桥梁工程（二）

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桥梁工程（二）

• 解答题
  • 简述杠杆原理法的基本假定及适用场合。
    • （1）基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。（2分）
    • （2）适用场合： ①计算荷载靠近主梁支点时的m（如求剪力、支点负弯矩等）（2分） ②双主梁桥（2分） ③横向联系很弱的无中横梁的桥梁（2分）
    • 3
  • 简述梁桥的五种基本体系及各体系的优缺点。
    • 五种基本体系为简支梁桥、悬臂梁桥、T形刚构、连续梁桥、连续刚构桥。（3分）
    • （1）简支梁桥：施工方便，静定结构对地基要求不高，受力简单，跨中正弯矩控制设计，适合于小跨径桥梁。（1分）
    • （2）悬臂梁桥：受力性能优于简支梁，悬臂根部的卸载弯矩使跨中正弯矩大大减小，静定结构对地基要求不高，跨中有接缝，行车条件不好，跨中的牛腿、伸缩缝等易损坏，适用于中等以上跨径桥梁，施工不方便。（1分）
    • （3）T形刚构：分为带剪力铰和带挂梁两种类型，卸载弯矩类似于悬臂梁，适用于悬臂施工，节省支座，静定结构对地基要求不高，跨中的牛腿、伸缩缝等易损坏，行车条件不好，适用于中等以上跨径桥梁。（1分）
    • （4）连续梁桥：恒、活载均有卸载弯矩，行车条件好，超静定结构对地基要求高，设计计算比较复杂，适用于中等以上跨径桥梁。（1分）
    • （5）连续刚构桥：综合了连续梁和T构的有点，超静定结构对地基要求高，适用于中等以上跨径桥梁。（1分）
    • 3
  • 混凝土浇筑需设施工缝时，简述施工缝的位置及处理方法。
    • 施工缝通常设在受剪力和弯矩较小且便于施工的部位。（2分）通常按下列要求进行接缝处理：
    • （1）在浇筑接缝混凝土前，先凿除老混凝土表层的水泥浆和较弱层；（2分）
    • （2）经凿毛的混凝土表面，应用水洗干净，在浇筑次层混凝土前，对垂直施工缝宜刷一层净水泥浆，对水平施工缝刷一层厚度为10～20mm的1：2的水泥砂浆；（2分）
    • （3）对于斜面施工缝应凿成台阶状再进行浇筑；（1分）
    • （4）接缝位置处在重要部位或结构物处在地震区时，则在灌筑之前应设锚固钢筋，以防开裂。（1分）
    • 2
  • 简述桥面铺装的作用及性能要求。
    • （1）防止车辆轮胎直接磨耗行车道板。（3分）
    • （2）对车辆轮重的集中荷载起分布作用。（3分）
    • （3）保护主梁免受雨水侵蚀（2分）
    • 性能要求：桥面铺装应具有一定得强度和刚度、耐磨、抗滑、不透水（和桥面板一起作用时)等性能；桥面铺装还应具有完善的桥面排水和防水系统。(4分)
    • 4
  • 拱桥区别于梁桥显著的特点在于存在水平推力的作用，简述该水平力对拱桥的影响。
    • (1)水平推力的存在大大减小了跨中弯矩，大大增加了拱桥的跨越能力；(2分)
    • （2)水平推力的存在使拱内产生轴向力，承重结构以受压为主，可充分利用压强度好的圬工材料，就地取材，造价低；(2分)
    • （3)水平推力的存在使得拱桥的墩台庞大，同时要求地基条件良好。(2分)
    • 5
  • 简述钢筋混凝土构件与预应力混凝土构件的特点。
    • (1)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。(4分)
    • (2)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。(4分)
    • 3
  • 拱桥中如何处理不等跨分孔问题？
    • (1)采用不同的矢跨比；(2分)
    • (2)采用不同的拱脚高程；(2分)
    • (3)调整拱上建筑的自重；(2分)
    • (4)采用不同类型的拱跨结构。(2分)
    • 5
  • 梁式桥支座的分类有哪两种？简述两者区别。
    • 梁式桥的支座一般分成固定支座和活动支座两种。(2分)
    • 固定支座可传递竖向压力和水平力(1分)，又能自由转动(1分)，但不能水平移动(1分)。
    • 活动支座也可传递竖向压力(1分)，既能自由转动又能水平移动(2分)。
    • 3
  • 梁桥施工方法有就地浇筑法和预制安装法两大类，简述这两类施工方法的优缺点。
    • (1)就地浇筑法的优缺点：
    • ①优点：它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地，梁体结构中横桥向的主筋不用中断，故其结构的整体性能好。(2分)
    • ②缺点：支架需要多次转移，使工期加长，全桥多跨一次性立架，则投入的支架费用又将大大增高。(2分)
    • (2)预制安装法的优缺点：
    • ①优点：桥梁的上、下部结构可以平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量容易控制，可以集中在一处成批生产，从而降低工程成本。(2分)
    • ②缺点：需要大型的起吊运输设备，此项费用较高。由于在构件与构件之间存在拼接纵缝；显然，拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。(2分)
    • 3
  • 简述桥面横坡的设置方式及各自的适用情况。
    • (1)直接设在墩台顶部(2分)，通常用于板桥或就地浇筑的肋板式梁桥(1分)；
    • (2)铺设不等厚的混凝土三角垫层(2分)，通常用于桥面不太宽的情况且此种方法是最为常用(1分)；
    • (3)直接将行车道板做成倾斜面(2分)，通常用于桥宽较大时(1分)。
    • 4
  • 简述为改善牛腿受力状况所采取的措施。
    • (1)为了保证受力明确，最好能使悬臂梁和挂梁的腹板一一对应，缩短传力路线；接近牛腿部位的腹板应适当加厚，加厚区段的长度不应小于梁高。(2分)
    • (2)设置端横梁加强，端横梁的宽度应将牛腿包含在内，形成整体。(2分)
    • (3)牛腿的凹角线形应和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力的过分集中。(1分)
    • (4)牛腿处的支座高度应尽量减小，如采用橡胶支座。(1分)
    • (5)按设计计算要求配置密集的钢筋，钢筋布置应与主拉应力的方向协调一致，以防止混凝土开裂。(2分)
    • 4
  • 简述悬臂拼装法的施工特点。
    • (1)梁段接长方式采用吊机吊至就位，然后采用环氧树脂胶及预加预应力将预制梁段接成整体；(2分)
    • (2)梁段的长度通常 2^∼5m ,每个节段拼装周期1~1.5d;(2分)
    • (3)梁段的预制可与下部结构施工同步进行，减少了梁段砼的收缩徐变，对后成桥阶段主梁线形有利。但相比于悬浇，结构整体性较差，施工变形控制难度较大，合龙精度低。(2分)
    • 2
  • 简述三向预应力筋的作用及布置位置。
    • (1)纵向预应力筋主要抵抗纵向弯矩，还可抵抗部分剪力，沿桥跨方向布置，又称“主筋”，用以保证桥梁在恒、活载作用下纵向跨越能力的主要受力钢筋，可布置在顶、底板和腹板中。(2分)
    • (2)横向预应力筋抵抗横向弯矩，用以保证桥梁的横向整体性、桥面板及横隔板横向抗弯能力的主要受力钢筋，一般布置在顶板和横隔板中。(2分)
    • (3)竖向预应力筋布置在腹板中，主要作用是提高截面的抗剪能力，保证桥梁竖向整体性。(2分)
    • 3
  • 简述杠杆原理法的基本假定及适用场合
    • （1）基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。（3分）
    • （2）适用场合：
    • ①计算荷载靠近主梁支点时的m（如求剪力、支点负弯矩等）（1分）
    • ②双主梁桥（1分）
    • ③横向联系很弱的无中横梁的桥梁（1分）
    • 2
  • 简述桥面横坡的三种设置方式。
    • (1)直接设在墩台顶部。(2分)
    • (2)铺设不等厚的混凝土三角垫层。(2分)
    • (3)直接将行车道板做成倾斜面。(2分)
    • 2
  • 简述预应力施加的两种方法名称及各自优缺点
    • 预应力施加的两种方法有先张法和后张法。(2分)
    • （1）先张法
    • 优点：工序少、工艺简单、质量易保证。适合于成批中小型预应力构件，生产不耗锚具、成本低。(2分)
    • 缺点：需成批钢模，养护池，一次性投资大；适用于直线型布筋。(1分)
    • (2)后张法
    • 优点：后张法直接在构件上张拉，可布置钢筋的形状多样；不需要台座，比较灵活，适用于现场制作，块体拼接。(2分)
    • 缺点：永久性锚具量大；工序复杂，施工周期长。(1分)
    • 4
  • 连续梁桥采用悬臂法施工时，简述0#块梁段与桥墩临时固结或支承措施的措施。
    • （1)将0#块梁段与桥墩钢筋或预应力筋临时固结，待需要解除固结是切断。(2分)
    • (2)在桥墩一侧或两侧加临时支撑或支墩。(2分)
    • (3)将0#块梁段临时支承在扇形或门式托架的两侧。(2分)
    • (4)临时支承可用硫磺水泥砂浆块、砂筒或混凝土块等卸落设备，以使体系转换时，较方便地撤除临时支承。(2分)
    • 4
  • 简述悬臂浇筑法的施工特点。
    • (1)梁段接长方式采用挂篮等设备，在桥位处就地灌注混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋，前移挂篮，继续下一梁段的施工，直至合龙；(2分)
    • (2)梁段的长度通常2~6m,每个节段施工周期5~10d；(2分)
    • (3)悬臂浇筑法具有结构整体性好，桥下不受地形条件限制，梁段高程容易控制等优点，所以大跨径预应力混凝土桥梁施工主要采用悬臂浇筑法。(2分)
    • 2
  • 简述支架法现浇梁施工预拱度设置应考虑的因素。
    • 1)支架拆架后上部构造本身及活载一半所产生的竖向挠度。(2分)
    • (2)支架在荷载作用下的弹性压缩。(1分)
    • (3)支架在荷载作用下的弹性压缩3。(1分)
    • (4)支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷。(1分)
    • （5）由混凝土收缩，徐变及温度变化等引起的挠度σ5
    • 3
  • 简述支座布置的原则及要求
    • (1)原则：有利于墩台传递纵向水平力，有利于梁体的自由变形为原则。(1分)
    • (2)要求：
    • ①对于简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；(2分)
    • ②对于多跨简支梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩上布置一个(组)活动支座与一个（组）固定支座。若个别墩较高，也可在高墩上布置两个（组）活动支座；(1分)
    • ③在坡桥处，固定支座放置在标高低的墩台上。(2分)
    • ④对于连续梁桥，不论多少跨，有且仅有一个固定支座，且宜将固定支座布置在中间处，宣使变形分布在两端。(2分)
  • 按照结构体系分类,简述桥梁结构的类型及各类型的受力特点。
    • (1 ) 按照结构体系分类 ,桥梁结构分为梁桥、拱桥、刚架桥、悬索桥四个基本体系和一个组合体系。 (3 分 ) (2 ) 梁桥:在竖向荷载作用下,只有竖向反力,无水平反力;以梁作为承重结构,梁以受弯为主,受剪为辅。 (1 分 ) 拱桥:竖向荷载作用下有水平反力 ( 系杆拱除外 ) ,对地基基础要求高;主要承重结构是拱肋或拱圈,以承压为主,可采用砖石等廉价材料。 (1 分 ) 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。 (1 分 ) 悬索桥: 主要承重结构为主缆,加劲梁为多跨弹性支承的连续梁,依赖强大的重力刚度来保持几何形态不变,适用于大跨度桥梁结构。 (1 分 ) 组合体系桥:包括梁拱组合、斜拉桥等,其中斜拉桥是以承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。 (1 分 )
  • 简述偏心压力法的基本假定及适用场合。
    • (1)基本假定：
    • ①车辆荷载作用下，中间横隔梁可近似看做一根刚度为无穷大的刚性梁，保持直线的形状。(2分)
    • ②忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。(2分)
    • (2)适用场合：
    • ①计算荷载靠近跨中时的荷载横向分布系数m;(2分)
    • ②桥上具有可靠的横向联接且桥的宽跨比B/1小于或接近0.5的情况（一般称为窄桥)。(2分)
  • 简述连续梁桥固定支座布置的要求。
    • (1)一般在每一联设置一个固定支座，并宜将固定支座设置在靠近温度中心处，以使全梁的纵向变形分散在梁的两端，其余墩台上均设置活动支座。(3分)
    • (2)在设置固定支座的桥墩（台）上，一般采用一个固定支座，其余为横桥向的单向活动支座；(2分)
    • (3)在设置活动支座的所有桥墩（台）上，一般沿设置固定支座的一侧，均布置顺桥向的单向活动支座，其余均布置双向活动支座。(3分)
  • 简述拱桥中伸缩缝和变形缝的区别，并说明在实腹式拱和空腹式拱中如何设置。
    • (1)区别：
    • 在相对变形（位移或转角）较大位置设置伸缩缝，缝宽2~3cm,可用锯末沥青、沥青砂等填塞；(2分)
    • 在相对变形较小处设置变形缝，变形缝不留缝宽，其缝可干砌、用油毛毡隔开或用等强度砂浆砌筑。(2分)
    • (2)设置：
    • ①实腹式拱桥，伸缩缝设在两拱脚上方，并在横桥向贯通。(2分)
    • ②拱式空腹拱桥，通常将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱，并在紧靠墩台的拱铰上方设置伸缩缝，且应贯通全桥宽，其余两拱铰上方设置变形缝。另外对于特大跨径拱桥，还应将靠拱顶的腹拱做成两铰或三铰拱，并在拱铰上方也设置变形缝。(2分)