桥梁工程习题及答案(北京交通大学)(6)

《桥梁工程》习题及答案

适用范围：⑴用于计算多肋梁桥的支点的荷载横向分布的Ｍo⑵近似计算中间无横梁的跨中支点的Ｍc、Ｍo

87) “偏心压力法”的基本假定是什么？该法与主梁的抗弯刚度与抗扭刚度有什么关系？

“修正偏压法”与“偏压法”有什么区别？如何计算？

答：1）横隔梁刚度无限大，在车辆荷载作用下，横隔梁全长呈直线变形。2）忽略主梁的抗扭刚度，即不考虑主梁对横隔梁抗扭的贡献。抗弯刚度指主梁纵向刚度，抗扭刚度指横截面主要指横隔梁刚度。偏心压力法不考虑抗扭刚度，修正偏心压力法考虑抗扭刚度。偏心压力法计算⑴若需计算Ｋ号梁的mc，利用公式计算该梁的影响线方程⑵连线，绘成支反力影响线图⑶布载⑷求影响线纵坐标⑸求m。

88) “铰接板法”的基本假定是什么？铰接板板法中г称为什么参数？如何利用铰接板

法的计算用表绘制荷载横向分布影响线图？

答：基本假定：1）在竖向荷载作用下，板接缝只传递竖向剪力，2）用理想半波荷载来分析跨中荷载的横向分布规律。Г称刚度系数，利用铰接板荷载横向分布影响线竖坐标的计算用表，在抗扭刚度区间上按照线性内插的方法求的个位置的刚度系数坐标，然后按一定比列绘于各板块的轴线下方，连接成光滑曲线后就得到了横向分布影响线。 89) 荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化在实际中如何处理？

答：对于无横隔梁或者仅有一根横隔梁的情况，跨中部分可采用不变的横向分布系数，在离支点1/4起至支点的区段内按线性关系过度，对于有横多根横隔梁的情况，在第一更横隔梁起至支点的区段内按线性关系过度。在实际应用中，当计算简支梁的跨中弯矩时，一般可不考虑荷载横向分布系数的变化，均按不变化的来处理。 90) 什么是主梁内力包络图？简支梁桥的内力包络图的图形如何？

答：主梁内力包络图是指沿主梁长度方向各个截面上内力组合设计值的分布图；简支梁的弯矩包络图呈二次抛物线形，剪力包络图为一条直线段。 91) 如何计算横隔梁的内力？

答：按刚性横梁法和梁系法计算。

92) 挠度和刚度，公路桥规对梁式桥的最大竖向挠度的规定，预拱度如何设置？

答：挠度是指在最不利组合荷载作用下的位移值，刚度是指材料在产生单位位移所需要的力。当预应力的长期上拱值小于按荷载短期组合计算的长期挠度时应设预拱度，预拱度值按该项荷载的挠度值与预加应力上拱值之差采用。设置预拱度应按最大的预拱值沿顺桥向做成平顺的曲线。

93) 斜交板桥的受力特点与构造特点？影响斜交板桥受力的主要因素？

答：受力特点，支承边反力、跨中主弯矩、钝角负弯矩、横向弯矩、扭矩，特点1）桥梁宽度较大，版中央纵向刚筋垂直于支承边布置，边缘处纵向刚筋平行于自由边布置；横向钢筋平行于支承边布置。2）为抵抗自由边的扭矩，可在距自由边一倍板厚的范围内设置加强钢筋。3）窄斜桥纵向钢筋平行于自由边布置，跨中横向钢筋垂直于自由边布置，两端横向钢筋平行于支承边布置，4）在钝角1/5范围内，应在角平分线的垂直方向设置抵抗负弯矩的钢筋。5）为承担很大的支反力，应在钝角底面平行于角平分线方向上设置附加钢筋。

94) 梁式桥的主要施工方法有哪些，各施工方法的特点如何？

答：1）定支架上的施工，在支架上安装模板就地浇注混凝土的方法，一般仅在小跨径桥或交通不便的边缘地区采用。2）悬臂施工法，在已建成的桥墩上，沿桥梁跨径方向

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《桥梁工程》习题及答案

对称逐段施工。3）逐孔施工，从桥梁一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到全部完成。4）施工法，将预制梁体向前顶推出场地然后继续预制下一阶段梁体直至施工完成。5）转体施工法，在河流两岸或适当位置，利用地形或使用简便的支架先将半桥预制完成，之后以桥梁结构本身为转体，使用机械分别将两个半桥转体到桥位轴线上。 95) 什么叫扇形弯梁桥？什么叫斜弯梁桥?

答：扇形弯梁桥在平面上形如擅自，其两端支承边的延线交汇于一点。斜弯梁桥即使其桥轴线也属于圆曲线，且具有曲率半径和曲率中心，但两端支承边的延线不绘交于曲率中心。

96) 为什么斜桥的斜交角不宜过大？、

答：斜桥的斜交角过大将使得：1）桥梁的跨度增大，提高造价；2）结构受力不合理；3）增加构造难度。

97) 梁式桥支座的受力种类有哪两种？各种支座可允许梁的支承产生哪些方向的变位？

答：梁式桥的支座一般分成固定支座和活动支座两种。固定支座既要固定主梁在墩台上的位置并传递竖向力，又要保证主梁发生挠曲时在支承处能自由转动。活动支座只传递竖向压力，但要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。 98) 梁式桥支座的作用有哪三条？

答：⑴传力 ⑵ 适应位移 ⑶ 实际受力情况与力学计算模式相一致 99) 支座布置原则是什么？固定支座的布置有何要求？

原则：有利于墩台传递纵向水平力，有利于梁体的自由变形为原则。要求：对于简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；对于多跨简支梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩上布置一个（组）活动支座与一个（组）固定支座。若个别墩较高，也可在高墩上布置两个（组）活动支座。在坡桥处，固定支座放置在坡下的墩台上。

100) 支座的作用主要表现在哪几个方面？

答：支座的作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够适应活载、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角），使上下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。

101) 简述板式橡胶支座的工作原理。

答：板式橡胶支座由几层橡胶和薄钢片叠合而成，如下图所示。它的活动机理是利用

橡胶的不均匀弹性压缩实现转角?；利用其剪切变形实现微量水平位移?。

102) 在坡道上、车站附近及区间平道上固定支座应如何布置？

答：在这些位置上，一般桥梁都有斜披，对于坡桥，宜将固定支座布置在标高低的墩台上。同时，为了避免整个桥跨下滑，影响车辆的行驶，通常在设置支座的梁底面，增设局部的楔形构造。

103) 普通钢支座有哪几种类型？

答：1、铸钢支座（弧形钢板支座，铸钢支座）；2、新型钢支座（不锈钢或合金钢支座，滑板钢支座球面支座）

104) 盆式橡胶支座有哪些优点？说明其工作原理。

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答：1、盆式橡胶支座具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等优点。2、将橡胶块放在凹形金属槽内，使橡胶处于有侧限受压状态，提高了它的承载力。另外利用嵌放在金属盆顶面的填充聚四氟乙烯板与不锈钢板的相对摩擦系数小的特性，保证了活动支座能满足梁的水平移动要求，同时，通过橡胶的不均匀压缩使得梁体能够进行转动。

105) 连续梁桥的固定支座布置有何要求？

答：一般在每一联设置一个固定支座，并宜将固定支座设置在靠近温度中心处，以使全梁的纵向变形分散在梁的两端，其余墩台上均设置活动支座。在设置固定支座的桥墩(台)上，一般采用一个固定支座，其余为横桥向的单向活动支座；在设置活动支座的所有桥墩台(台)上，一般沿设置固定支座的一侧，均布置顺桥向的单向活动支座，其余均布置双向活动支座。

106) 等截面和变截面钢筋混凝土悬臂梁桥和连续梁桥的主要构造特点？ 答：⑴属超静定结构；⑵桥墩处主梁有负弯矩减少了跨中正弯矩。 107) 预应力混凝土T型刚构桥的主要构造特点？

答：预应力混凝土T型刚构桥分为跨中带剪力铰和内设挂梁两种基本类型。带剪力铰的T形刚构桥(图3-14a~d)是一种超静定结构。两个大悬臂在端部借助所谓“剪力铰”相连接，它是一种只能传递竖向剪力而不传递纵向水平力和弯矩的连接构造。当在一个T形结构单元上作用有竖向荷载时，相邻的T形结构单元通过剪力铰而共同参与受力。因而，从结构受力和牵制悬臂端变形来看，剪力铰起到了有利的作用。

带挂孔的预应力混凝土T形刚构桥属静定结构(图3-14e~g)，其受力特点虽然与钢筋混凝土结构一样，然而由于采用预加应力技术的悬臂法施工，消除了钢筋混凝土结构的缺点，而能充分发挥T形悬臂在运营和施工中受力一致的独特优点。 108) 为改善牛腿受力，可采取哪些措施？

答：（1）悬臂梁与挂梁的腹板宜一一对应，使受力明确，缩短传力路线；接近牛腿部位的腹板应适当加厚，加厚区段的长度不应小于梁高；

（2）设置端横梁加强，端横梁的宽度应将牛腿包含在内，形成整体；

（3）牛腿的凹角线形应和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力的过分集中； （4）牛腿处的支座高度应尽量减小，如采用橡胶支座；

（5）按设计计算要求配置密集的钢筋，钢筋布置应与主拉应力的方向协调一致，以防

止混凝土开裂。

109) 预应力混凝土连续梁桥和连续刚构梁桥的构造特点？

答：⑴属超静定结构；⑵桥墩处主梁有负弯矩减少了跨中正弯矩；⑶整体性好,工作质量高。

110) 预应力混凝土连续梁桥的主梁截面和预应力筋布置特点？

答：1、连续梁桥主梁除了在跨中部分承受正弯矩外，在支点附近还要抵抗较大的负弯矩，因此在进行截面设计时往往要加强截面底部的混凝土受压区。常在支点附近加大截面设计，以加大底面混凝土受压区并抵抗支点附近较大的剪力。

2、连续梁受力主筋的布置要满足正、负两种弯矩的要求。在悬臂部分和支点附近是负弯矩区，要在梁的顶部布置抵抗负弯矩的受力筋；跨中部分承受正弯矩，在梁的底部布置受力筋；在正、负弯矩过渡区段，两个方向的弯矩都可能发生，因此顶部和底部均要布置适量的预应力筋。

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111) 预应力混凝土连续刚构梁桥的主梁截面和预应力筋布置特点？

答：1、由于刚构桥的主梁除了在跨中部分承受正弯矩外，在支点附近还要抵抗较大的负弯矩，因此在进行截面设计时往往要加强截面底部的混凝土受压区。常用形式有带马蹄形的T形截面，箱型截面，适用于中等跨径及大跨径的桥梁。为了适应向支点处逐渐增大的负弯矩，梁高及梁底均可相应地加大。 2、带挂梁刚构桥的悬臂部分只承受负弯矩，因此将预应力筋布置在梁肋顶部和桥面板内，以获得最大的作用力臂，预应力筋分直筋和弯筋两类，直筋的一部分在接缝处端面上锚固，一部分直通至悬臂端部锚固在牛腿端面上。肋内的弯筋则随着施工的推进逐渐下弯而倾斜锚固在各安装块件(或现浇段)上。为了使位于梁肋外承托内的力筋也能下弯锚固，通常还要使它们在平面内也作适当弯曲，。下弯的力筋能增加梁体的抗剪能力。在大跨径桥梁中还可在肋内设置专门的竖向预应力筋来增强梁肋的抗剪作用。

对于带铰刚构桥，悬臂部分也可能出现正负异号的弯矩，在此情况下梁的底部也应布置适当的纵向预应力筋。

112) 预应力混凝土连续梁箱梁桥恒载内力计算的特点（与施工程序、体系转换的关

系）？

答：结构自重所产生的内力应根据它所采用的施工方法来确定其计算图式。对于桥面铺装等二期恒载如果它是在成桥以后开始施工，那么就可以按照整桥的结构图式进行，否则，也应按其相应施工阶段的计算图式单独地计算，然后进行内力或应力的叠加。 113) 预应力混凝土连续梁梁桥活载内力计算的方法？ 答：1.按空间结构计算活载内力

按空间结构计算连续梁桥活载内力的方法有：

(1)按最不利布载计算各主梁(肋)的荷载横向分布系数，按平面杆系结构计算绘制该主梁(肋)的纵桥向内力影响线； (2)将荷载乘以荷载横向分布系数，沿桥梁纵向按最不利位置分别将荷载加至影响线正负效应区，即可求得绝对值最大的正负活载内力。 2.按平面杆系结构计算活载内力

计算方法与空间结构类同，只是无需计算横向分布系数。

114) 预应力混凝土连续梁桥内力包络图的形式？在桥梁设计计算中作用如何？

答：有剪力和弯矩包络图两种形式，在桥梁设计计算中可确定各截面在活载和恒载共同作用下的最大最小内力

115) 预应力混凝土连续梁桥次内力引起的原因？

答：外部因素有预加力、墩台基础沉降、温度变形等；内部因素有混凝土材料的徐变与收缩、结构布置与配筋形式等。

116) 箱形截面在连续梁、连续刚构中广泛应用的原因？

答：箱形截面的整体性强，它不但能提供足够的混凝土受压面积，而且由于截面的闭合特性，抗扭刚度很大，因而是大跨径悬臂梁桥常用的截面形式。 117) 为什么大跨度连续梁桥沿纵向一般设计成变高度的形式？

答：1、大跨度连续梁桥恒载内力占得比重比较大，选用变高度梁可以大大减少跨中区段因恒载产生的内力；

2、变高度梁符合内力分布规律；

3、采用悬臂法施工时，变高度梁又与施工的内力状态相吻合；

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4、从美学观点出发，变高度梁比较有韵律感，特别是位于城市中的桥梁。 118) 变高度连续体系梁桥箱梁的梁高应如何拟定？

答：在不受截面设计中建筑高度限制的影响的前提下，连续箱梁的梁高宜采用变高度的，其底曲线可采用二次抛物线、折线和介于两者之间的1.5-1.8次抛物线形式，具体的选用形式应按照各截面上下缘受力均匀、容易布束确定。根据已建成桥梁资料分析，支点截面的梁高H支约为（1/16—1/20）L(L为中间跨跨长)，跨中梁高H中约为（1/1.6—1、2.5）H支。在具体设计中，还要根据边跨与中跨比例、荷载等因素通过几个方案的比较确定。

119) 变高度连续体系梁桥箱梁的腹板厚度应如何确定？

答：箱梁腹板的主要功能是承受结构的弯曲剪应力和扭转剪应力所引起的主拉应力，墩顶区域剪力大，因而腹板较厚，跨中区域的腹板较薄，但腹板的最小厚度应考虑钢束的管道布置、钢筋布置和混凝土浇筑的要求。

120) 变高度连续体系梁桥箱梁的顶板、底板厚度应如何确定？

答：1、顶板：一般要考虑两个因素，即满足桥面板横向弯矩的要求；满足纵向预应力钢束的要求

2、底板：箱梁底板厚度随箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶，以适应箱梁下缘受压的要求，墩顶区域顶板不一过薄，否则压应力过高，由此产生的徐变将使跨中区域梁体下挠较多。墩顶区底板厚度宜为跨径的1/140—1/170，跨中区的地板厚度宜为20—25cm

121) 箱形截面如何简化计算？ 答：a.经验估值法

对于箱壁具有一定厚度且有横隔板加劲的箱形梁，忽略歪扭变形的畸变应力，将活载偏心作用引起的约束扭转正应力和扭转剪应力分别估计为活载对称作用下平面弯曲正应力的15％和剪应力的5％。当恒载对称作用时箱形梁任意截面计及扭转影响的总荷载内力可近似估计为：

M?Mg??.??Mp?弯矩

?Q?Qg??.??Qp?剪力

式中：

Mg

，

Qg——恒载引起的弯矩和剪力；

Mp，

Qp——全部活载对称于桥中线作用时引起的弯矩和剪力。

b.用修正偏心压力法求活载内力增大系数

鉴于箱梁截面横向刚度和抗扭刚度大，则荷载作用下梁发生变形时可以认为横截面保持原来形状不变，即箱梁各个腹板的挠度也呈直线变化。因此，通常可以将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，先按修正偏心压力法求出活载偏心作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，这样就得到箱梁截面活载内力的增大系数。 122) 预应力混凝土连续梁桥如何进行预应力束的配筋估算？

答：进行配筋估算时，应该首先确定各个截面内力，然后确定预应力筋的设计位置，有此两点进行配筋设计计算。

123) 预应力混凝土连续梁桥的主要设计计算程序和计算的内容？

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