南华大学桥梁工程10年试卷

1.作用于公路桥涵上的各种荷载和外力可分别为 永久荷载 、 可变荷载和偶然荷载  

2.桥梁通常由桥跨（上部）结构       、 桥墩台（下部）   及  桥头锥体  三大部分组成。

3.桥梁中重力式桥台一般由台      帽     、台  身         和基础组成

4.主拱圈横截面型式多种多样，通常采用板拱、肋拱、双曲拱和   箱形       拱

5.桥面板有效工作宽度的计算假定保证 假定总弯矩与 实际总弯矩  相同；局部最大弯矩 与实际分布相同

6.简支梁桥预应力筋弯起的主要原因是. 满足束界要求、.    抵抗剪应力  、便于锚固    

7.桥面横坡的设置方式有  墩台顶部设置横坡、设置三角垫层、行车道板做成倾斜面   

8.按承重结构的静力体系划分，梁式桥可分为简支梁桥、 悬臂梁桥和   连续梁   桥

9.《公路桥涵通用设计规范》规定，公路桥涵应按照  安全  、适用  、  经济   、 

  美观  的原则进行设计。

三．选择题

图为表示某简支梁桥，5根横隔梁等分布置：设计荷载汽车-15。为了求2＃梁的某个内力值，按最不利原则布载情况如图。2＃梁的荷载横向分布系数为：跨中0.439，支点(剪力)0.628.

现根据这些资料，回答以下第一题～第四题的问题

1.这是为了求解哪个内力？（A）

（A）L/4截面的剪力   （B）L/4截面的弯矩 （C）支点剪力 （D）跨中弯矩

2.该内力影响线的竖坐标值等于1的位置在(  A  )

(A)支点A处 （B）跨中 （C）支点B处 （D）L/4截面  (D) 3L/4截面

3.对于轴重作用点和两点，其荷载横向分布系数的大小情况，正确的说法（B）

（A）处较大 (B)和两处相等  (C)处较大

4.对于轴重作用点，其荷载横向分布系数等于（B）

（A）0.628（B）0.594（C）0.534（D）0.473（E）0.439 (F)0.1

5.在重力式桥墩的墩顶位移验算中，把桥墩视作（B）

（A）两端固定的竖梁（B）下端固定上端铰接的竖梁（C）固定在基础顶面的悬臂梁

（D）竖向放置的简支梁

6．整体式钢筋混凝土板承重板的计算单元是（B）

（A）整体承重板（B）1m宽板带（C）荷载有效分布宽度的板（D）行车道宽度的板

7.横向分布系数中的刚性横梁法，其所要求的适用条件是(A)

（A）具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比小于或接近与0.5

（B）具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比大于0.5

（C）多片内横梁且有湿接缝    （D）没有要求

8.对装配式简T形梁桥，在保证各主梁的整体性方面起主要作用的是(A)

A．横隔梁 B联结翼缘板 C桥面铺装 D施加横桥向预应力

9.某支座的最大计算支点反力为4100KN，最小计算支点反力为3700KN,现要在下列盆式橡胶支座成品中选择一个型号，应该选哪个？（B）

A．容许承载力为4000KN的支座    B. 容许承载力为5000KN的支座

C. 容许承载力为3000KN的支座    D. 容许承载力大于4100KN的支座

10.横向分布系数中的刚性横梁法，其计算结果(B)

A.边梁偏小、中梁偏大  B. 边梁偏大、中梁偏小

C边梁和中梁都偏大    D. 边梁和中梁都偏小

11.板式橡胶支座验算支座受压偏转的目地是（C）

A．确定支座的容许承压强度  B.确定支座的容许剪切角

C．确定支座的容许转角      D.确保当梁端发生转动后，支座不致于与梁底脱空

12.拱不同于梁和柱的地方就是它在竖向荷载作用下具有（D）

A．弯矩  B.剪力 C轴向压力 D.水平推力

四．简答题

1.如何处理拱桥中不等跨分孔问题？

1.采用不同的矢跨比2.采用不同的拱脚高程3.调整上部结构的自重

2.试述下列荷载横向分布计算方法的基本假定和适用场合：

  (1)杠杆法；(2)偏心压力法；(3)铰接板法 

是公路上常用的一种桥梁型式。拱桥在竖向荷载作用下，两端支承处产生竖向反力和水平推力，使拱内产生轴向压力，并减小了跨中的弯矩，跨越能力增大。

主要优点

跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，养护、维修费用小；外形美观；构造较简单，有利于广泛采用。

主要缺点：

1）是有推力的结构，而且自重较大，因而水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基  要求也高；

3）由于水平推力较大，在连续多孔的大、中桥中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价；

4）上承式拱桥的建筑高度较高。

4.装配式板桥横向连接的作用是什么？有哪几种横向连接方式？

答:为了使装配式板桥组成整体，共同承受车辆荷载，在块件之间必须具有横向连接构造

1.企口式混凝土铰连接 2.钢板连接

五．计算题

2（8分）

解：1）抗滑动稳定验算：

（5分）

故不满足要求。

2）抗倾覆稳定性验算

（5分）

满足要求

3（17分）

答：⑴

1号主梁荷载横向分布影响线

1号主梁荷载横向分布系数为： 

⑵

1＃梁跨中弯矩影响线

1＃梁支点剪力影响线

⑶  跨中最大弯矩： kN.m

支点最大剪力： kN

1.修正偏心压力法的基本假定是什么？（重点）

其基本假定包括偏心压力法的假定和考虑主梁发生偏转时本身的抗扭刚度：

①桥梁的宽跨比小于或接近于0.5，车辆作用下横隔梁的弹性挠曲变形可忽略。

②桥梁的横向联系强，中间横隔梁的刚度可近似视为无限大。

③荷载通过横隔梁传递，主梁不仅受到反力作用，并且自己也发生扭转来抵抗外荷载。

2.梁桥桥墩荷载组合的类型、适用性及取载方法。（重点）（仅供参考）

①实体式（重力式）桥墩

适用:作用较地基良好的大、中型桥梁，或流水，漂浮物较多的河流中。

取载：可用天然石材或片石混凝土砌筑，在砂石料方便的地区和小桥采用较普遍。

②桩（柱）式桥墩

适用：桥梁跨径约30m，墩身身高约20m以内的条件

取载：配合钻孔灌注桩基础而采用

③钢筋混凝土薄壁式墩和空心墩

适用：一般在流速大并且有大量泥沙，石块或可能有船只、冰块与漂浮物撞击的河流中不宜采用空心桥墩。

取载：（1）墩身最小壁厚，对于钢筋混凝土不小于0.3m，对于混凝土不小于0.5m

     （2）墩身应设置横隔板或纵，横隔板，以加强墩壁的局部稳定

     （3）墩身周围应设置通风孔或泄水孔，孔径不小于0.2m；蹲顶实体段以下应设置有门的进入洞或相应的检查设施。④柔性（排架）墩

适用：低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区，桥墩不高（小于6-7米），跨径不大（小于16m）的梁式桥。

桥面铺装也称行车道铺装，其功用是保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎履带的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的作用。①普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装。②防水混凝土铺装③具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装。

4.支座布置原则是什么？ 简支梁支座布置的方式是什么？（重点）

总原则：在坡道上的桥梁，固定支座应设在较低的一侧，这是首要的原则；(2)当车流具有某种明显的方向性特征时，则固定支座应根据其特征设定，如设在重车行进或减速行进的方向一侧；(3)除非特殊设计，不得将相邻两跨的固定支座设在同一桥墩上。

基本原则：

①对于有坡的桥跨结构,宜将固定支座布置在标高低的墩台上。 

②对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥,为使全粱的纵向变形分散在梁的两端,宜将固定支座设置在靠近桥跨中心

③对于特别宽的梁桥,尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。

④主梁纵桥向只能设置一个支座，横桥向不多于两个。

⑤固定和活动支座的布置应有利于墩台传递纵向水平力为原则。

方式：简支梁支座布置方式一般在每一跨的一端设固定支座，一端设活动支座。

5.试简述荷载横向分布计算中如何将空间问题转化为平面问题来考虑。 

近似内力影响面在方向和单梁跨中弯矩影响线相似，都成三角形。在方向和用刚性横梁法计算得到的荷载横向分布影响线相似。所以，采用变量分离的办法，即采用两个单值函数的乘积、组成的近似内力影响面代替一个由双值函数表示的精确内力影响面。使桥梁空间结构的受力分析可以用荷载横向分布影响线结合主梁平面内力影响线来近似替换。

6.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。

全预应力混凝土梁：

优点：采用混凝土和高强钢筋；提高抗裂性，增强耐久性和刚度；尺寸、自重减小；增大跨度；预剪力可以提高抗剪能力；力筋应力变幅小，疲劳性能好。

缺点：徐变上拱度大；易产生沿力筋的纵向裂缝和锚下裂缝；造价高

部分预应力混凝土梁：

优点：徐变上拱小；较少产生沿力筋的纵向裂缝和锚下裂缝；造价低；

缺点：刚度较小

7.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？

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

8.试举属于永久荷载、可变荷载的具体桥梁设计荷载各3例。

永久荷载包括：结构自重、桥上附加恒载（桥面、人行道及附属设备）、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮力、混凝土收缩和徐变的影响力等。

基本可变荷载：列车活载、汽车或平板挂车或履带车、由列车活载和汽车活载引起的冲击力、曲线上的离心力、由活载引起的土侧压力。公路桥中的人群荷载。铁路桥梁的列车横向摇摆力等。 其他可变荷载：制动力或牵引力、风力、温度力、流水压力、水压力和施工荷载等。

9.简支体系、悬臂体系、连续体系的结构特性有何不同？

总：简支体系仅受正弯矩，悬臂体系以负弯矩为主，连续体系正负弯矩并存

①从恒载弯矩图来分析，当跨径和恒载集度相同的情况下，简支梁的跨中弯矩值最大。悬臂体系与连续体系则由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值显著减小。

②从静力图式来说，简支梁和悬臂梁都属于静定体系，而连续梁是超静定体系。

③从运营条件来说，简支体系在梁衔接处、悬臂体系在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线，都会发生不利于行车的折点；而连续体系则无此缺陷。

10.在结构特点上，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥、钢筋混凝土连续梁桥有何异同点？

仅就超静定结构而言，预应力混凝土连续梁桥与普通钢筋混凝土连续梁桥具有相同的特点。仅就预应力结构而言，预应力混凝土连续梁桥能充分发挥高强材料的特性，使结构轻型化而具有更大的跨越能力，同时能有效地避免混凝土开裂（尤其是负弯矩区的桥面板开裂）。仅就此特性而言，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥（乃至其他预应力结构）几乎没有区别。然而，在预加应力的作用下，超静定的连续梁将产生“次内力”，这是预应力混凝土连续梁与普通钢筋混凝土连续梁不同的重要力学特点。

11.杠杆原理法计算荷载横向分布系数的步骤

基本假定：忽略主梁间横向结构的联系作用，假设桥面板在主梁上断开，当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。

（1）确定计算方法：荷载位于支点——杠杆原理法

（2）绘制荷载横向影响线；

（3）据《桥规》，确定荷载沿横向最不利位置

（4）求相应的影响线竖标值

（5）求得最不利荷载横向分布系数

总跨径(total span)是指多孔桥梁中各孔净跨径的总和(∑L0)，它反映了桥下宣泄洪水的能力。 

净矢高：拱式桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离

计算矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚形心之连线的垂直距离

矢跨比：拱桥中拱圈（或肋拱）的计算矢高f与计算跨径l之比（f/l）

我国公路桥涵结构的设计基准期为100年

桥面构造包括桥面铺装、防水和排水设备、伸缩缝、人行道（安全带）、缘石、栏杆和灯柱等。

钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥桥面铺装的类型：1.普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装

2.防水混凝土铺装3.具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装

桥梁设计一般遵循的原则包括 安全性（及舒适）、 适用性经济性、先进性和美观等。 

在设置伸缩缝处，栏杆结构应相应地自由变形

装配式板的横向连接：1.企口式混凝土铰连接 2.钢板连接

后张法预应力筋向梁端逐渐弯起的原因：1.防止上缘拉应力  2.抗剪

板式橡胶支座的活动机理：梁的水平位移要通过全部橡胶片的剪切变形来实现，利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角

拱桥与梁桥的受力不同点：在竖向荷载作用下，梁在支承处将仅受到竖向反力作用，而拱在竖向荷载作用下，支承处将同时受到竖向和水平反力的作用，由于水平反力的的作用，拱承受的弯矩将比相同跨径的梁小很多，从而处于主要承受轴向压力的状态

拱桥的设计控制高程：桥面高程，跨中高程，（拱或桥面结构）底面高程，起拱线高程，基础底面高程

拱轴线形：圆弧拱、抛物线和悬链线

不等跨的多跨连续拱桥为了减小不平衡水平推力，采用以下措施：1.采用不同的矢跨比2.采用不同的拱脚高程3.调整上部结构的自重

1.修正偏心压力法的基本假定是什么？

答：其基本假定包括偏心压力法的假定和考虑主梁发生偏转时本身的抗扭刚度：

1）桥梁的宽跨比小于或接近于0.5，车辆作用下横隔梁的弹性挠曲变形可忽略。

2）桥梁的横向联系强，中间横隔梁的刚度可近似视为无限大。

3）荷载通过横隔梁传递，主梁不仅受到反力作用，并且自己也发生扭转来抵抗外荷载。

2梁桥桥墩荷载组合的类型、适用性及取载方法？

1）保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨损；防止主梁遭受雨水的侵蚀；也能对车辆轮重的集中荷载起一定的分散作用。

2）①普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装。

   ②防水混凝土铺装。

   ③具有贴式混凝土或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装。

4.支座布置的原则是什么？简支梁支座布置的方式是什么？

(1)对于有坡的桥跨结构,宜将固定支座布置在标高低的墩台上。 

2)对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥,为使全粱的纵向变形分散在梁的两端,宜将固定支座设置在靠近桥跨中心(3)对于特别宽的梁桥,尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。（4）主梁纵桥向只能设置一个支座，横桥向不多于两个。

固定和活动支座的布置应有利于墩台传递纵向水平力为原则。

（1）简支梁支座布置方式一般在每一跨的一端设固定支座，一端设活动支座。

5.试简述荷载横向分布计算中如何将空间问题转化为平面问题来考虑。

近似内力影响面在方向和单梁跨中弯矩影响线相似，都成三角形。在方向和用刚性横梁法计算得到的荷载横向分布影响线相似。所以，采用变量分离的办法，即采用两个单值函数的乘积、组成的近似内力影响面代替一个由双值函数表示的精确内力影响面。使桥梁空间结构的受力分析可以用荷载横向分布影响线结合主梁平面内力影响线来近似替换。

6．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。

全预应力混凝土梁的优点：采用混凝土和高强钢筋；提高抗裂性，增强耐久性和刚度；尺寸、自重减小；增大跨度；预剪力可以提高抗剪能力；力筋应力变幅小，疲劳性能好。

全预应力混凝土梁的缺点：徐变上拱度大；易产生沿力筋的纵向裂缝和锚下裂缝；造价高

部分预应力混凝土梁的优点：徐变上拱小；较少产生沿力筋的纵向裂缝和锚下裂缝；造价低；

部分预应力混凝土梁的缺点：刚度较小

7.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？

（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

8. 试举属于永久荷载、可变荷载的具体桥梁设计荷载各3例。

永久荷载包括：结构自重、桥上附加恒载（桥面、人行道及附属设备）、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮力、混凝土收缩和徐变的影响力等。

基本可变荷载  包括：列车活载、汽车或平板挂车或履带车、由列车活载和汽车活载引起的冲击力、 曲线上的离心力、由活载引起的土侧压力。公路桥中的人群荷载。铁路桥梁的列车横向摇摆力等。 

其他可变荷载  包括：制动力或牵引力、风力、温度力、流水压力、水压力和施工荷载等。

9.简支体系、悬臂体系、连续体系的结构特性有何不同？

答：简支体系仅受正弯矩，悬臂体系以负弯矩为主，连续体系正负弯矩并存

11.悬臂和连续体系梁桥的受力特点

悬臂梁桥利用悬出支点以外的伸悬，使得支点产生负弯矩对锚跨之中正弯矩产生有利的卸载作用

连续梁在恒载作用下，由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩图形与同跨悬臂梁相差不大，连续梁在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布比较合理

12.试述下列三种荷载横向分布计算方法的基本假定和适用场合：

  (1)杠杆法；(2)偏心压力法；(3)横向铰接板（梁）法 （4）横向刚接梁法（5）比拟正交异性板法