桥梁工程习题集与答案解析

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1、 一、填空题1) 公路桥梁的作用按其随时间变化的性质，分为永久作用、可变作用、偶然作用。2) 按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为 梁桥 、 拱桥 、 悬索桥 以及 组合 体系。3) 桥跨结构在 温度变化 、 混凝土的收缩和徐变 、 各种荷载引起的桥梁挠度 、 地震影响、纵坡 等影响下将会发生伸缩变形。4) 钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类，有 受力钢筋 和 构造钢筋 。5) 作用代表值包括 标准值 、 准永久值 、 频遇值 。6) 桥梁纵断面设计包括 桥梁总跨径的确定 、 桥梁的分孔 、 桥面的标高及桥下净空 、 桥上 及 桥头引导纵坡的布置 和 基础埋置深度 。7) 桥台的常见型式有 重力式

2、桥台、 轻型桥台、组合式桥台 和 框架式桥台 等。8) 公路桥面构造包括 桥面铺装 、 防水和排水系统 、 桥面伸缩装置 、 人行道及附属设施 等。9) 悬索桥主要由 桥塔 、 锚碇 、 主缆 和 吊索 等组成。10) 重力式桥墩按截面形式划分，常见的有 矩形 、 圆形 、 圆端形 和尖端形等。11) 常见的轻型桥台有 薄壁轻型桥台 、 支撑梁轻型桥台 、 框架式轻型桥台 、 组合式轻型桥台 等。12) 设计钢筋混凝土简支T梁，需拟定的主要尺寸有 梁宽 、 梁高 、 腹板厚度 、 翼缘板厚度 。13) 柱式桥墩的主要型式主要有 独柱式 、 双柱式 、 多柱式 和 混合式 。14) 桥梁支座按其

3、变为的可能性分为 活动支座 和 固定支座 。15) 支座按其容许变形的可能性分为 固定支座 、单向支座 和 多向支座 。16) 常用的重力式桥台有 U形桥台 、 埋置式桥台 、 八字式桥台 、 一字式桥台 等。17) 桥梁的主要组成部分包括 桥墩 、 桥台 及 桥跨结构 等。18) 桥梁设计一般遵循的原则包括 安全性 、 适用性 、 经济性 、先进性和美观等。 19) 荷载横向分布影响线的计算方法主要有： 杠杆原理法 、 偏心压力法 、 铰接板法 、 比拟正交异性板法 。20) 通常将桥梁设计荷载分为三大类： 永久荷载 、 可变荷载 、 偶然荷载 。21) 公路桥梁设计汽车荷载分为 公路-I级

4、 、 公路-II级 两个等级，它包括车道荷载和车辆荷载，其中 车辆 荷载用于桥梁结构的局部加载和桥台验算。22) 桥梁净空包括 设计洪水位 和 桥下设计通航净空 。23) 进行扩大基础验算时，常进行基底的 倾覆 稳定性和 滑动 稳定性检算。24) 大型桥梁的设计阶段一般分为 初步设计 、 技术设计 与 施工设计 三个阶段。25) 桥梁全长规定为：有桥台的桥梁是 两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离 ；无桥台的桥梁 为桥面系行车道全长 。26) 一般重力式梁桥墩台的验算包括 截面强度验算 、 抗滑移稳定验算 和 墩台顶水平位移的验算 。 27) 装配式简支梁桥横截面主要有 II形 、 T形 、

5、 箱形 等几种形式。 28) 引起超静定预应力混凝土桥梁结构次内力的外部因素有 温度影响 、 混凝土收缩徐变作用 及 钢筋松弛和基础不均匀沉降 。 29) 按桥面所在的位置可把拱桥分为 上承式拱桥 、 中承式拱桥 和 下承式拱桥 。 30) 梁式桥按静力体系分为 _简支梁桥_、_悬臂梁桥_、_ 连续梁桥_、_T形钢构桥及连续钢构桥_ 。 31) 简支梁桥一般一端设_固定_支座，另一端设_滑动_支座，一般不能将相邻两跨的_固定_支座设在同一桥墩上。32) 桥台是由 台帽与背墙 、 台身 、 翼墙与耳墙 和 锥形护坡及台后排水 等几部分组成。33) 桥梁墩台常用的基础类型有 刚性扩大基础、 桩基础

6、 、 沉井基础 ，其中 刚性扩大基础 为浅基础， 桩基础 和 沉井基础 为深基础。 五、问答题1) 桥梁有哪些基本类型？按照结构体系分类，各种类型的受力特点是什么？答:梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥。按结构体系划分，有梁式桥、拱桥、钢架桥、缆索承重桥（即悬索桥、斜拉桥）等四种基本体系。梁式桥：梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。拱桥：主要承重结构是拱肋或拱圈，以承压为主。刚架桥：由于梁与柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯构件，也是有推力的结构。缆索桥：它是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。2) 各种体系桥梁的常用跨径范围是多少？各种桥梁目前最

7、大跨径是多少，代表性的桥梁名称？答：梁桥常用跨径在20米以下，采用预应力混凝土结构时跨度一般不超过40米。代表性的桥梁有丫髻沙。拱桥一般跨径在500米以内。目前最大跨径552米的重庆朝天门大桥。钢构桥一般跨径为40-50米之间。目前最大跨径为3) 桥梁的基本组成部分有哪些？各组成部分的作用如何？答：有五大件和五小件组成。具体有桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、基础、桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。桥跨结构是线路遇到障碍时，跨越这类障碍的主要承载结构。支座系统式支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，应满足上部结构在荷载、温度或其他因素所预计的位移功能。桥墩是支承两侧桥跨上部结构的建筑

8、物。桥台位于河道两岸，一端与路堤相接防止路堤滑塌，另一端支承桥跨上部结构。基础保证墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明与桥梁的服务功能有关。4) 桥梁规划设计的基本原则是什么？答：桥梁工程建设必须遵照“安全、经济、适用、美观”的基本原则，设计时要充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。5) 桥梁设计必须考虑的基本要求有哪些？设计资料需勘测、调查哪些内容？答:要考虑桥梁的具体任务，桥位，桥位附近的地形，桥位的地质情况，河流的水文情况。设计资料需勘测、调查河道性质，桥位处的河床断面，了解洪水位的多年历史资料，通过分析推算设计洪水位，测量

9、河床比降，向航运部门了解和协商确定设计通航水位和通航净空，对于大型桥梁工程应调查桥址附近风向、风速，以及桥址附近有关的地震资料，调查了解当地的建筑材料来源情况。6) 大型桥梁的设计程序包括哪些内容？答：分为前期工作及设计阶段。前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告。设计阶段按“三阶段设计”，即初步设计、技术设计、与施工图设计。7) 桥梁的分孔考虑哪些因素？桥梁标高的确定要考虑哪些因素？答：要考虑通航条件要求、地形和地质条件、水文情况以及经济技术和美观的要求。要考虑设计洪水位、桥下通航净空要求，结合桥型、跨径综合考虑，以确定合理的标高。8) 桥梁纵断面设计包括哪些内容？答：包括桥梁总跨

10、径的确定，桥梁额分孔、桥面标高与桥下净空、桥上及桥头的纵坡布置等。9) 桥梁横断面设计包括哪些内容？答：桥梁的宽度，中间带宽度及路肩宽度，板上人行道和自行车道的设置桥梁的线性及桥头引道设置设计等。基本可变荷载包括哪些内容？答：包括汽车荷载、汽车冲击力荷载、汽车荷载离心力、汽车荷载引起的土侧压力、人群荷载、汽车荷载制动力、风荷载、温度荷载和其他可变荷载。10) 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。11) 桥规对安全等级有何规定？答：分为三个等级，一级指特大桥、重要桥梁，二级指大桥、中桥、重要小桥，三级指小桥、涵洞。12) 桥规对公路I级、公路II级车道荷载和车辆

11、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。13) 承载能力极限状态作用效应组合分哪两种？答：分为基本组合和偶然组合。14) 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。15) 试举属于永久荷载、可变荷载的具体桥梁设计荷载各3例。答：永久荷载有结构重力、水的浮力、基础变位等，可变荷载有汽车荷载、汽车冲击力荷载、风荷载等。16) 在桥梁平面设计中对于直线桥与曲线桥的选择应注意哪些要求？答1)高等级道路上,桥的平面符合路线类型2)公路为二级以下的桥面设计为直线桥3)小桥都设为直线桥。17)

12、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。18) 桥型方案的比选有哪六个步骤？答：1.明确各种标高2.桥梁分孔和初拟桥型方案草图3.方案筛选4.详绘桥型方案5编制估算或概算6方案选定和文件汇总。19) 混凝土桥面是由哪些部分组成的？各部分的作用是什么？答：1、道床：减弱对桥的冲击；缓和列车的震动；防治枕木移位；将车轮集中荷载分布到梁顶面；调整轨底标高。2：桥面铺装：防治车道板磨耗；保护主梁免受雨水侵蚀；减缓冲击；分散汽车荷载。3：防排水系统：使桥面快速排水，防治桥面水渗透到主梁内部；增加结构的耐

13、久性。4：伸缩缝：使桥面自由伸缩，桥面连续，车辆驶过时平顺，防止雨水和杂物渗入。5：防撞墙：防治汽车重装桥面护栏，同时作为机动车道和人行道或非机动车道的分隔带。20) 为什么梁与梁之间要留梁缝？引起梁长变化的因素有哪些？答：主要是为了防止梁的纵向变形不均匀而造成的纵向裂缝不均匀的裂缝，引起梁长变化的主要因素有：温度变形，收缩徐变变形，车道荷载等。21) 桥面的防排水系统有何作用？常用的构造措施和施作方法有哪些？答：应迅速排除桥面上积水，并使渗水的可能性降至最小限度。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。22) 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

14、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。23) 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。24) 桥梁上有哪些基本的附属设施？桥面构造由哪些组成？答：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，25) 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。26) 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

15、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。 27) 按承重结构截面型式划分，梁桥有哪些类型？它们的特点和适用范围如何？答：1）板式截面、肋梁式截面、箱型截面，28) 钢筋混凝土简支梁一般适

16、用的跨度范围如何？现行标准设计有哪些跨度？答：钢筋混凝土T形、I形截面简支梁桥标准跨径不宜大于16m，钢筋混凝土箱形截面简支梁标准跨径不宜大于25m，钢筋混凝土箱形截面连续梁标准跨径不宜大于30m.预应力混凝土T形、I形截面简支梁标准跨径不宜大于50m. 29) 钢垫板下的间接钢筋有哪几种形式？它们的作用是什么？答：钢垫板下的间接钢筋有：具有套箍作用的螺旋筋，钢筋网，交叉型钢筋网。防止局部承压破坏。30) 后张法预应力简支梁中，预应力筋大部分在梁端附近弯起，这是为什么？答：在后张法预应力简支梁中，跨中截面为了获得最大的承载能力和较大的预压应力，预应力筋尽可能地靠近梁的下缘布置，在支点附近由于梁

17、体自重弯矩减小，在张拉锚固阶段梁体上缘可能会出现过高的拉应力，可能导致开裂，因此为减小预应力产生的弯矩，所以大部分预应力钢筋在梁端附近都要弯起以减小偏心。再者，由于预应力钢筋靠锚具锚固在梁端，锚具和张拉千斤顶需要一定的工作面积，锚具垫板下混凝土具有较高的局部压应力，可能造成锚下混凝土开裂，因此也需要将锚具在梁端分散布置，使得大部分预应力钢筋在梁端附近都要弯起。31) 梁式桥按承重结构的静力体系的分类和特点？分为简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥、T形钢构桥及连续-钢构桥。简支梁桥受力简单梁中只有正弯矩，体系温变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力，设计计算方便，最易设计成各种标准跨径的装配式结构。

18、将简支梁桥梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。将简支梁梁体在支点上连接形成连续梁，连续梁受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向位移也就较大，使伸缩缝及活动支座的构造复杂化。T形刚构是一种墩梁固结、具有悬臂受力特点的梁式桥。连续钢构桥是预应力混凝土大跨梁式桥的主要桥型之一，它综合了连续梁和T形钢构桥的受力特点，将主梁做成连续梁体，与薄壁桥墩固结而成。32) 装配式预应力T形梁的横截面形式、预应力筋布置有什么特点？预应力砼梁除了预应力钢筋外还需要设置哪些非预应力钢筋？答：截面形式可分为等截面和变截面形式，特点是在保证梁底保护层厚度及使预应力钢筋位于索界内的前提下，尽量使预应力钢筋的重心靠下；在满足

19、构造要求的同时，预应力钢筋尽量相互紧密靠拢，使构件尺寸紧凑。非预应力钢筋有架立筋、箍筋、水平分布钢筋、承受局部预应力的非预应力钢筋和其他构造钢筋。 33) 腹板厚度为何靠近梁端附近增厚？下翼缘为何加宽？答：腹板的作用是承载截面的剪力和主拉应力，腹板的最小厚度应满足剪切极限强度的要求。对侧腹板要满足弯扭剪切极限强度的要求，所以一般侧腹板比中腹板厚，下翼缘也要加宽。34) 什么是桥面板的有效工作宽度？怎样确定？答:板在局部分布荷载的作用下，不仅直接承压部分的板带参与工作，而且与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作，荷载的有效分布宽度就是板的有效工作宽度。35) 为什么将后张法预应力钢筋混

20、凝土梁中的预应力筋进行曲线布置？答：（1）适弯矩沿桥跨的变化，跨中弯矩大，两端附近弯矩小；（2）适应剪力的变化，梁端附近剪力大，弯起筋提供预剪力可满足抗剪需要；（3）便于预应力钢筋锚具的分散布置。36) 预应力力筋可分为哪三种?各自的作用是什么?答：预应力筋分为纵向预应力筋，横向预应力筋，竖向预应力筋。纵向预应力筋抵抗纵向弯矩，横向预应力筋抵抗横向弯矩，竖向预应力筋抵抗竖向剪力。各自作用是:纵向预应力筋,对梁体结构纵向受弯和部分受剪提供抵抗力。横向预应力筋,对梁体结构横向受力提供抵抗横向弯曲内力,保证桥梁横向整体性，竖向预应力筋,对梁体结构受剪提供抵抗力,保证桥梁竖向整体性37) 行车道板上的

21、车轮荷载作用面是由有哪三条假定进行分布的？答：车轮与铺装层的接触面为一矩形车轮压力面按45度角经铺装面传到桥面板 桥面铺装的厚度为平均厚38) 写出桥梁规范对桥面板荷载横向分布宽度的规定。答：整体单向板:荷载在跨中、荷载在板的支承处、荷载靠近板的支承处。悬臂板:接近于2倍悬臂长度，也就是说，可近似地按45度角向悬臂板支承处分布。39) 什么是梁的荷载横向分布影响线？什么是荷载横向分布系数？荷载横向分数系数的大小与哪些因素有关？答：如果将竖向荷载看作是单位荷载横向作用在不同位置时对某梁所分配的荷载比值变化曲线，称作对于某梁的荷载横向分布影响线。荷载横向分布系数指表径桥路上车辆、人群荷载沿横桥上对

22、主梁分配的荷载程度的系数。系数大小与横向刚度等有关。40) “铰接板法”的基本假定是什么？铰接板板法中称为什么参数？ 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。称刚度系数。41) 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。42) 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

23、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。43) 预应力混凝土连续梁桥的主要施工方法、施工设备有哪些？答： 1 、装配整体施工法，主要施工设备为起吊安装设备；2、 悬臂施工法，主要施工设备为挂篮，吊装设备等；3、顶推法施工，主要设备为顶推装置。44) 预应力混凝土连续刚构梁桥的主要施工方法、施工设备有哪些？答：1、 悬臂施工法，主要施工设备为挂篮，吊装设备等；2、顶推法施工，主要设备为顶推装置。六、计算题1) 如图4示为一桥面宽度为净9-9+21.5m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

24、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：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。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

25、荷载横向分布系数为和。2) 计算跨径的桥梁横截面如图3所示，试求荷载位于跨中时，1号和2号主梁的荷载横向分布系数。解：此桥在跨度内设有二道端横梁，五道中横梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为： 故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算相应汽车荷载和人群荷载的横向分布系数和。该桥有5根主梁，各主梁的横截面均相等，主梁间距为2.2m，则： 由式（2-37）得1号梁的横向影响线竖标值为： 同理可得2号梁的横向影响线竖标值为：；。由和绘制1号梁的横向影响线，由和绘制2号梁的横向影响线，见图5b和c所示，图中按桥规规定确定了汽车荷载的最不利荷载位置。图5 偏心压力法计算图式（单位：mm）（a）桥梁横截面；（b）1号梁横向影响线；（c）2号梁横向影响线 由和计算1号梁横向影响线的零点位置。设零点至1号梁位的距离为，则： 解得： 于是，1号梁的荷载横向分布系数计算如下：汽车荷载：人群荷载：同理可求出2号梁的荷载横向分布系数为：；