桥梁工程下复习题.doc

名词解释
拱桥的计算跨径：相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。 2、 拱桥的净矢高：拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离。 
 五点重合法：拱轴线在全拱有五点（拱顶、两4/l点和两拱脚）与其相应三铰拱恒载压力线重合。 
 漂浮体系：塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外，其余全部用拉索悬吊的斜拉桥体系，属于一种在纵向可稍作浮动的多跨弹性支承连续梁。 
 单向推力墩：又称制动墩，它的主要作用是在它的一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受住单侧拱的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾坍。
 轻型桥台 ：借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力的桥台，它的体积轻巧、自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造。
拱桥的弹性中心 ：在计算无铰拱的内力时，为了简化计算工作，使求解三个赘余力的联立方程的副系数全部为零，并解为三个独立的一元一次方程所采用的结构弹性中心。
合理拱轴线  ： 各种荷载作用下拱圈截面只受轴向压力，而无弯矩作用，能充分利用圬工材料的抗压性能。
矢跨比 ：拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比。
双曲拱桥 ：为了施工方便，主拱圈可划分成拱肋、拱波、拱板及横向联系四部分，在横向和纵向均形成曲线的一种拱桥。
重力式桥台： 重力式桥台是台后侧的土压力主要靠自重来平衡的一种桥台，它由台帽、台身和基础三部分组成，又叫U型桥台。
拱桥的计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。 
净矢跨比：拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比。 
系杆：系杆的含义就是一个将两拱脚相互联系在一起的水平构件，使得墩台不承受水平推力。
拱桥的净跨径：每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离。 
计算矢跨比：拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比。 
半漂浮体系：斜拉桥塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，成为具有多点弹性支承的三跨连续梁

填空
1、  根据拱肋和系杆相对刚度的大小，可将系杆拱桥分为柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱三类。
 2、 拱桥的设计标高主要有桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高和基础底面标高 四个。 
3、 在推导实腹式悬链线拱的拱轴方程时有两个基本假定，一个是将结构的恒载压力线作为拱轴线，另外一个是不考虑弹性压缩
4、 混凝土拱桥的施工方法按其主拱圈成型的方法，可以分为就地浇筑法、预制安装法、转体施工法三大类。 
5、 斜拉桥主要有主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。 
6、 对于公路和城市道路中的两塔三跨式斜拉桥，合理的边主比为0.40~0.45
 7、 斜拉桥的索面形状主要有辐射形、竖琴形和扇形三种基本类型。
 8、 斜拉桥的悬臂施工方法可以采用悬臂浇筑和悬臂拼装两种。
 9、 桥梁的墩台主要由墩台帽、墩台身和基础三个部分组成。
10中承式组合体系拱桥一般由拱肋、吊杆、立柱、系杆、横向联系和桥面系组成。
 11拱桥中常见的拱轴线形主要有圆弧线、抛物线、悬链线 三种。 
 下承式组合体系拱桥一般由拱肋、吊杆、系杆、横向联系和桥面系组成。
12、 拱桥按照拱上建筑的形式可以分为空腹式拱桥和实腹式拱桥。 
13、 拱桥按照拱圈截面形式可分为板拱、板肋拱桥、箱型拱、双曲拱、钢管混凝土拱桥和劲性骨架混凝土拱桥。 
14、 空腹式拱上建筑按照腹孔构造，可以分为 梁式拱上建筑和拱式拱上建筑。 
15、 拱桥的设计标高主要有桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高和基础底面标高四个。
16、按照索距布置，现代斜拉桥经历了稀索体系、中密索体系和密索体系_三个阶段。
17、 拱桥按照桥面系的位置分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。 
18、 双曲拱桥主拱圈通常由拱肋、拱板、拱波和横向联系四个部分组成。 
 19、 空腹式悬链线拱在用“五点重合法”确定拱轴系数m时，要求拱轴线与三铰拱的恒载压力线保持五点重合。 
20、 拱桥的转体施工法按照旋转的几何平面，可以分为平面转体、竖向转体或者二者相结合。 
21、 按照塔、梁、墩相互连接方式，斜拉桥可以划分为 漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系
四种结构体系。 
22、  梁桥墩台从总体上可以分为重力式墩台和 轻型墩台
判断
1、  拱桥与梁桥最大的区别在于，竖向荷载作用下拱桥除了竖向力之外还将产生水平推力。       （ ） 
2、  实际拱桥的拱轴线只有圆弧线、悬链线和抛物线三种。                                   （ ） 
3、  斜拉索的垂度效应一般采用等效弹性模量予以考虑。                                      （ ） 
4、  如果拱轴线与拱上荷载产生的压力线相吻合，则此时拱圈各截面只有轴向力而无弯矩、剪力。    （ ）
 5、 悬链线的线型特征可用曲线在L/4的竖向坐标表示，它随拱轴系数m增大拱轴线降低。          （ ） 
6、  实腹式拱桥在从拱顶到拱脚均匀增加的均变荷载作用下，拱圈压力线是一条悬链线。         （ ）
 7、 拱桥矢跨比减小时，拱圈内的轴向力增大，对拱圈的受力是有利的。                          （ ）
 8、 空腹式无铰拱中，拱轴线与自重压力线偏离产生的附加弯矩，在拱顶、拱脚位置与这两个截面控制
弯矩的符号相同。                                                                    （ ）
 9、 大跨径斜拉桥采用悬臂法施工时，塔梁之间一般不需要临时固结。                           （ ）
 10、 钢斜拉桥的边跨应比相同跨径混凝土斜拉桥的跨径小。                                   （ ）
1、 √ 2、× 3、√ 4、√ 5、× 6、√ 7、√ 8、× 9、× 10、√

31、  拱桥与梁桥最大的区别在于，竖向荷载作用下拱桥除了竖向力之外还将产生水平推力。       （ ）
 32、 空腹式无铰拱的拱轴线采用悬链线比采用恒载压力线更为合理。                            （ ） 
33、  实腹式拱桥的恒载集度从拱顶到拱脚均匀增加，这种荷载分布图式的拱圈的压力线是抛物线。   （ ） 
34、  对于悬链线拱，拱轴系数m增大，拱轴线降低。                                         （ ）
 35、 在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线为二次抛物线。                                 （ ）
 36、 当拱桥的矢跨比减小时，拱的推力增大。                                               （ ） 
37、 空腹式无铰拱中，拱轴线与自重压力线偏离产生的附加弯矩，在拱顶、拱脚位置与这两个截面控制弯矩的符号相同。                                                                    （ ） 
38、 无铰拱桥采用弹性中心计算结构的内力时，可以取悬臂曲梁或简支曲梁为基本结构。           （ ） 
39、 大跨径斜拉桥采用悬臂法施工时，塔梁之间一般不需要临时固结。                           （ ） 
40、 斜拉索的垂度效应一般采用等效弹性模量予以考虑。                                      （ ）
1、√ 2、√ 3、× 4、× 5、√ 6、√ 7、× 8、√ 9、× 10、√

41、  现代斜拉桥一般采用稀索体系。                                                        （ ） 
42、  在跨径一定时，矢跨比大于某一数值时，可不计恒载弹性压缩影响产生的附加内力。            （ ）  
43、  大跨径斜拉桥采用悬臂法施工时，塔梁之间一般不需要临时固结。                           （ ） 
44、  斜拉索的垂度效应一般采用等效弹性模量予以考虑。                                      （ ）
 45、 实腹式拱桥的恒载集度从拱顶到拱脚均匀增加，这种荷载分布图式的拱圈的压力线是抛物线。   （ ） 
46、  对于悬链线拱，拱轴系数m增大，拱轴线抬高。                                         （ ）
 47、 在均匀径向均布荷载作用下（如水压力），拱和合理拱轴线为一圆弧形。                       （ ） 
48、  拱桥的水平推力与垂直反力之比值，随矢跨比的减小而增大。                               （ ） 
49、 空腹式无铰拱中，拱轴线与自重压力线偏离产生的附加弯矩，在拱顶、拱脚位置与这两个截面控制弯矩的符号刚好相反。                                                                （ ）
 50、 不等跨连续拱桥中，不能采用不同拱脚高程的处理方法。                                   （ ）
1、 × 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、√ 8、√ 9、√ 10、× 

简答
1. 不等跨连续拱桥有哪几种处理方法？ 
答：不等跨连续拱桥主要有以下4种处理方法： （1）采用不同的矢跨比 （2）采用不同的拱脚标高 （3）调整拱上建筑的恒载重量 （4）采用不同类型的拱跨结构  
2. 拱桥中有几种情况需要设置铰？ 
答：拱桥中需要设置铰的情况有四种： （1）按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈； 
（2）按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈； 
（3）需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设置在墩上端与顶梁和下端与底梁的连接处； 
（4）在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，需要在拱脚处设置临时铰。  
3. 按照索距的布置，现代斜拉桥多为“密索”体系，试叙述采用密索的主要优点。 
答：① 索距小，主梁弯矩小；② 索力较小，锚固点构造简单；③ 锚固点附近应力流变化小，补强范围小；④ 利于悬臂架设，易于换索。斜拉桥采用悬臂法架设时，索间距宜为5～15m，混凝土主梁因自重大，索距应密些，较大的索距适合于钢或钢－混凝土组合主梁。 
双曲拱桥在施工中如何实现“化整为零”和“集零为整”？这样做有何意义？ 
答：双曲拱桥主拱圈通常由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。双曲拱桥的主要特点是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的组合式整体结构承重。施工时，先将拱圈划分成拱肋、拱波、拱板及横向联系四部分，并预制拱肋、拱波和横向联系，即“化整为零”；然后吊装钢筋混凝土拱肋成拱并与横向联系构件组成拱形框架，在拱肋间安装拱波，随后浇筑拱板混凝土，形成主拱圈，即“集零为整”。这样做的主要目的是减轻吊装重量。
10. 试叙述箱形拱桥的主要特点。 
答 ：① 截面挖空率大，减轻了自重，② 箱形截面的中性轴大致居中，对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，能较好地适应主拱圈各截面的正负弯矩变化的需要 ③由于是闭合空心截面，抗弯和抗扭刚度大，拱圈的整体性好，应力分布较均匀 ④ 单条肋箱刚度较大，稳定性好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装 ⑤ 制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥。 

11. 什么是理想的拱轴线？为什么公路拱桥以恒载压力线作为拱轴线？ 
答：理想的拱轴线是在各种荷载作用下拱圈截面只受轴向压力，而无弯矩作用，这就能充分利用圬工材料的抗压性能。但事实上是不可能获得这种拱轴线的，因为除恒载外，拱圈还要受到活载、温度变化和材料弹塑性变形等因素的作用。公路拱桥的恒载占全部荷载的比重较大，随着跨径的增大，恒载所占的比重将增大，因此，以恒载压力线作为设计拱轴线，可以认为基本上是适宜的。 

12. 拱桥为什么要设置单向推力墩？常见的单向推力墩有哪几种？ 
答：单向推力墩又称制动墩，它的主要作用是在它的一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受住单侧拱的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾坍。 
重力式单向推力墩则要做得厚实一些，采用立墙式和框架式。 拱桥轻型桥墩则做成斜撑墩与悬臂墩。
拱桥的特点和分类？ 
特点：由力学知，拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布于受弯梁的应力相比，较为均匀。因此，可以充分利用主拱截面材料强度，使跨越能力增大。 
按结构受力图式分：简单体系拱桥、组合体系拱桥和拱片桥 
按拱圈截面形式分：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱型拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥 
简述拱桥伸缩缝和变形缝作用及如何设置？ 
作用：为了使结构的计算图式尽量与实际的受力情况相符合，避免拱上建筑的不规则开裂，以保证结构的安全使用和耐久性，通常在相对变形较大的位置设置伸缩缝，而在相对变形较小处设置变形缝。 对小跨度实腹拱：伸缩缝设在两拱脚的上方，并在横桥方向贯通全款和侧墙的全高及至人行道。 
对拱式空腹拱桥：通常将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱，并在紧靠墩台的拱铰上方设置伸缩缝，且应贯通全桥宽，而其两拱铰上方设置变形缝。 
在大跨径拱桥中：还应将靠近拱顶的腹拱做成两铰或三铰拱，并在拱铰上方也设置变形缝。 
矢跨比大小对结构受力有何影响？ 
拱桥的水平推力与垂直反力之比值，随矢跨比的减小而增大。当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之则推力减小。
铰的设置：  1） 按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈  2） 按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈 3） 需设置铰的矮小腹孔墩  4） 在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对于主拱圈内力作适当调整 时，需要在拱脚处设置临时铰。
多跨拱桥中不等跨分孔有哪几种平衡推力的措施，并简述其为何能平衡推力？ 
   答:为了平衡推力，大跨可采用矢跨比较大的中、下承式拱桥，小跨拱采用上承式拱。也可对较大跨的拱采用较轻的拱上结构，较小跨度的拱用实腹拱上结构，并在小跨拱顶处将填充厚度酌量增大。另一个平衡相邻两拱推力影响的措施，是将小跨的拱脚高一些。然而此时应该检算上下两拱脚之间桥墩截面的抗剪强度。
简述悬索桥、斜拉桥受力的共同特点及不同之处。 
答：两者是依靠固定于索塔的斜拉索或主缆支承梁跨，梁似多跨弹性支承梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索或吊索的间距有关。两者不同之处是，斜拉索直接锚于主梁上，称为自锚体系，拉索承受巨大拉力，拉索的水平分力使主梁受压，因此塔、梁均为压弯构件。由于斜拉桥的主梁通过拉紧的斜索与塔直接相连，增加了主梁抗弯、抗扭刚度，在动力特性上一般远胜于悬索桥。悬索桥的主缆为承重索，它通过吊索吊住加劲梁，索两端锚于地面，称为地锚体系。
1．说明重力式桥墩台和轻型桥墩台的特点及适用范围。 
答：梁桥墩台从总体上可分为两种。一种是重力式墩、台，这类墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定。因此，墩身、台身比较厚实，可以不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料方便的地区，小桥也往往采用重力式墩、台。其主要缺点是圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大。另一种是轻型墩、台。一般说来，这类墩台的刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形。所用的建筑材料大都以钢筋混凝土和少筋混凝土为主，但也有一些轻型墩台，通过验算后，可以用石料砌筑。 
2．梁桥桥墩由哪几种类型？桥台由哪几种类型？ 
答：桥墩按其构造可分为实体墩、空心墩、柱式墩、框架墩等；按其受力特点可分为刚性墩和柔性墩；按施工工艺可分为就地砌筑或浇筑桥墩、预制安装桥墩；按其截面形状可分为矩形、圆形、圆端形、尖端形及各种截面组合而成的空心桥墩。墩身侧面可垂直，也可以是斜坡式或台阶式梁桥桥台可分为重力式桥台和轻型桥台。 
    （一）重力式桥台。重力式桥台的常用型式是U型桥台，它由台帽、台身和基础等三部分组成。台后的土压力主要靠自重来平衡，故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。 
    （二）轻型桥台。轻型桥台的体积轻巧、自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造，它借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力，从而可节省材料，降低对地基强度的要求和扩大应用范围，为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。     常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。   
 3．拱式桥的墩台与梁式桥墩台的最大差别有哪些？ 
    答：有拱脚，需承受单向推力。 
4．拱桥何时设单向推力墩？常用的推力墩有哪几种？ 
答：在一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受住单侧拱的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾坍。而且当施工时为了拱架的多次周转，或者当缆索吊装施工的工作跨径受到限制时为了能按桥台与某墩之间或者按某两个桥墩之间作为一个施工段进行分段施工，在此情况下也要设置能承受部分恒载单向推力的墩。