桥梁工程习题及答案(北京交通大学)(5)

2019-08-31 18:26

《桥梁工程》习题及答案

土的阻塞对伸缩缝本身以及对桥面以下支座和其他结构的损坏、对功能正常发挥作用。类型有充填式伸缩缝、钢板伸缩缝、橡胶伸缩缝、组合伸缩缝。 42) 伸缩缝的伸缩量如何计算?

答:桥梁伸缩缝的由于温变变化而成伸缩量变化,根据当地温度变化范围和安装支座时的温度来计算伸缩量(△Lt)、混凝土的徐变、收缩的缩短量;其它次要因素是用一定的安全值在构造上给以考虑,同时还应算出由于因工时,温度变化的修正量。 43) 桥面排水系统如何设计?

答:为使雨水迅速排除,桥面上一般应设置纵横坡,以防止或减少雨水对铺装层的渗透,还要设置排水设施将雨水迅速排除。

44) 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。 45) 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。 46) 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。

47) 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。

48) 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,

49) 钢筋混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何?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. 50) 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。 51) 什么叫桥面简易连续和结构连续梁式桥?

答:桥面简易连续梁式桥是指多跨的混凝土简支梁桥中,将桥面做成连续的桥梁。 结构连续梁式桥是指对多跨的混凝土简支梁桥两端做完全固结处理的桥梁。

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《桥梁工程》习题及答案

52) 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。

53) 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。

54) 整体式板桥与装配式板桥在受力上有何不同?装配式板桥横向如何联结?

答:装配式梁桥:可在工厂或工地预制,节省模板,无需支架,可与桥梁墩台平行施工,质量有保证;需要吊装机械;整体性较差。整体式梁桥:整体性好;需要支架,施工质量控制难度大,施工时间长(只能在桥梁墩台完成后施工,养护还需一段时间)。装配式板桥横向连接的作用是: ⑴把各预制板连接为整体。⑵使各板共同受载。⑶保证桥跨的横向刚度。横向连接的方式有:企口混凝土铰连接和钢板焊接连接。 55) 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。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。

56) 装配式简支梁桥设计中块件划分遵循哪些原则?块件划分方式有哪几种?

答:装配式梁桥设计块件划分原则:1)根据建桥现场实际可能预制、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,接头形式要牢固可靠,施工要方便4)构件要便于预制、运输和安装。5)构件的形状和尺寸应力求标准化,增强互换性,构件的种类应尽量减少。

57) 装配式T形梁的截面尺寸如何确定? 答:⑴主梁梁肋尺寸

主梁的高度与主梁间距、主梁跨径以及活载的大小等有关。主梁梁肋的宽度,在满足抗剪需要的前提下,一般都做得较薄,以减轻构件的重量。但从保证梁肋的屈曲稳定以及施工方面考虑,梁肋也不能做得太薄,目前常用的梁肋宽度为150~180mm,具体视梁内钢筋骨架的尺寸而定。 ⑵主梁翼缘板尺寸

考虑构件制造上的误差和安装就位,主梁翼缘板的宽度应比主梁中距小20mm。根据受力特点,翼缘板通常都做成变厚度的,即端部较薄,向根部逐渐加厚,以利施

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《桥梁工程》习题及答案

工脱模。其悬臂端的厚度不应小于100mm,当主梁之间采用横向整体现浇连接时,其悬臂端厚度不应小于140mm。为保证翼板与梁肋连接的整体性,翼板与梁肋衔接处的厚度应不小于主梁高度的1/10。为使翼板和梁肋连接平顺,常在转角处设置钝角或圆角式承托,以减小局部应力和便于脱模。

58) 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。

59) 对比分析实心矩形板混凝土板梁和混凝土T形梁的优缺点和各自适用情况?

答:1、实心板桥有点是建筑高度小,截面形状简单,结构刚度大,整体性好。缺点是结构自重大,材料利用不合理。多适用于跨径不超过8m的小跨径板桥。

2、T梁优点是外形简单,制造方便,装配式桥型有刚劲的钢筋骨架,主梁之间借助间距为5~8m的横隔梁来连接,整体性好,接头也较方便。缺点是截面在运输安装过程中稳定性差,特别是预应力混凝土T形梁,不能斜置、倒置或在安装过程中倾斜;构件在桥面板的跨中接头,对板的受力不利。 多使用与中小型桥梁结构。 60) 简支梁桥的设计计算应包括哪些内容?

答:有受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、裂缝宽度计算、挠度计算。

61) 简述“全预应力混凝土梁”和“部分预应力混凝土梁”各自的优缺点?

答:全预应力是在全部荷载最不利组合作用下,正截面上混凝土不出现拉应力。部分预应力是在全部荷载最不利组合作用下构,构件正截面上混凝土允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过规定容许值。

62) 先张法预应力混凝土梁中一些预应力钢筋为何在梁端附近要与混凝土绝缘?如何实

现其与混凝土绝缘?

答:(1)预应力筋产生的偏心弯矩用来抵抗外荷载产生的弯矩;(2 )简支梁外荷载产生的弯矩沿梁长的分布为跨中大,两端小(基本为零)(3)力筋端部若不绝缘,则力筋产生的负弯矩会导致 上缘混凝土开裂。绝缘的方法:在力筋上套塑料管等实现力筋与混凝土免粘结。

63) 在后张法预应力混凝土梁中,要进行管道压浆和封端作业,目的是什么?

答:压浆作用首先防止预应力筋锈蚀其次使预应力筋与混凝土结构形成整体。封端作业为了防止预应力筋回缩造成预应力松弛。

64) 怎样区分桥面板是单向板还是悬臂板?工程实践中最常见的桥面板的受力图式有哪

些?车轮荷载在桥面板上如何分布?

答: 单向板,四边弹性固支在主横梁上,长边比宽≥2。自由端悬臂板,三边弹性固支于主横梁上,另一边为“自由”的桥面板,按一端嵌固于立梁,另一端自由的悬臂板进行受力、配筋计算。车轮荷载在桥面板上分布⑴车轮与铺装层的接触面为一矩形 ⑵车轮压力面按45度角经铺装面传到桥面板⑶桥面铺装的厚度为平均厚H。 65) 腹板厚度为何靠近梁端附近增厚?下翼缘为何加宽?

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《桥梁工程》习题及答案

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。

66) 横隔板的作用?为何端部横隔板厚度较大?横隔板为何留有方孔? 答:横隔梁在装配式T形梁中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的协同工作。在箱梁中的基本作用是增加截面的横向刚度,限制畸变。端部横隔板还肩负着承受和分布较大支承反力的作用所以厚度较大。留有方孔为了减轻桥梁的自重。 67) 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。

68) 目前我国预应力混凝土梁主要采用的力筋类型和张拉锚固体系有哪些?

答:有钢绞线、高强度钢丝、精轧螺纹钢筋。张拉锚固体系有依靠摩阻力锚固的锚具、依靠承压锚固的锚具、依靠粘结力锚固的锚具。

69) 预应力混凝土梁中,有哪些与钢筋混凝土梁内不同类型的钢筋?作用如何?

答:钢绞线,具有达到有热处理与预拉处理的效果,不仅可以消除内应力,而且可以提高强度,使结构紧密,切断后不松散,可使应力松弛损失率大大降低,伸直好。高强度钢丝,采用冷拔工艺生产的高强钢丝,冷拔后还需经过回火以消除钢丝在冷拔中所存在的内部应力,提高钢丝的比列极限、屈服强度和弹性模量。精轧螺纹钢筋,在轧制时沿钢筋纵向全部轧有规律性的螺纹肋条,可用螺丝套筒连接和螺帽锚固,因此不需要再加工螺丝,也不需要焊接。

70) 先张梁中,常采用哪些类型的预应力筋?直线配筋时,为何梁端附近部分的力筋须

与混凝土绝缘?

答:先张梁中,常采用高强钢丝和钢绞线。力筋端部若不绝缘,则力筋产生的负弯矩会导致 上缘混凝土开裂。

71) 为什么钢筋混凝土低高度梁比普通高度梁的钢筋用量多? 答:若想低高度梁与同跨度普高梁的承载能力相同,则必须提高钢筋拉力合力 (与混凝土压应力合力相等),相应的钢筋的面积也会增多。

72) 为什么将后张法预应力钢筋混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。

73) 钢筋保护层的作用是什么? 答:保护钢筋防止锈蚀。 74) 什么叫三向预应力结构?

答:同时受纵、横、竖三个方向均施加预应力的结构称三向预应力结构。 75) 什么叫箱梁的剪力滞效应?

答:箱型截面梁当其腹板顶面受对称荷载作用时,其上下翼缘板的正应力呈不均匀分布的现象。

76) 预应力力筋可分为哪三种?各自的作用是什么?

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《桥梁工程》习题及答案

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

77) 什么是板的有效工作宽度?单向板和悬臂板的有效工作宽度如何确定?

答:车轮荷载产生的跨中最大弯矩与板按弹性理论计算的荷载中心处的最大单宽弯矩峰值之比a=M/mxmax。单向板,四边弹性固支在主横梁上,长边比宽≥2。以短边为受力计算跨径。悬臂板,三边弹性固支于主横梁上,另一边为“铰接”的桥面板,按一端嵌固于立梁,另一端铰接的悬臂板进行受力、配筋计算。 78) 自由端悬臂板的定义是什么?其结构受力计算要求是什么?

答:定义:三边弹性固支于主横梁上,另一边为“自由”的桥面板。 79) 铰接端悬臂板的定义是什么?其结构受力计算要求是什么?

答:定义:三边弹性固支于主横梁上,另一边为“铰接”的桥面板。 80) 行车道板上的车轮荷载作用面是由有哪三条假定进行分布的? 答: ⑴车轮与铺装层的接触面为一矩形 ⑵车轮压力面按45度角经铺装面传到桥面板 ⑶桥面铺装的厚度为平均厚H

81) 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。 82) 试写出多跨连续单向板弯矩计算的步骤。

答:先算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩,然后再加以修正。 83) 如何计算铰接悬臂板行车道板的恒载和活载内力?

答:对于边主梁外侧悬臂板或沿纵缝不相连的悬臂板,在计算根部最大弯矩时,应将车轮荷载靠板的边缘布置,则恒载和火灾弯矩值可由一般公式求的。

84) 如何计算简支梁桥的恒载内力?计算简支梁桥活载内力的一般公式如何表述?具体应

如何进行计算?

答:所有静定结构及整体浇注一次落架的超静定结构,主梁自重作用于桥上时结构已是最终体系,主梁自重内力可根据沿跨长变化的自重集度计算。活载内力由基本可变荷载中的车辆荷载产生。计算步骤1.求某一主梁的最不利荷载横向分布系数,2.应用主梁内力影响线,给荷载乘以横向分布系数,在纵向满足桥规规定的车轮轮距限制条件下,确定车辆的最不利位置,相应求的主梁的最大活载内力。

85) 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主梁分配的荷载程度的系数。系数大小与横向刚度等有关。 86) “杠杆法”将桥跨结构作怎样的简化处理?“杠杆法”适用于什么情况?

答:基本假定:⑴忽略主梁之间横向结构联系作用,即假设桥面板在主梁梁肋处断开 ⑵按沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑

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