桥梁工程考研复习题及答案(3)

本站小编 福瑞考研网/2016-12-05


8)    偶然荷载主要指哪几种?
答:有地震作用船舶漂流物的撞击作用汽车撞击作用。
9)    桥规对公路-I级、公路-II级车道荷载和车辆荷载有哪些规定?
答:桥梁结构的整体计算采用车道荷载;桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。
10)    桥梁支座按受力形式可分为哪两种?并阐明其受力特点?
答:桥梁支座按受力形式分为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压力和水平力,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,但它要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动
11)    正常使用极限状态作用效应组合分哪两种?
答:作用短期效应组合和作用长期效应组合。
12)    拱桥的总体布置包括哪些内容?
答:拱桥的总体布置包括确定桥梁的长度,跨径,孔数,桥面标高,主拱圈的矢跨比等内容。
13)    作用(荷载)效应的组合有什么原则?公路桥规的作用效应组合有哪几类?
答:(1)只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合。(2)当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应该参与组合。(3)施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。(4)多个偶然作用不同时参与组合。分为按承载能力极限状态设计时的作用效应组合和按正常使用极限状态设计时的效应组合。
14)    桥梁纵断面的设计的主要内容有哪些项?
答:桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径,桥梁的分孔,桥道的标高,桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等。

15)    桥梁的经济分孔原则是什么?
答:1)对于通航河流,在分孔时首先应满足桥下的通航要求; 2)平原区宽阔河流上的桥梁,通常在主河槽部分按需要布置较大的通航孔,而在两侧浅滩部分按经济跨径进行分析; 3)对于在山区深谷上,水深流急的江河上,或需要在水库上修桥时,为了减少中间桥墩,应加大跨径,如果条件允许的话,甚至可以采用特大跨径的单孔跨越; 4)对于采用连续体系的多孔桥梁,应从结构的受力特性考虑,使边孔与中孔的跨中弯矩接近相等,合理地确定相邻跨之间的比例; 5)对于河流中存在的不利的地质段,例如岩石破碎带,裂隙,溶洞等,在布孔时,为了使桥基避开这些区段,可以适当的加大跨径。
16)    公路车道荷载为什么需要进行纵向折减?
答:车轮荷载作用于桥面上时,除了直接承受荷载的板条外,沿纵向与之相邻的板也分担一部分荷载所以要进行纵向折减。

17)    设置桥梁纵坡的原因和目的是什么?
答:为使雨水迅速排除,防止或减少雨水对铺装层的渗透,从而保护了行车道板,延长桥梁使用寿命。
18)    桥梁上有哪些基本的附属设施?桥面构造由哪些组成?
答:桥梁上基本的附属设施有包桥面系、伸缩缝、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡等。桥面构造包括桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明。
19)    横坡设置有哪几种方法?各自的适用性是什么?
答 对于板桥(矩形板梁或空心板梁)或就地浇筑的肋板式梁桥,将墩台顶部做成倾斜的,再在其上盖桥面板,可节省铺装材料并减轻恒载;2)对于装配式肋板式梁桥,可采用不等厚的铺装层(包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层),方便施工;3)桥宽较大时,直接将行车道板做成双向倾斜,可减轻恒载,但主梁构造、制作均较复杂。桥面不是很宽时,第2种方式较常用。
20)    何谓桥面连续?
答:对于多跨简支梁(板)桥,在施工中采用的连续措施,减少桥墩处桥面的断缝道数,使桥面连续为一体的结构处理措施。
21)    行车道板的定义是什么?其作用是什么?
答:定义:行车道板是直接承受轮压的混凝土板,它与主梁梁肋和横隔梁联结在一起的结构板。作用:承力、传力、连接。
22)    预应力混凝土简支梁与钢筋混凝土简支梁相比有何优点?
答:钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。当应力达到较高值时,构件裂缝宽度将过大而无法满足使用要求,因此在普通钢筋混凝土结构中不能充分发挥采用高强度材料的作用。为了满足变形和裂缝控制的要求,则需增加构件的截面尺寸和用钢量,这既不经济也不合理,因为构件的自重也增加了。   预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。在混凝土构件承受外荷载之前对其受拉区预先施加压应力,就成为预应力混凝土结构。预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力,因而可推迟甚至避免裂缝的出现。

23)    在装配式T形梁桥中,横隔梁(板)的作用是什么?
答:起着保证各根主梁相互连成整体的作用;它的刚度愈大,桥梁的整体性愈好,在荷载作用下各主梁就能更好地协同工作。
24)    简述梁桥和拱桥的施工方法及其特点。
答:梁桥的施工方法主要有:就地浇筑施工:在支架上安装模板,绑扎及安装钢筋骨架,预留孔道,在现场浇筑混凝土与施加预应力。悬臂施工法:分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类。在已建成的桥墩上,沿桥梁跨径方向对称逐段施工。(施工期间不影响桥下通航或行车,充分利用预应力承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,提高桥梁的跨越能力。)逐孔施工法:从桥梁的一端开始,采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工,周期循环。顶推施工法:用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体,通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地。
拱桥的施工方法主要有:有支架施工:拱架施工,在拱架上砌筑主拱圈,落架。
缆索吊装施工:是无支架施工最主要的方法。预制拱肋、吊装主拱圈、砌筑拱上建筑、施工桥面结构。劲性骨架施工:在事先形成的桁式拱骨架上分环分段浇筑混凝土。
转体施工法:将拱圈分为两个半跨,在河岸现浇或预制,利用动力装置将其转动到桥轴线位置合龙成拱。


五、计算题
1)    计算图1所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。桥梁荷载为公路—Ⅰ级,桥面铺装为80mm厚C50混凝土配 钢筋网;容重为26 ;下设40mm厚素混凝土找平层;容重为24 ,T梁翼板材料容重为26 。
 
     图 1 铰接悬臂行车道板 (单位:mm)
解: .恒载及其内力(以纵向1m宽的板条进行计算)
每延米板上的恒载 ;
钢筋混凝土面层 :
素混凝土找平层 :
T梁翼板自重 :
合计:      
每米宽板条的恒载内力
 弯矩    
 剪力    
 .公路—Ⅰ级荷载产生的内力
 要求板的最不利受力,应将车辆的后轮作用于铰缝轴线上,见图2,后轮轴重为 =140kN,着地长度为 ,宽度为        ,车轮在板上的布置及其压力分布图见图1-1
 
图2公路—Ⅰ级荷载计算图式(单位:mm)
由式            
一个车轮荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:
 (两后轮轴距)
两后轮的有效分布宽度发生重叠,应一起计算其有效分布宽度。铰缝处纵向2个车轮对于悬臂板根部的有效分布宽度为:
 
作用于每米宽板条上的弯矩为:
   
作用于每米宽板条上的剪力为:
 
c. 行车道板的设计内力         
 
2)    如图4示为一桥面宽度为净9-9+2×1.5m人行道的钢筋混凝土T形梁桥,共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号和2号主梁相应于汽车荷载和人群荷载的横向分布系数。
 

图 4

解:⑴首先绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线,如图2-59b所示。
⑵在荷载横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。《桥规》规定对于汽车荷载,车辆横向轮距为1.80m,两列汽车车轮的横向最小间距为1.30m,车轮离人行道缘石的最小距离为0.50m。求出相应于荷载位置的影响线竖标值后,就可得到横向所有荷载分配给1号梁的最大荷载值为:
汽车荷载:   
人群荷载:   
    式中 和 相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的人群荷载集度; 和 为对应于汽车车轮和人群荷载集度的影响线坐标。由此可得1号梁在汽车和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为 和 。
同理可计算得2号梁的荷载横向分布系数为 和 。

3)    图8所示为计算跨径 =12.60m的铰接空心板桥的横截面布置,桥面宽度为净-7+ 人行道。全桥由9块预应力混凝土空心板组成,试求1号、3号和5号板在汽车荷载和人群荷载作用下跨中荷载横向分布系数 。
 
图 8
解:○1 计算空心板截面的抗弯惯矩
空心板是上下对称截面,形心轴位于截面中心,故其抗弯惯矩为:
 
                       图9 空心板桥横截面(单位:mm)
 ○2 计算空心板截面的抗扭惯矩
    空心板截面可近似简化成图9(b)中虚线所示的薄壁箱形截面来计算 ,按式(2-66),则有:              
○3 计算刚度参数
    
○4 计算跨中荷载横向分布影响线
   从铰接板荷载横向分布影响线计算用表(附录Ⅰ)中所属9-1、9-3和9-5的分表,在 =0.02~0.04之间按直线内插法求得 =0.0214的影响线竖标值 、 和 。计算结果见表1(表中的数值为实际 的1000倍)。
   将表中 、 和 之值按一定比例绘于各号板的轴线下方,连接成光滑曲线后,就得1号、3号和5号板的荷载横向分布影响线,如图10b、c和d所示。
 表1
 
 
图10   1、3和5号板荷载横向分布影响线(单位:mm)
○5 计算荷载横向分布系数
将车辆荷载沿横向最不利荷载位置进行布载后,就可计算跨中荷载横向分布系数。
对于1号板:汽车荷载  
人群荷载  
对于3号板:汽车荷载   
            人群荷载  
对于5号板:汽车荷载  
            人群荷载  
综上所得,汽车荷载横向分布系数的最大值为 ,人群荷载的最大值为 。

图10   1、3和5号板荷载横向分布影响线(单位:mm)
4)    无中横隔梁的横向铰接T形梁桥,跨径 ,桥面宽度为净 ,由间距 的5根主梁组成。主梁的截面尺寸如图11所示。试计算各主梁的荷载横向分布系数。
 
图 11
解:○1计算抗弯惯矩 和抗扭惯矩
主梁翼板的平均厚度为:        
截面形心距翼板顶面的距离 为:
 
抗弯惯矩  :
                     
抗扭惯矩 :对于翼板, ,查表2-6可得 = ;
            对于梁肋, ,查表2-6可得: 。

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