《桥梁工程》习题及答案
拱脚相对水平位移引起的内力（X2）
设两拱脚发生的相对水平位移为：
?h??hB??hA
式中：?hA,?hB─—分别为左、右拱脚的水平位移，自原位置向右移为正，左移为负。 由于两拱脚发生相对水平位移?h，在弹性中心产生的赘余力为：
X2???h???hy2ds?sEI ?22 如两拱脚相对靠拢（?h为负），X2为正，反之为负。 2．拱脚相对垂直位移引起的内力（X3） 在图4-59中，设拱脚的垂直相对位移为：
?V??VB??VA
式中：?VB,?VA─—分别为左、右拱脚的垂直位移，均以自原位置向下移为正，上移为负。
由于两拱脚产生相对垂直位移?V，在弹性中心产生的赘余力为：
X3???V???Vx2ds?sEI ?33 3．拱脚相对角变引起的内力
在图4-60中，右拱脚B发生转角?B(?B顺时针为正)之后，在弹性中心除产生相同的转脚?B之外，还会引起水平位移?h和垂直位移?V。
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《桥梁工程》习题及答案
X1?X2??A?11?A(f?ys)X3 196) 主拱圈强度及稳定性验算的内容？
答：主拱圈强度内容：正截面小偏心受压、正截面大偏心受压、正截面直接受剪 稳定性验算的内容：纵向稳定性验算、横向稳定性验算、刚度验算
197) 什么是连拱作用？多跨拱桥连拱受力特点？如何考虑连拱作用的影响？ 答：考虑各孔拱跨结构与桥墩一起的共同作用称为连拱作用。 多跨拱桥连拱受力特点：多跨拱桥在荷载作用下，各拱墩结点会产生水平位移和转角。 当桥墩抗推刚度与拱圈抗推刚度之比小于37时，考虑连拱作用，影响最大为加载孔越远越小，根据精度要求，确定计算孔数，一般3至5孔。 198) 连拱计算和固定拱计算对主拱圈和桥墩分别有何影响？
答：按连拱计算，拱中水平力比按固定拱计算的小，而控制设计是拱脚负弯矩和拱顶正弯矩要比固定拱计算的大；按连供计算，桥墩承受的水平力比按固定拱计算的小。 199) 连拱简化计算的方法有哪些？
答：（1）按拱墩抗推刚度比简化计算法（2）∑法（3）换算刚度法 200) 拱桥有支架施工和无支架施工的方法主要有哪些？
答：拱桥有支架施工：满布式拱架法，拱式拱架法，混合式拱架法，支架横移法刚性骨架法。支架施工的方法：缆索吊装法、斜吊式悬臂法，转体施工法。
201) 拱桥有支架施工的设备和拱架有哪些？其预拱度的设置需考虑哪些因素、应该如
何卸落拱架？
答：拱桥有支架施工的设备是常备式设备，由角钢制成的杆件、节点板和螺栓等。 拱架有木拱架和钢拱架等。预拱度的设置需考虑（1）拱圈自重产生的拱顶弹性下沉（2）拱圈温度变化产生的拱顶弹性下沉（3）桥墩、台水平位移产生的拱顶下沉（4）拱架在承重后的弹性及非弹性变形（5）支架基础在受载后的非弹性下沉量。 拱圈达到一定强度后，按照一定程序卸落拱架。
202) 缆索吊装施工有何特点？主要设备和吊装设备有哪些？
答：1、由于是工场生产制作，构件质量好，有利于确保构件的质量和尺寸精度，并尽可能多的采用机械化施工；
2、上下部结构可以平行作业，因而可缩短现场工期； 3、能有效的利用劳动力，并由此而降低了工程造价； 4、由于施工速度快，可适用于紧急施工工程；
5、将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时已有一定龄期，可减少混凝土
收缩、徐变引起的变形。
设备有：主索，工作索，塔架和锚固装置等。
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y2ds?sEI?A?l?x2ds2?sEI《桥梁工程》习题及答案
203) 拱桥转体施工法有何特点，主要设备有哪些？ 答：转体施工的主要特点是:
1、可以利用地形，方便预制构件；
2、施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工； 3、施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握； 4、节省木材，节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较，可节省木材80%，节省施工用钢60%；
5、减少高空作业，施工工序简单，施工迅速；当主要构件先期合拢后，给以后施工带来方便；
6、转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥；
7、大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益，转体重量轻型化、多种工艺综合利用， 是大跨径及特大。
设备有转盘，扣索，锚梁，顶梁，尾索，平衡重，转盘上板，环道等 204) 拱桥按主拱圈截面形式的分类及其构造特点？
答 ：分为 ①板拱桥 ②肋拱桥 ③双曲拱桥 ④箱形拱桥
主拱圈为矩形实体截面的拱桥，称为板拱，肋拱桥是由两条或多条分离的平行拱肋，以及在拱肋上设置的立柱和横梁支承的形成部分组成的拱桥，其上部结构由横系梁、立柱、横梁、纵梁及桥面板组成。
箱形拱桥：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 205) 什么是拱上建筑？实腹式和空腹式拱上建筑的组成？
答：由于主拱圈是曲线型，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递荷载的构件和填充物。这些主拱圈以上的行车道系和传载构件或填充物统称为拱上建筑。
实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成，一般适用于小跨径拱桥。 空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式腹孔两种形式。腹孔跨径不宜过大，腹孔的构造应统一。 206) 双曲拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥的构造特点？
答：双曲拱桥的特点：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。
桁架拱桥的特点:兼顾了桁架和拱式结构的有利因素，可以充分发挥材料的受力
性能；具有整体性好的特点，施工工期短，并且易于质量控制，单身对浇注和吊运的要求高。
钢架拱桥属于有推力的高次超静定结构，具有构建少，质量轻，整体性好，刚度大，施工简单，造价低，造型美观等特点。
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《桥梁工程》习题及答案
207) 天然地基上浅基础有哪几种主要类型？
答：天然地基上浅基础有单独基础，条形基础，筏形基础和箱形基础、壳体基础。 208) 何谓重力式桥墩？常用型式有哪些？各适用于何种环境？
答：实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。按其截面尺寸及重量的不同又可分为实体重力式桥墩和实体轻型桥墩。此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上
209) 何谓轻型桥墩？它主要有哪些类型？
答：轻型桥墩是指利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥墩轻型化的桥墩。主要类型有：钢筋混凝土薄壁式桥墩，柱式桥墩，柔性排架桥墩。 210) 桥墩顶帽及托盘的主要结构尺寸如何确定？
答：墩帽直接支承桥跨结构，应力较集中，因此对大跨径的重力式桥墩帽厚度不小于0.4米，中小 跨径梁桥也不应小于0.3米，并设有5—10厘米的檐口。当桥面较宽时，为了节省桥墩圬工，减小结构自重，可选用挑臂式墩帽，梁式桥墩帽的平面尺寸，必须满足桥跨结构支座布置的需要。
211) 桥墩型式和截面形状的选择主要取决于哪几方面的条件？
答：1、结构受力、土质构造、地质条件、水文、流速以及河床的埋置深度。 2、满足交通、安全耐久、造价低、施工方便，与周围环境协调和造型美观。 212) 为何要进行基底合力偏心检算？如何进行检算？
答：为了使恒载基底应力分布比较均匀，防止基底最大应力和最小应力相差过大，导致基底产生不均匀沉降和影响桥墩的正常使用，故在设计时候应对基底合力偏心距 加以限制。
213) 空心墩的优缺点是什么？
答:这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的优点，多用于高桥。但是薄壁空心桥墩施工较复杂，又费钢材，应用较少。
214) 当桥墩所支承的两相邻桥跨结构不等跨时，为适应其建筑高度的不同，应作如何
处理？
答：主要的处理办法是调整支座垫石的高度使得桥面处于连续状态的方法来解决。另外，也可通过设计桥墩的结构构造来解决。
215) 桥墩计算时应考虑哪些荷载作用？实体桥墩应检算哪些项目？ 答：桥墩计算中考虑的永久作用有：①上部构造的恒重对墩帽或拱座产生的支承反力，包括上部构造混凝土收缩，徐变影响；②桥墩自重，包括在基础襟边上的土重；③预应力，例如对装配式预应力空心桥墩所施加的预应力；④基础变位影响力，对于奠基于非岩石地基上的超静定结构，应当考虑由于地基压密等引起的支座长期变位的影响，并根据最终位移量按弹性理论计算构件截面的附加内力；⑤水的浮力。
桥墩计算中考虑的可变作用为有：①作用在上部构造上的汽车荷载，对于钢筋混凝土柱式墩台应计入冲击力，对于重力式墩台则不计冲击力；②人群荷载；③作用在上部构造和墩身上的纵、横向风力；④汽车荷载引起的制动力；⑤作用在墩身上的流水压力；⑥作用在墩身上的冰压力；⑦上部构造因温度变化对桥墩产生的水平力；⑧支座摩阻力。
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《桥梁工程》习题及答案
作用于桥墩上的偶然荷载有：①地震作用；②作用在墩身上的船只或飘浮物的撞击作用。 实体桥墩应检算哪些项目：1、截面强度验算 2 、桥墩稳定性验算 3、墩顶水平位移验算 4、基础底面的承载力和偏心距
216) 怎样检算基底强度、倾覆和滑动稳定性？ 答：1．基底强度验算
基底应力验算—般按顺桥方向和横桥方向分别进行。当
偏心荷载的合力作用在基底截面的核心半径?以内时，应验算偏心向的基底应力。当设置在基岩上的墩基底的合力偏心距e0超出核心半径?时，其基底的一边将会出现拉应力，由于不考虑基底承受拉应力，故需按基底应力重分布，见右图，重新验算基底最大压应力，其验算公式如下：
?max?顺桥方向
2N???0?acx
?max?横桥方向：
2N???0?bcy
式中：?max——重新分布后基底最大压应力； N——作用于基础底面合力的竖向分力； a、b ——横桥方向和顺桥方向基础底面积边长； ??0?——地基土的容许承载力；
cx——顺桥方向验算时，基底受压面积在顺桥方向的长度，即cx?3(b/2?ex) ；
cy——横桥方向验算时，基底受压面积在横桥方向的长度，即
cy?3(a/2?ey)
ex、ey——合力在x轴和y轴方向的偏心距。 2．倾覆稳定性验算
抵抗倾覆的稳定系数K0按下式验算，见下图。
K0?x?PiM稳x＝?M倾?(Pee0ii)??(Tihi)
式中：M稳——稳定力矩；
M倾——倾覆力矩；
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