土徐變引起的梁體縮短量?Δc；

（4）由制動力引起的板式橡膠支座剪切變形而導致的伸縮縫開口量?Δlb

或閉口量+

Δlb。

4、當設計多孔連續(xù)拱橋必須采用不等跨徑時，可以采用哪些措施來平衡推力？

（1）采用不同矢跨比，大跨徑設計成矢跨比大的陡拱，小跨徑設計成矢跨比小的坦拱，使相鄰兩孔在恒載作用下的不平衡推力盡量減??；

（2）采用不同的拱腳標高，將大跨徑的拱腳標高降低，小跨徑的拱腳升高，可達到對基底彎矩接近平衡；

（3）平衡拱上建筑的恒載重量，大跨徑采用輕質(zhì)填料，小跨徑采用重質(zhì)填料；

（4）采用不同類型的拱跨結構，大跨徑采用分離式肋拱結構，小跨徑采用板拱結構。

五、計算題（共20分）

已知鋼筋混凝土五片式T型梁橋全長19.96m，計算跨徑l=19.5m。主梁采用C40混凝土，支座處梁肋寬帶為30cm。梁的兩端采用等厚度的橡膠支座。已計算求得支座壓力標準值Rck=354.12KN，其中結構自重引起的支座反力標準值為162.7KN，公路-Ⅱ級引起的支座反力標準值為183.95KN，人群荷載pk=3.0KN/m2的標準值為7.47KN；公路-Ⅱ級和人群荷載作用下產(chǎn)生的跨中撓度f=1.96cm，主梁的計算溫差Δt=36攝氏度。試設計板式橡膠支座。

+三、簡答題（20%，每題5分。請簡要回答下列各題。）

2、橋面排水系統(tǒng)如何進行設計？

橋面設置橫坡（1.5%~2%）。橋面縱坡>2%，橋長<50m，不設泄水孔;橋面縱坡>2%，橋長>=50m，設一個泄水管;橋面縱坡<2%，每隔6~8m設一個泄水管.泄水管:要求過水面積不小于2~3cm2/m2，左右對稱或交錯排列,距緣石20~50cm，可在人行道下設置。

3、支座有何作用？簡支梁橋的支座按靜力圖式有哪幾種？板式橡膠支座的構造和工作特點？

支座的作用：傳遞上部結構的支承反力，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力；保證結構在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形，使上、下部結構的實際受力