大跨度橋梁設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題答案講解

1、大跨度橋梁設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題1. 拱橋的受力特點(diǎn)？拱橋按照是否對墩臺(tái)產(chǎn)生水平推力，可分為有推力拱橋和無推力拱橋，有推力拱橋的主要承重構(gòu)件是主拱肋（圈），受壓為主；無推力拱橋也成為系桿拱橋，是梁一拱組合體系橋，其主要承重構(gòu)件是拱肋與系桿，拱肋 受壓，系桿受壓。拱腳處有水平推力，從而使拱主要受壓，與梁橋比使拱內(nèi)彎矩分布大為改變（減?。?。2. 中承式拱橋的行車道位于拱肋的 中部，橋面系（行車道、人行道、欄桿等）一部分用吊桿懸掛在拱肋下，一部 分用鋼架立柱支承在拱肋上。3. 簡支梁和連續(xù)梁橋可自由收縮，收縮使結(jié)構(gòu)只發(fā)生變形，但不產(chǎn)生內(nèi)力；固定梁、連續(xù)剛構(gòu)橋等超靜定結(jié)構(gòu)， 混凝土收縮產(chǎn)生變形和內(nèi)力。4. 大跨徑

2、混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法施工的過程中，墩梁臨時(shí)固結(jié)，主梁從墩頂向兩邊同時(shí)對稱分段澆筑或拼裝，直至合龍；合龍之前，結(jié)構(gòu)受力呈T構(gòu)狀態(tài)，屬靜定結(jié)構(gòu)，梁的受力與懸臂梁相同。5. 大跨徑橋梁按結(jié)構(gòu)體系分類？梁橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋、及其他組合體系橋。6. 公路橋梁的車道荷載由哪兩種荷載組成，當(dāng)計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以什么系數(shù)？車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。公路1級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5KN/m,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 Pk按以下規(guī)定選?。簶蚝?jì)算跨徑w5m時(shí)，Pk=180 KN ;橋涵計(jì)算跨徑50m時(shí)，Pk=360 KN ;橋涵計(jì)算跨徑介于上述跨徑之間時(shí)，采用直線內(nèi)插

3、法求得：Pk= （41 + 160） KN。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以系數(shù)1.2.公路2級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Pk,為公路1級車道荷載的0.75倍。車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只有一個(gè)，作用于相應(yīng)影響線的峰值處。7. 連續(xù)梁橋施工方法主要分為兩大類：整體施工法和分段施工法。中小跨度橋梁施工方法主要采用整體施工法，包括滿堂支架法、預(yù)制拼裝法；大跨度橋梁主要采用分段施工法，包括懸臂施工法、逐跨施工法、頂推施工法、轉(zhuǎn)體施工法。橋梁分段施工有三種基本形式：縱向分段、橫向分段（又稱裝配式橋梁施工，主要用于中

4、小跨徑橋）、豎向分層施工（用于組合橋梁施工，也用于大跨拱橋主拱肋的現(xiàn)澆或安裝）8. 懸浮體系斜拉橋的特點(diǎn)?塔墩固結(jié)，塔梁分離，主梁除兩端支承于橋臺(tái)處，全部用斜拉索吊起，其結(jié)構(gòu)形式相當(dāng)于在單跨梁加斜拉索。 可減少主梁在支點(diǎn)的負(fù)彎矩，但須施加橫向約束。缺點(diǎn)是懸臂施工時(shí)，塔柱處主梁需臨時(shí)固結(jié)，成橋后解除臨 時(shí)固結(jié)時(shí)，主梁會(huì)發(fā)生縱向擺動(dòng)。為防止縱向漂浮體系斜拉橋產(chǎn)生過大的擺動(dòng)，十分有必要在斜拉橋塔上的梁底部位設(shè)置高阻尼的主梁水平彈性限位裝置。9. 錨碇是用來錨固懸索橋主纜的重要結(jié)構(gòu)，將主纜的拉力傳遞給地基。重力式錨碇依靠巨大的自重來抵抗主纜的垂直分力，水平力由錨碇與地基間的摩擦力或嵌固阻力來承擔(dān)；隧道

5、式錨碇將主纜的拉力直接傳遞給周圍的巖10. 鞍座是支承主纜的重要構(gòu)件，將主纜中的拉力以垂直力和水平力的方式均勻地傳到塔頂或錨碇支架處。塔頂鞍座設(shè)置在橋塔頂部，將主纜荷載傳到塔上；錨固鞍座設(shè)置錨碇支架處，目的是改變主纜索的方向，把主纜鋼絲繩股分散開來，引入各自的錨固位置。11. 橋梁按跨徑大小可分為特大橋、大橋、中橋、小橋，大跨度橋梁跨徑范圍為多少？顧名思義，跨度較大的橋梁即為大跨度橋梁；單跨跨徑大于40m，多孔跨徑大于100m的橋梁即為大跨度橋梁12. 懸臂施工連續(xù)梁橋，一期鋼束布置在截面哪里以抵抗懸臂施工階段與使用階段的負(fù)彎矩；合龍后在跨中區(qū)域 的截面哪里布置預(yù)應(yīng)力束，抵抗使用階段活載產(chǎn)生的

6、正彎矩？一期鋼束布置在截面上緣以抵抗懸臂施工階段與使用階段的負(fù)彎矩；合龍后在跨中區(qū)域截面下緣布置預(yù)應(yīng)力束，抵抗使用階段活載產(chǎn)生的正彎矩。13. 把實(shí)際荷載作用下彎矩圖的線形作為預(yù)應(yīng)力束布置的線形，這種預(yù)應(yīng)力束即為橋梁的吻合束，其內(nèi)力狀態(tài)包 括：總彎矩M總=初預(yù)矩，Mo=實(shí)際荷載彎矩 Mq,預(yù)加力產(chǎn)生的次力矩 M次=0。14. 大跨徑連續(xù)箱梁橋?yàn)榈挚怪髁撼惺艿?個(gè)內(nèi)力，采用三向預(yù)應(yīng)力筋布置方式，即豎向抗剪預(yù)應(yīng)力筋、橫向抗彎預(yù)應(yīng)力筋、縱向抗彎預(yù)應(yīng)力筋。15. 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系分類較多，按照塔、梁、墩相互結(jié)合的方式劃分的結(jié)構(gòu)體系有哪幾個(gè)？按照塔、梁、墩相互結(jié)合方式：懸浮體系、半懸浮體系、塔梁固結(jié)體系

7、和剛構(gòu)體系16. 斜拉橋斜拉索的錨固方式主要包括哪些？自錨體系、部分地錨體系和地錨體系17. 斜拉橋邊跨一般都設(shè)置了中間輔助墩，其作用主要有？緩和端錨索應(yīng)力集中或減少邊跨主梁彎矩，增大橋梁總體剛度18. 懸索橋主纜不可更換，長期暴露在雨、濕氣、化學(xué)作用等的腐蝕下，需要進(jìn)行防銹，主纜防銹措施主要包 括？施工時(shí)采用油漆防銹、防止水的滲入、干空氣導(dǎo)入法，將除濕機(jī)的干燥空氣用管道輸入主纜19. 名詞解釋橋長 ：橋長是衡量橋梁大小的最簡單的技術(shù)指標(biāo)： 一般把橋梁兩端橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)之間的距離稱為橋 梁全長，簡稱橋長。無橋臺(tái)時(shí)，橋梁全長為橋跨結(jié)構(gòu)的行車道板全長距離。等效荷載法 ：是將預(yù)應(yīng)力混凝土梁

8、中的預(yù)應(yīng)力筋和混凝土視為相互獨(dú)立的隔離體， 把預(yù)應(yīng)力對混凝土的作用用等 效荷載代替，把預(yù)應(yīng)力梁看作等效荷載作用下的普通梁，直接求連續(xù)梁在預(yù)應(yīng)力作用下的總彎矩的方法。吻合束 ：按實(shí)際荷載下彎矩圖的線形作為預(yù)應(yīng)力束布置的線形，這種預(yù)應(yīng)力束即為吻合束。溫度梯度 ：在日照或者氣候變化下，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度變化稱為溫度分布，又稱為溫度梯度或溫度場。徐變變形：長期荷載作用下，結(jié)構(gòu)在彈性變形e以后，隨時(shí)間增長而持續(xù)產(chǎn)生的那部分變形量c,稱為徐變變形。節(jié)段施工法 ：利用掛藍(lán)提供空中作業(yè)平臺(tái)、 利用預(yù)應(yīng)力束將各節(jié)段聯(lián)接為整體、 逐段平衡對稱施工的一種施工方 法。按節(jié)段混凝土成型方式,一般分為懸臂澆筑法、懸臂拼裝法

9、兩種。懸索橋垂跨比 ：是指主纜在主孔內(nèi)的垂度 f 與主孔的跨度 L 之比。垂跨比的大小一方面對主纜中的拉力有很大 的影響,另一方面對懸索橋的整體（橫向和豎向）剛度有明顯的影響,垂跨比越小,剛度越大。設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合整 體剛度和主纜用鋼量選取合適的垂跨比。錨碇 ：用來錨固主纜的重要結(jié)構(gòu), 將主纜的拉力傳遞給地基。 重力式錨碇依靠巨大的自重來抵抗主纜的垂直分力, 水平力由錨碇與地基間的摩擦力或嵌固阻力來承擔(dān)。隧道式錨碇將主纜的拉力直接傳遞給周圍的巖石。拱式組合體系橋： 拱式組合體系橋是將梁和拱兩種基本構(gòu)件組合起來共同承受荷載,充分發(fā)揮梁受彎、 拱受壓的結(jié)構(gòu)特性及其組合作用,達(dá)到節(jié)省材料的目的?；旌狭盒?/p>

10、拉橋 ：是指沿著橋縱向主梁截面由兩種不同的材料組成, 中跨大部分或全部為鋼主梁、 邊跨部分或全部 為混凝土主梁的組合結(jié)構(gòu)。矮塔斜拉橋 ：矮塔斜拉橋又稱為部分斜拉橋,主要由主梁與拉索組合而成的橋型。矮塔斜拉橋主塔不高,使得結(jié) 構(gòu)的整體剛度大,美學(xué)效果好。受力介于普通斜拉橋與連續(xù)梁橋之間的一種橋型。20. 我國大型橋梁的設(shè)計(jì)程序主要分為前期工作和設(shè)計(jì)階段,前期工作和設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容包括哪些？（1）前期工作 預(yù)可行性研究報(bào)告 ：研究建設(shè)必要性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值； 重點(diǎn)論證：必要性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值,回答“為什么要建設(shè)該橋？”經(jīng)濟(jì)性論證：造價(jià)、資金來源、投資回報(bào)、社會(huì)效益；必要性論證：現(xiàn)有車流量、設(shè)計(jì)車流量

11、、必要性； 環(huán)境影響分析評價(jià)；綜合分析：投資回報(bào)、社會(huì)效益、政治國防意義。 最終形成預(yù)可行性研究報(bào)告,按建設(shè)規(guī)模大小上 報(bào)政府有關(guān)部門,目的在于爭取立項(xiàng)。 可行性研究報(bào)告：研究工程上和投資上可行性。重點(diǎn)論證：工程可行性、投資可行性、確定設(shè)計(jì)標(biāo)基礎(chǔ)資料勘察：地形測繪、地質(zhì)鉆探、水文調(diào)查等;擬定方案的技術(shù)可行性分析評價(jià)；落實(shí)資金來源準(zhǔn)；回答該橋建設(shè)方案是否可行？技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是什么?確定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：荷載標(biāo)準(zhǔn)、通航等級、設(shè)計(jì)車速、橋?qū)挼?最終形成經(jīng)上級主管部門論證批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書。（2 ）設(shè)計(jì)階段 初步設(shè)計(jì)依據(jù)：設(shè)計(jì)任務(wù)書（規(guī)定橋位、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模等）內(nèi)容：進(jìn)一步水文地質(zhì)勘測橋式方案比選（此階段重點(diǎn)）據(jù)水文、地

12、質(zhì)、通航、交通要求確定若干個(gè)比選方案, 最終產(chǎn)生推薦方案。 技術(shù)設(shè)計(jì)（大橋）編制造價(jià)概算、施工組織設(shè)計(jì)等;補(bǔ)充勘探.科學(xué) 試驗(yàn)、專題研究 施工圖設(shè)計(jì)一一形成施工圖紙補(bǔ)充鉆探（施工鉆探）、結(jié)構(gòu)細(xì)部分析與構(gòu)造設(shè)計(jì)驗(yàn)算施工圖、工程量、工程預(yù)算等21. 與等截面連續(xù)梁相比，變截面連續(xù)梁可用于較大跨徑的原因？（1）采用支點(diǎn)梁高大于跨中梁高的變截面形式，使得梁高的變化規(guī)律與連續(xù)梁的彎矩圖變化規(guī)律相一致;（2）減小跨中梁高，有利于減小結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的彎矩、剪力；（3）增大支座截面梁高，有利于抵抗支座截面較大的剪力。22. 混凝土徐變？其影響因素和徐變發(fā)展的規(guī)律如何？長期荷載作用下，結(jié)構(gòu)在彈性變形e以后，隨時(shí)間

13、增長而持續(xù)產(chǎn)生的那部分變形量c,稱為徐變變形；與加載齡期t、材料性質(zhì)、構(gòu)件尺寸、環(huán)境濕度等因素相關(guān)。徐變隨時(shí)間增長而增大，且增長速率逐漸降低，最終趨 于穩(wěn)定。23. 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋等效荷載法的計(jì)算步驟？（1）按預(yù)應(yīng)力索曲線的偏心距 e及預(yù)加力Ny繪出梁的初預(yù)矩 Mo=Nyei圖，不考慮所有支座對梁體約束的影響。（2 ）根據(jù)索曲線形狀計(jì)算等效荷載，且考慮錨固點(diǎn)等效荷載確定全部的預(yù)應(yīng)力等效荷載。（3） 求解連續(xù)梁在等效荷載下的截面內(nèi)力，得出的彎矩稱為總彎矩M總。（4） 用總彎矩減去初預(yù)矩得到次力矩M次=皿總一M024. 斜拉橋主梁的主要作用？ （1）將恒、活載分散傳給拉索，梁的剛度越小，則承擔(dān)的

14、彎矩越?。唬?）與拉索及索塔一起成為整個(gè)橋梁的一部分，主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的軸壓力，因而需 要有足夠的剛度防止壓屈；（3）抵抗橫向風(fēng)載和地震荷載，并把這些力傳給下部結(jié)構(gòu)。25. 懸索橋的靜力特性？（1）主纜是幾何可變體，只能承受拉力。主纜的承載方式除了通過自身的彈性變形（受力伸長）外，還通過主 纜的幾何形狀改變（曲線形狀改變）來影響體系平衡。幾何形狀的改變對懸索橋受力的影響不可忽略，即纜索受 力呈現(xiàn)明顯的幾何非線性特征。（2）恒載給主纜提供了重力剛度，使得主纜具有較大的抵抗活載變形的能力。主纜的幾何形狀由恒載和活載確 定，當(dāng)恒載遠(yuǎn)大于活載時(shí)，活載對主纜幾何形狀改變很小，橋面線

15、形變化也小。（3）改變主纜的垂跨比將影響結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)體系的剛度也將隨之改變。減小垂跨比，主纜的拉力將增大， 從而起到減小撓度的作用，即增大體系的剛度。（4）隨著跨徑的增大，加勁梁的高跨比應(yīng)越來越小。加勁梁的撓度是隨著主纜的變形產(chǎn)生的，加勁梁本身剛度 的作用已影響不大，這與其他橋型的主要構(gòu)件截面積總是隨著橋梁跨徑的增加而顯著增加不同。（5）邊跨的不同形式對橋梁受力有很大的影響。懸索橋邊中跨之比對撓度和內(nèi)力有影響。邊中跨比減小，中跨 跨中和 L/4 的撓度和彎矩值減小，塔根彎矩也減小，主纜拉力增加。26. 中、下承式拱橋保持了上承式拱橋的基本力學(xué)特性，可以充分發(fā)揮拱圈混凝土材料的抗壓性能，這種

16、橋型的 適用情況？（1）橋梁建筑高度受到嚴(yán)格限制時(shí)，如采用上承式拱橋則矢跨比過小，可采用中、下承式拱橋滿足橋下凈空要 求；（ 2）在不等跨拱橋中，為了平衡橋墩的水平力，將跨度較大的拱矢跨比加大，做成中承式拱橋，從而減小大跨 的水平推力；（3）在平坦地形的河流上，采用中、下承式拱橋可以降低橋面高度，有利于改善橋頭引道的縱斷面線形，減少 引道的工程數(shù)量；（ 4）在城市景點(diǎn)或旅游區(qū)，為配合當(dāng)?shù)鼐坝^而采用中、下承式拱橋。27. 不等跨連續(xù)拱橋設(shè)計(jì)的處理措施？ 不等跨拱橋，由于相鄰孔的恒載推力不相等，使橋墩和基礎(chǔ)增加了恒載的不平衡推力。為減小不平衡推力，改 善橋墩、基礎(chǔ)的受力情況，可采用以下措施：（1）

17、采用不同的矢跨比，大跨徑采用較大的矢跨比，小跨徑采用較小的矢跨比。（2）采用不同的拱腳標(biāo)高（3）調(diào)整拱上建筑的恒載重量，可用調(diào)整拱上建筑重量來減小相鄰孔間的不平衡推力。（4）采用不同類型的拱跨結(jié)構(gòu)，小跨采用板拱結(jié)構(gòu)，大跨采用分離式拱肋結(jié)構(gòu)，必要時(shí)加大大跨經(jīng)拱肋的矢高， 做成中承式肋拱橋梁。28.單跨固定梁采用分段現(xiàn)澆施工方法，先期結(jié)構(gòu)為兩根懸臂梁，后期結(jié)構(gòu)為固定梁，試說明徐變作用下，合龍 前兩根懸臂梁和合龍后固定梁的內(nèi)力狀態(tài)，并繪出內(nèi)力圖？均布荷載紅作用下隨F增長，混凝土徐變發(fā)生影響，懸臂錦梅發(fā)生向下的豎向撓度和轉(zhuǎn)角靜定結(jié)構(gòu)變形不受:約束，變 形不產(chǎn)生內(nèi)力，徐變完成后 我內(nèi)力圖不發(fā)生變化.徐變

18、(b)Afffi前后彎矩圖不變。兩根懸臂梁瞬時(shí)變形完成后， 將合龍段鋼筋焊接，澆筑混凝 土，形成固定梁口 混凝上徐變使固定梁跨中發(fā)生| 撓度兒 由于結(jié)構(gòu)對稱性， 轉(zhuǎn)角尸0原兩根懸臂梁瑞部的轉(zhuǎn)角變形 L 受到約束，跨中截面產(chǎn)生附加 彎矩陋，固定端彎矩減小。229.對比分析單跨固定梁采用整體一次澆筑和分段施工法產(chǎn)生的自重彎矩，自重均布集度為 方法固定梁各階段的彎矩圖。并說明超靜定結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算的特點(diǎn)。q,試?yán)L出兩種施工(a)幕體一次澆注整體澆筑、一次落架法，跨中自重彎矩值為M中=口12/24。(d)焊按合龍8SsL住)分段施工拆架后的彎矩圖(0焊接舍龍石的口電田矩M 中=0。分段澆筑法，忽略焊接鋼板自重，跨中自重彎矩值為超靜定橋梁結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算存在如下特