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中小桥涵设计练习册答案 习题一 一、填空题 1一般铁路上拱桥中常用的矢跨比为（1/31/4）。 2墩台基础的沉降对拱的受力有很大的影响，矢跨比f/L越小，影响 （拱的推力）。 3拱桥一般由（拱上建筑）、（ 拱圈 ）和（ 墩台 ）组成。 4南京长江大桥的上层为四车道公路，下层为双线铁路，公路桥面全 长（ 4588m ），铁路桥面全长（ 6772 m ）。 5一座大桥的设计工作，应包括（规划设计）、（初步设计）和 （施工设计）三个 阶段。 6桥梁的外业勘测工作主要包括（地形测量）（水文调查）（水文测 量） 工程地质勘探）。 7水文测量包括（读测水位）、（测量河床断面）、（测量流速）和 （计算流量）。 8工程地质的勘查，一般要求是（每个桥墩至少一个孔）。 9、级线路上大中桥的设计洪水频率为（1/100），级线路上的 大中桥和各 级线路的桥涵的实际洪水频率为（1/50）。 10桥长度的确定可以有两个原则：一个是（不压缩桥孔），二是（压 缩桥孔）。 11在桥梁的规划设计中首先要解决（桥址问题）。 12对于中小桥和涵洞，其平面位置一般由（选线确定）决定。 13对于大桥和特大桥，其平面位置一般由（由自身确定）决定。 14按桥跨结构的力学性质划分：有（梁式桥）、（拱桥）（刚架 桥）、（斜拉桥）和（悬索桥）。 15连续梁的各孔的挠曲线是（平顺），桥上线路比较匀顺，因此获得 广泛的采用。 16悬臂梁的挠曲线（不平顺），对铁路的行车不利。 17圬工包括（砖石混凝土）。 18桥跨结构按路面（轨道）位置的不同，可分为（上承式）和（下承 式）。 19下承式桥跨结构要做的比较宽构造也比较复杂。其优点是（横向刚 度大，占有的桥下净空小，有利于通航。）。 20在建筑高度受限制的情况下，必须采用（下承式桥）。 21一般，通航河道应留（2）个通航孔，以减少碰撞及干扰。 22对桥梁进行分孔最经济大原则是（上部结构和下部结构的造价相 等）。 23铁路桥梁的离心力率C的表达式为（），同时桥规规定C值不得。大 于 V2/（127R ）离心力的作用点应在列车的重心规定在（轨顶以上 2m）。 24桥规规定作用在桥上的制动力为桥上静活载的（10）。 25列车的横向摇摆力取值为（55kN/m）作用于轨顶。 26列车的受风面积按（3m高的长方形）计算。 27作用于桥梁上的风荷载强度按下式计算：W = k1 k2 k3 0 式中k1 是指（风载体形系数）、k2是指（风压高度变化系数）k3是指 （地形、 地理条件系数）。 28桥梁设计时，其荷载组合的原则为（主力与一个方向的附加力组 合）。 二、判断题 1为了降低桥梁的工程造价，桥梁均可采用压缩孔径的办法。 （ ） 2离心力是附加力。 （ ） 3连续梁桥是一定是超静定结构。 （ ） 4桥头锥体属于桥梁结构的附属结构 。 （ ） 5地道桥多数采用箱形刚架桥其原因是因为其建筑高度较小。 （ ） 6斜拉桥的水平力由刚性梁承受故可适用于地基条件稍差的地 区。 （ ） 练习二 一、填空题 1首先要确定梁的结构是采用整孔式还是分片式，我国均采用（分 片式）。 2对于普通高度的钢筋混凝土梁而言，其适宜的高跨比应为（1/8 1/10）。 3板的最小厚度根据构造要求不得小于（12cm）cm. 4作用在主梁上的主力荷载有（恒载）和（活载）两项。 5道碴及线路设备的重量，直线梁在标准设计中，每片梁此项重量可 取 （17.3KN/m）。一侧人行道、支架及栏杆的重量，在标准设计中取 （2.3KN/m）。 6影响线是指（单位力沿结构移动时某量值变化的规律）。 7装配式钢筋混凝土简支梁桥的主要截面形式（板式）和（肋 式）。 8钢筋混凝土梁的两片梁之间要留有（6cm）cm的间隙，其目的有二。其 一是（调 整误差）其二是（抽出钢丝绳）。 9两孔梁之间或梁跨与桥台之间，根据不同的跨度需要留有 （6）cm或（10）cm 的间隙。 10为了防止道碴的掉落，钢筋混凝土梁的两孔梁之间设有（横向 铁盖板），两片梁之间设有（纵向混凝土盖板）。 11桥规规定钢筋混凝土桥的道碴的边坡为（1：1.75），每侧 道碴坡面所占水平距离为（26）cm ,道碴槽的全宽是（390cm）。 12钢筋混凝土梁的防水层，标准设计图中采用的是（两油一毡甲 种防水层）。 13道碴桥面钢筋混凝土梁应设置双侧人行道，其宽度有（0.5m） （0.75m）和（1。05m）三种。 14桥规规定：曲线桥的布置，若中矢较小时，采用（切线方 式布置）；若中矢较大时，采用（平分中矢方式布置）。 三、判断题 1一孔T形截面梁每孔梁有四个支座。 （ ） 2形钢筋混凝土梁每孔梁有8个支座。 （ ） 3钢筋混凝土梁的横向铁盖板，直线桥上的与曲线桥的一样。（ ） 4桥梁的建筑高度是指轨底至梁底的距离。 （ ） 5所有的钢筋混凝土梁均设置了横隔钣。 （ ） 6预应力钢筋混凝土梁可以提高梁的极限承载力。 （ ） 7预应力钢筋混凝土梁可以提高梁的抗裂性。 （ ） 8预应力钢筋混凝土梁可以提高梁的刚度。 （ ） 四、选择题 1圬工梁的容许偏心为 （ d ）。 a、50mm b、60mm c、70cm d、70mm 2下列说法哪一个是正确的（ c ）。 a、 所有的钢筋混凝土梁均有横隔板 b、 曲线桥的梁中心线与线路中心线从理论上说应重合 c、 钢筋混凝土梁的防水层一旦被破坏，翻修将特别困难 d、 钢筋混凝土梁施加预应力后，梁的上翼缘受压 五、绘图题 1绘出T形截面梁的横断面图，标出相应的标准尺寸。 14 5 26 25 25 26 5 14 5 15 30 2绘出钢筋混凝土梁的防水层的示意图，并标出每一层的材料。 3cm沥青混凝土 （1） （2） T型梁截面（尺寸单位：厘米） 石棉沥青各一层 沥青浸制麻布一层 涂刷沥青漆两次 （1） 保护层； （2） 防水层； 六、问答题 1 指出钢筋混凝土梁的横隔板的位置，并说明其作用。 答：为了使两片梁联成一体，以保持梁体的整体性，使两片梁在活载 作用下共同承担荷载和不使梁体受扭，须在梁端和三分之一处，设置横 隔板四处，端横隔钣和中间横隔钣的厚度和高度差别很大，这主要是其 承受的内力功能不相同所至，因为在维修和更换支座时，端横隔的下面 必须有放置千斤顶的空间，并须承受将梁顶起时的巨大剪力。为了节省 材料，便于维修检查，所有横隔钣的中央，都留有矩形孔洞。 2指出预应力的损失有哪些？（分先张法和后张法）。 各阶段预应力损失的组合 项次 预应力损失值的 组合 先张法构件后张法构件 1 混凝土预压结束 前 （第一批）的损 失 L1 + L2 + L3 +L4L1 + L2 2 混凝土预压结束 后 （第二批）的损 失 + L5 L4 + L5 + L6 L1 ：张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。 L2 ：预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力的损失。 L3 ：混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力设备之间的温度 引起的预应力的损失。 L4 ：钢筋的应力松弛应其的预应力的损失。 L5 ：混凝土收缩、徐变引起的预应力的损失。 L6 ：用螺旋式预应力配筋的环行构件，由于混凝土的局部挤压所引 起的损失。 3指出钢筋混凝土梁的主要配筋有那些？各有什么作用？ 答：（1）主筋：主要用来承受拉力。 （2）斜筋：主要用来承受主拉应力。 （3）箍筋：主要用来承受剪应力。 习题三 一、填空题 1桥墩设计的内容包括（选择桥墩类型和形状）、（确定基础埋深和 基础类型）、（确 定建筑材料和误工规格）、（拟定桥墩各部尺寸）和（进行力学检算） 1 当石料可大量就地取材时，墩台身及基础应优先考虑采用 （浆砌片石）。 3浆砌片石桥墩高度不宜大于（20m）。 4浆砌片石的水泥砂浆的标号不应低于（100#）。 5浆砌块石桥墩高度不宜大于（2430m）。 6墩身如采用混凝土，则其标号不得低于（100号），并可以掺用不超 过总体积 （20）的片石。 7重力式桥墩按其截面形式可分为（矩形）、（圆形）（圆端形）和 （圆角形）四种。 8桥墩主要由（顶帽）、（墩身）和（基础）组成。 9顶帽应采用不低于（200）号的混凝土，厚度不小于（40cm）。 10顶帽应设不小于（3）的排水坡，而且支承垫石的顶面应（高 于）顶帽排水 坡的上棱。 11为了保证桥墩结构的耐久性，混凝土的标号不得低于（150号）。 严寒地区不得 低于（200号），石砌圬工的水泥砂浆的标不得低于（100）号，石料的 标号不得低于（300）号。 12目前桥梁基础常用的有（明挖扩大基础）、（沉井基础）、（桩 基础）等形式。 13明挖基础设计的主内容有（确定基础埋置深度、拟定尺寸）。 14所谓冲刷总深度是指至河床面算起的（一般冲刷深度）和（局部冲 刷深度）之 和。 15铁路桥涵设计规范规定：其基底应埋置在冻结线以下 （0.25）。 16对于弱冻胀土，基底应置于（冻结深度的80）。 17桥规规定：单向受力基础各台阶受力方向的坡线与竖直线所成 夹角，对于 石砌圬工不应大于（0.7），对于混凝土圬工不应大于（1.0）。 18一般有支座的顶帽都采用（0.4）m的厚度。而无支座的顶帽可采用 （0.5）m 厚。 19墩身坡度一般用n : 1表示，n越大则表示（越陡）。 20当桥墩较矮时，其顶帽与墩底受力相差不大，为施工方便，可做成 （直坡）。 21桥墩较高时，纵、横两个方向均应做成斜坡，坡度一般不缓于 （1:50）。 22墩身高度为（托盘底截面至基顶）。 23检算墩身截面的合力偏心距，就是为了（墩身不致拉裂）。 24应力检算的主要目的是（应力不超过材料的容许应力）。 25应对桥墩做以下几个方面的力学检算（1）各截面合力偏心矩 （2）各截面上 的压应力 （3）墩身受压弯曲稳定（4）墩顶弹性水平位移 26梁及支座的重量可从（桥跨标准图）。 27各圬工的容重统一按下列数值采用：钢筋混凝土为（25）。KN/m3, 混凝土、片 石混凝土、浆砌块石为（23）KN/m3,浆砌片石（22）KN/m3. 28单线钢筋混凝土轨枕的道碴桥面的重量，在直线上可按（34.6） KN/m计算。 曲线上按（39.8）KM/m计算。 29人行道自重按采用的材料和宽度估算，如人行道宽为1.05米时，且 铺设钢筋 混凝土板时，单侧人行道重按（2.3）KN/m计 30根据设计经验，检算中常用的荷载的加载图式有（单孔轻载）（单 孔重载）、（双 孔重载）及（双孔空车）等。 31离心力的大小为（列车重量与离心力率的乘积），作用点在（轨顶 以上2m）。 32简支梁通过各类支座传给桥墩的制动力或牵引力，在桥规中规定如 下：通过固 定支座时，为全孔制动力的（100%）：通过滑动支座时为全孔制动 力的（50%）；通过滚动支座时为全孔制动力的（25%）。 33不设支座时，每端承受的制动力为全孔制动力的（50%）。 34当橡胶支座无固定支座和活动支座之分时，每端所承受的制动力为 全梁制动力 的（ 50%）。 35梁上制动力的作用点作用在（轨顶以上2m），而计算桥墩时，可 将制动力移至 （铰支座中心），为简化计算，可不计因移动力的作用点而产生对支座 的附加反力。 36列车所受风面积按（3m高的长方形计算），其作用点在（轨顶以 上2m），并不 计纵向风力。 37实体梁及桥面受风面积按其桥跨横向的受风轮廓面积计算，即（以 轨顶至梁底 为高，以相邻两个梁缝中心距为宽的长方形面积）。 二、判断题 1桥墩在做检算时，其基础均受水浮力。 （ ） 2矩形桥墩一般用于无水或静水的情况。 （ ） 3圆形桥墩一般用于曲线桥上。 （ ） 4顶帽的厚度一般不小于40cm. . （ ） 5在地震区一般不采用托盘式顶帽。 （ ） 6墩身的混凝土的标号在严寒地区和非严寒地区的最低标号的要求是一样的。（ ） 7对于特大桥属于技术复杂、修复困难或重要者，安全值为3m加总冲 刷深度的10 （ ） 8明挖扩大基础的襟边的宽度是材料的钢性角确定的。 （ ） 9一般情况下，一个桥墩上不容许均设固定支座 。 （ ） 10圆形桥墩的纵向和横向坡度要求不相同。 （ ） 11墩身高H是根据墩顶标高和基底埋置深度、基础厚度决定的 （ ） 12由于水流可在桥墩周围产生冲刷坑，基底必须设置在最大冲刷坑以下一定深度 13颗粒较大、没有毛细管作用的土，一般不会出现明显的冻胀现象。 （ ） 二、名词解释 1冻结线：冻胀的最大深度 2应力重分布：墩身截面按照材料力学计算、出现拉应力，而实 际上我们认为圬工不能承受拉应力，而按照应力重新分布考虑 3地基系数：即地基土在弹性限度内产生单位压缩所需施加单位 面积上的压力 三、选择题 1铁路上使用最广泛的桥墩类型是（ b ）。 a、矩形桥墩 b、圆端形桥墩 c、圆形桥墩 d、尖端形桥墩 2曲线上桥墩应该选用（ b ）。 a、矩形桥墩 b、圆端形桥墩 c、圆形桥墩 d、尖端形桥墩 如使被检算桥墩活载支反力最大，则可选用（ c ）活载布置。 a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 d、双孔空车 如使被检算桥墩活载支反力偏心弯矩最大，则可选用（ b ）活载布 置。 a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 d、双孔空车 5如使被检算桥墩活载离心力最大，则可选用（ c ）活载布置。 a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 d、双孔空车 如使被检算桥墩活载离心力弯矩最大，则可选用（ c ）活 载布置。 a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 d、双孔空车 7如使计算截面的N最大，则可选用（ c ）。 a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 d、双孔空车 五、问答题 1如何考虑桥墩基础底面承受的水浮力？ 答：水中墩位于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水地基上时，则其 基础底面承受水的浮力，其值等于桥墩侵入水中的体积乘以水的容重。 位于完整石上的桥墩，基础的混凝土与石体接触良好，可不考虑浮力。 对位于不能肯定是否透水的地基上，为安全计，应分别按透水和不透水 两重情况检算而取其不利者。 2双孔重载使列车重量对中间墩的支座反力为最大值。其结构力学 的原理什么？ 答：根据结构力学原理知，如果相邻两跨梁的跨度分别为L1和 L2，两孔梁的 列车 重量分别为G1和G2，当G1/ L1= G2/ L2时中间墩所承受的支反力为最 大。 3离心力和离心力弯矩如何计算？ 答、桥规规定：离心力作用在轨顶以上2m，其值等于列车的重量 乘以离心力率C。 C值按下式计算，但不大于15 C=V2/127R 故作用在桥墩上的离心力与桥 跨的活载位 置有关：它对桥墩某计算截面的离心力弯矩M为： M = （N3+ N4）C(2+H ) 式中N3+ N4-作用于桥墩上的活载支反力 C-离心力率 H -轨顶至计算截面的高度 桥规对制动力的计算有何规定？ 答：桥规规定：制动力按活载的10计算，力的作用点在规顶以 上2米。为简化计算，桥轨规定：可将制动力移至铰中心处，但对 支座不产生附加反力。 1、 通过固定支座为梁上制动力的100% 2、 通过滑动支座为梁上制动力的50% 3、 通过滚动支座为梁上制动力的25% 5桥墩的检算项目有哪些？ 答：桥墩的检算项目有： 1、各截面的合力偏心矩 2、各截面的压应力 3、墩身的受压弯曲稳定 4、墩顶弹性水平位移 5、基底的合力偏心矩 6、基底的最大压应力 7、墩身沿基底面的倾覆及滑走稳定性 8、基底以下软弱土层的压应力 应力重分布计算的基本假定是什么？ 答：1、截面内不存在拉应力 2、截面内的压应力仍按直线分布 桥墩基底的合力偏心简算有什么要求？ 答：桥规规定限制基底的合理偏心矩如下： 1、 仅承受横载时e 0.15 2、 对于非岩石地基，当承受主力家附加力时，要求e ，即： 不使地基出现拉应力 3、 对于岩石地基，当承受主力家附加力时，对于硬岩石地 基，e 1.5 对于其他岩石地基e 1.2 六、绘图题 1 绘出a、单孔轻载 b、单孔重载 c、双孔重载 示意图。 （略） 2用图表示：由冲刷条件确定基底的埋置深度。 h1 h2 h3 h4 图中h1 、h2 、h3 、h4 的含义如下： h1 一般冲刷深度。 h2 局部冲刷深度。 h3 -23米 h4 - 总冲刷深度的10% 2 绘出基底的合力偏心与应力的关系图。 N e N e= N e 基底合力偏心与应力关系 习题四 一、填空题 1一般桥台有三个主要组成部分，他们是（台顶）（台身）和 （基础）组成。 2桥台道碴槽的排水方式与过去相比，更为合理，新方式是（ 两侧设 泄水孔排水）。 3桥台的台顶由（道碴槽）、（顶帽）和（胸墙）组成。 4桥台的台身由（前墙）和（后墙）组成。 5桥台的明挖基础是（1）米厚一层台阶的。 6为了使桥台的基础的底面重心前移，基础的后襟边多采用（较小 值），前襟边多 采用（较大值）。 7目前常用的钢筋混凝土梁的重力式桥台有（U形）（T形）、 （埋式）和（耳墙）几种。 8T形桥台的主要缺点是（其台身长度不是按照受力来设计的）。 9埋式桥台的主要特点是（可以缩小台身长度）。 10T形桥台的道碴槽长度d的计算公式为（1.25（H6）6 0.75d0） 由此可以看出d主要由（填土高度）来确定。 11在标准设计中，土的内摩擦角采用（33）这是一个带规范性质平 均值。 二、判断题 1T形桥台的台后土压力绝对是主动土压力。 （ ） 2T形桥台的台背倾角：仰斜为正；俯斜为负。（ ） 3T形桥台的台身长度是按照受力来设计的。 （ ） 三、名词解释 1填土高度：路基的坡脚至路肩的距离。 四、选择题 1下列哪一种桥台适用于较大的填土高度（ d ）。 a、矩形桥台 b、U形桥台 c、T形桥台 d、埋式桥台 五、问答题 1台前土压力为什么按照静止土压力来计算？ 答：当桥台有所位移时，台前的土体对前墙及基础的侧面作用着土 压力。此处的土压力形态则桥台的位移形式而定。如桥台前移，则为被 动土压力，如桥台后移，则视为主动土压力。在桥规中规定：在计 算滑动稳定时，台前土体的侧压力按照静止土压力计算，其计算式为： E0 = 0.5h2B(1 - ) 式中土的侧膨胀系数，一般为0.30.4,可根据土体的松实情况选用 六、绘图题 绘出桥台上的荷载示意图，标出各个力的作用方向，及各个力的名 称。 见教材。 2 绘出T形桥台的侧面图，要求标出标准尺寸、坡度等 见教材。 习题五 一.填空题 1斜拉桥与悬索桥相比较，（斜拉桥）桥的主梁抗弯、抗扭刚度 较好。 2当今世界跨越能力最大的桥型应是（悬索）桥. 3、斜拉索直接锚于主梁上称为（自锚）体系；索两端锚于地面称 （地锚）体系. 4.斜拉桥的梁体，其截面的内力有（弯矩）、（剪力）和（轴向 力）. 5.目前，斜拉桥多（公路或公铁两用）. 6.（我国）是修建混凝土斜拉桥最多的国家。 7.斜拉桥的主要组成部分为（拉索）、（主梁）和（索塔）. 8.斜拉桥拉索的纵向布置分为四种形式（辐射形）、（竖琴形）、 （扇形）和（星形）。其中（扇形）用应最多。 9.拉索布置有单平面和双平面，这是从（横）向来进行考虑的. 10.斜拉桥的拉索主要包括钢索、（锚具）和（过渡段）. 二名词解释 1自锚体系：斜拉索直接锚于主梁上。 2地锚体系：悬索桥的主览为承重索，它通过吊索吊住加劲梁， 索两端锚于地面，称为地锚体系。 3连续梁法：结构在各个施工阶段完成后，在一二期恒载作用 下，主梁内力与以拉索锚固点为主梁刚性支承的连续梁内力接近。即为 连续梁法。 三、选择题 1下列关于斜拉桥的叙述正确的是（ B ） A斜拉桥的梁体的内力与简支梁桥的内力相似。 B.斜拉桥的梁体的内力与拱的梁体内力相似。 C.斜拉桥的梁体的压力为零。 D.以上说法均不对。 2斜拉桥与悬索桥的一个显著的区别是（ C ） A.斜拉桥是地锚体系 B.悬索桥是自锚体系 C.斜拉桥是自锚体系，悬索桥为地锚体系 D.以上说法均不对。 3斜拉桥主要用于（ B ） A.铁路桥上 B.公铁两用桥上 C.行人桥上 D.以上均不对 4下列哪一种布置可以增大斜拉桥的整体刚度（ ） A.辐射形 B.竖琴形 D.扇形 D.星形 5从理论上说，下列哪一种布置方式，拉索的估算面积最小（ D ） A.辐射形 B.竖琴形 D.扇形 D.星形 6从理论上说，下列哪一种布置方式，拉索的估算