桥梁工程各章课后习题03316

二、名词解释：

1. 桥梁建筑高度：是上部结构底缘至桥面的垂直距离。

2. 计算跨径（梁式桥）：对于设支座桥梁，为相邻支座中心的水平距离，对于不设支座的桥梁（如拱桥、刚构桥等），为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离。

3. 标准跨径（梁式桥）：是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离。

4. 桥梁全长：对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面行车道长度。

5. 净跨径：对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距，不设支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。

6.永久作用：是指在结构设计基准期内，其值不随时间而变化，或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用，也称恒载。

7.可变作用：是指在结构设计基准期内，其值随时间变化，且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。

8．偶然作用：是指在结构设计基准期内出现的概率很小，一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用。

9.汽车冲击力：由于桥面不平整、轮胎不圆、发动机抖动引起的汽车对桥梁结构产生的作用力。

三、问答题：

1．桥梁由哪几部分组成,并简述个部分的作用？

答：桥梁由五个“大部件”与五个“小部件”组成。所谓五大部件是指桥梁承受汽车或其他作用的桥跨上部结构与下部结构，它们要通过所承受作用的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。这五大部件是：

1）桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构），是路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）中断时，跨越这类障碍的结构物。

2）支座系统，它支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构在荷载、温度变化或其他因素作用下所预计的位移功能。

3）桥墩，是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。

4）桥台，设在桥的两端，一端与路堤相接，并防止路堤滑塌。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。另一侧则支承桥跨上部结构的端部。

5）墩台基础，是保证梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。

所谓五小部件都是直接与桥梁服务功能有关的部件。这五小部件是：

1）桥面铺装（或称行车道铺装）。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。

2）排水防水系统。应迅速排除桥面上积水，并使渗水可能性降至最小限度。此外，

城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。

3）栏杆（或防撞栏杆）。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。

4）伸缩缝。桥跨上部结构之间，或在桥跨上部结构与桥台端墙之间，设有缝隙，保证结构在各种因素作用下的变位。为使桥面上行车顺适，无任何颠动，桥上要设置伸缩缝构造。特别是大

桥或城市桥的伸缩缝，不但要结构牢固，外观光洁，而且需要经常扫除掉入伸缩缝中的垃圾泥土，以保证它的功能作用。

5）灯光照明。现代城市中标志式的大跨桥梁都装置了多变幻的灯光照明，增添了城市中光彩夺目晚景。

2．按受力体系划分，桥梁可分为哪几类？各有哪些特点？

答：（1）梁式桥：竖向荷载作用下无水平反力，与同跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需要抗弯能力强的材料。

（2）拱式桥：竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，将显著抵消荷载在拱圈内的弯矩。与同跨径的梁相比，弯矩和变形小的多。跨越能力大，通常可用抗压能力强的材料。

（3）刚架桥：承重结构为梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接有很大的刚性。竖向荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处具有水平反力，受力状态介于梁和拱之间。同跨径、同荷载作用下，跨中正弯矩比梁桥小，所以建筑高度小。施工较困难，梁柱刚结处易裂缝。

（4）悬索桥：以悬挂在塔架上的缆索作为主要承重结构。竖向荷载作用下，缆索受很大的力，两岸需锚碇结构。具有水平反力，结构自重轻，建筑高度小，跨越能力特大。但刚度差，在车辆动载和风载作用下，有较大的振动和变形。

（5）斜拉桥：斜拉桥由斜拉索、塔和主梁组成。斜拉索一端锚在塔上，另一端锚在梁上，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，大大减少了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重量，增加了桥梁的跨越能力。

（6）组合体系桥：有不同体系组合而成的桥梁。一般为梁、拱、吊三者的不同组合。一般用钢筋混凝土来建造，施工工艺复杂，跨越能力比一般简支梁桥要大。

3．桥梁设计应满足哪些基本要求（或应遵循的原则）？

答：安全性、适用性、经济性、美观性、技术先进性、环境保护和可持续发展。

4．桥梁纵断面设计应考虑哪些问题？

答：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。

5．列出永久作用、可变作用和偶然作用的主要内容。

答：永久作用包括：结构重力（包括结构附加重力）；预加力；土的重力；土侧压力；混凝土收缩及徐变作用；水的浮力等。

可变作用包括：汽车荷载；汽车冲击力；汽车离心力；汽车引起的土侧压力；人群荷载；汽车制动力；风荷载；流水压力；水压力；温度（均匀温度和梯度温度）作用；支座摩阻力等。

偶然作用包括：地震作用；船舶或漂流物的撞击作用；汽车撞击作用等。

一、问答题：

1．桥面构造包括哪些部分?

答：桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩装置、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、和灯柱等构造。

2．桥面铺装的作用和常见类型。

答：桥面铺装即行车道铺装、亦称桥面保护层，它是车轮直接作用的部分。桥面铺装的作用在于防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。

行车道铺装可采用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治和泥结碎石等各种类型材料。

3．桥梁中常用的防水层主要有哪几种类型？

答：桥梁中常用的防水层有沥青涂胶下封层、涂刷高分子聚合物涂料和铺装沥青或改性沥青防水卷材，以及浸渍沥青的的无纺土工布等。

4．桥梁设计时如何解决桥面排水问题？

答：1）桥面设置纵横坡，以利雨水迅速排除，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。桥面上设置纵坡有利于排水，桥面的纵坡，一般都做成双向纵坡，在国内，纵坡一般以不超过3%～4%为宜；在国外，纵坡可达4%左右。桥面的横坡，一般采用1. 5%～3%。

2）桥面的防水层，设置在行车道铺装层下边，它将透过铺装层渗下的雨水汇集到排水设备(泄水管)排出。钢筋混凝土桥面板与铺装层之间是否要设防水层，应视当地的气温、雨量、桥梁结构和桥面铺装的形式等具体情况而定。桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；桥面纵向应铺过桥台背；桥面横向两侧，则应伸过缘石底面从人行道与缘石砌缝里向上叠起0.10m。

3）桥面排水系统。为了迅速排除桥面积水，防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性，在桥梁设计时要有一个完整的排水系统。在桥面上除设置纵横坡排水外，常常需要设置一定数量的排水管。通常当桥面纵坡大于2%，而桥长小于50m时，一般能保证从桥头引道上排水，桥上就可以不设泄水管。此时，可在引道两侧设置流水槽，以免雨水冲刷引道路基。当桥面纵坡大于2%，而桥长大于50m时，为防止雨水积滞，桥面就需要设置泄水管，每隔12～15m设置一个。当桥面纵坡小于2%时，泄水管就需要设置更密一些，一般每隔6～8m设置一个。泄水管的过水面积通常每平方米桥面上不小于2×10-4～3×10-4m2，泄水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列。泄水管离缘石的距离为0.10～0.50m。泄水管也可布置在人行道下面。桥面水通过设在缘石或人行道构件侧面的进水孔流入泄水孔，并在泄水孔的三个周边设置相应的聚水槽，起到聚水、导流和拦截作用。为防止大块垃圾进入堵塞泄水道，在进水的入口处设置金属栅门。

5．桥面连续的实质是什么？

答：将简支上部构造在其伸缩缝处施行铰接。要求该位置处的桥面部分应当具有适应车辆荷载作用所需的柔性，且应有足够的强度。在竖直荷载作用下的变形状态属于简支体系，而在纵向水平力作用下属于连续体系。

6. 为何要设置桥面伸缩缝？

答：为保证在气温变化、混凝土收缩与徐变以及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按照静力图式自由地变形，并保证车辆平稳通过，所以要设置桥面伸缩缝。

7、常用的伸缩缝有哪几种？主要依据什么加以选择？

答：常用的伸缩缝主要有U形锌铁皮伸缩缝，跨搭钢板式伸缩缝，橡胶伸缩缝。主要依据变形量大小进行选择。

二、名词解释：

1、截面效率指标：截面核心距与截面高度的比值。

2、组合梁桥：它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来，桥面板再利用纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板，这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。

三、简答题：

1、装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则？

答：（1）根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量。

（2）块件的划分应满足受力要求、拼装接头应尽量设置在内力较小处。

（3）拼装接头的数量要少。

（4）构件要便于预制运输。

（5）构件的形状和尺寸应力求标准化、增强互换性，构件的种类应力求减少。

2、后张法预应力混凝土T形梁中，为防止锚具附近混凝土开裂，可采取哪些构造措施？

答：1）、加强钢筋网（约为10×10cm）

2）、厚度不小于16mm的钢垫板

3）、φ8的螺旋筋

另外，在布置预应力筋时，应尽量依据分散均匀的原则。

四、计算题：

1、如图所示Ｔ梁翼缘板之间为铰接连接。试求该行车道板在公路—Ⅰ级荷载作用下的计算内力，已知铺装层的平均厚度12cm，容重22.8kN/m3，Ｔ梁翼缘板的容重为25kN/m3。（依《桥规》，车辆荷载的前轮着地尺寸a1=0.2m，b1=0.3m，中、后轮着地尺寸a1=0.2m，b1=0.6m

2、某五梁式简支梁桥，标准跨径25.0m，计算跨径为24.20m，两车道，设有六道横隔梁（尺寸如图所示），设计荷载为公路—Ⅱ级荷载，已求得2#主梁的跨中及支点截面的横向分布系数分别为m cq=0.542、m oq=0.734，。试求：

1）画图说明2#梁的横向分布系数沿跨径的一般变化规律。

2）在公路—Ⅱ级荷载作用下，2#梁的跨中最大弯矩及支点最大剪力。

二、名词解释：

1、荷载横向分布影响线：单位荷载沿桥面横向作用在不同位置时，某梁所分配的荷载比值变化曲线。

2、板的有效分布宽度：行车道板在荷载作用下，除了直接承受荷载的板条外，相邻板条也发生挠曲变形而承受部分弯矩，弯矩的实际图形呈曲线形分布，最大弯矩为m xmax。若设想以

的矩形代替此曲线图形，则的弯矩图形的换算宽度为：

（M为总弯矩值）

则a即为板的有效工作宽度或有效分布宽度。

3、预拱度：施工时预设的反向挠度，主要用以抵消恒载挠度，通常取等于全部恒载和一半汽车荷载（不计冲击）所产生的竖向挠度值。

4、单向板：边长比或长宽比等于和大于2的周边支承板，长跨受力较小，计算时看作但由短跨承受何在，称做单向板。

三、简答题：

1、偏心压力法计算荷载横向分布系数的基本假定和适用条件。

答：基本假定：（1）横向联结构造刚度无穷大（2）忽略主梁抗扭刚度

适用条件：具有多道内横隔梁，且B/l≤0.5的桥梁（即窄桥）。

2、杠杆原理法计算荷载横向分布系数的基本假定和适用条件。

答：基本假定：忽略横向刚度，假定行车道板在主梁上断开，而简支在主梁上，成为简支板或悬臂板。

适用条件：各种情况下的支点截面；横向联结较弱的跨中截面，双主梁的跨中截面。

3、试述荷载横向分布计算的铰接板法的基本假定和适用条件。

答：基本假设：竖向荷载作用下结合缝内只传递剪力；采用半波正炫荷载分析跨中荷载横向分布；略去材料泊松比影响。

适用场合：用现浇砼纵向企口缝连接的装配式板桥，及无中间横隔梁的装配式横向铰接梁。

4、设计桥梁时，为什么要设置预拱度，如何设置？

答：设计桥梁时除了验算主梁的强度外，必须计算梁的变形，因为如梁发生过大的变形，将不但造成行车困难加大车辆冲击，使行人不适，而且使桥梁结构造成破坏。产生桥梁结构的原因分为两方面：恒载挠度和活载挠度，设置预拱度的目的就是为了抵消恒载挠度。

四、计算题：