桥梁工程试题及答案

桥梁工程试卷桥梁工程试卷 1 答案答案 一、填空题（每题一、填空题（每题 1 分，共分，共 20 分） （请将答案填写在答题纸上）分） （请将答案填写在答题纸上） 1钢筋混凝土梁梁内钢筋分为两大类，有 受力钢筋 和 构造钢筋 。 2公路桥梁的作用按其随时间变化的性质，分为永久作用 、 可变作用 、 偶然作用 。 3按结构体系及其受力特点，桥梁可划分为 梁 、 拱 、 索 和 组合 体系。 4明挖扩大基础的稳定性验算包括倾覆稳定 验算和 滑动稳定 验算。 5桥梁支座按其变为的可能性分为 固定支座 和 活动支座 。 6桥跨结构在 气温变化 、 活载作用 、 混凝土收缩 、 徐变 等影响下将会 发生伸缩变形。 7钢桥所用的连接形式有 铆接 、 焊接 、 栓接 。 二、名词解释（每题二、名词解释（每题 3 分，共分，共 15 分）分） 1建筑高度：桥面（或轨底）至桥跨结构最下缘的距离。 2荷载横向分布：是指对于多主梁桥，作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配， 或者说各主梁如何共同分担车辆活载。 3冲击力：车辆活载以一定速度在桥上行使时，会使桥梁发生振动，产生竖向动力作用， 这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时为大，其作用大小为冲击力。 4偶然作用：在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的作用。 5结合梁桥：用剪力键或抗剪结合器或其他方法将混凝土桥面板与其下的钢板梁结合成整 体的梁式结构。 三、简答题（每题三、简答题（每题 5 分，共分，共 35 分）分） 1在铁路桥梁中，道碴桥面需要设置挡碴墙，顺桥向挡碴墙需设置断缝，这是为什么？ 答：在铁路桥梁中，顺桥向内外侧挡碴墙高于梁顶面，在设计时控制梁顶面压应力不超过材 料的允许压应力，因此，如果挡碴墙参与主梁共同工作，可能会使挡碴墙压应力超过材料的 允许压应力，造成挡碴墙压碎（4 分） 。所以在挡碴墙上隔一定距离设置一道断缝，使挡碴 墙不参与主梁共同工作。 （1 分） 2在装配式 T 形梁桥中，横隔梁（板）的作用是什么？ 答：铁路桥梁：两片梁架设好后，应先将横隔板连接好后才能通车，不仅在于保持横向稳定 性，更重要的是使两片梁在列车荷载作用下能共同分担荷载和防止梁受扭（2 分） 。钢轨并 不是正好位于梁肋之上，而是在梁肋内侧。这样，如果两片梁没有联成整体，那么在列车通 过时，梁便要受扭；若联成整体，则在直线线路上，由于线路中线与已联成整体的桥梁中心 线重合（或基本重合） ，则梁就不会受扭或仅稍稍受扭（1 分） 。对于在曲线上的桥梁，由于 存在离心力并且列车也不是均匀分配在两片梁上，因此就更有设置横隔板的必要（1 分） 。 公路桥梁：横隔梁在装配式 T 形梁桥中起着保证各根主梁相互联成整体的作用。它的刚度 越大，桥梁的整体性越好，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。 （1 分） 3公路车道荷载为什么需要进行纵向折减？ 答：因为在制订车道荷载标准时，采用了自然堵塞的车间间距，在确定荷载大小时，采用了 重车居多的调查资料（2 分） 。但对大跨径桥梁，随着跨径的增加，实际通行车辆出现上述 情况就会逐步缓解，因此，需对汽车荷载按跨度进行折减（3 分） 。 4设置桥梁纵坡的原因和目的是什么？ 答：一方面有利于排水（3 分） ，另一方面，则是桥梁立面布置所必需（2 分） 。 5为什么斜桥的斜交角不宜过大？ 答：斜桥的斜交角过大将使得：1）桥梁的跨度增大，提高造价； （2 分）2）结构受力不合 理； （2 分）3）增加构造难度。 （1 分） 6分别阐述板式橡胶支座和盆式橡胶支座的工作原理 答：板式橡胶支座的活动机理是：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角（1.5 分） ，利用橡胶 的剪切变形实现水平位移（1.5 分） 。 盆式橡胶支座的工作原理是： 利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质 （适度不均匀压 缩）来实现转动（1 分） ；依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。 （1 分） 7试给出铁路桥墩几种可能的荷载组合，并给出相应的活载布置图式。 答：1）按在桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合。(2 分) 2）按桥墩各截面在顺桥向可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。 （2 分） 3）按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合。 （1 分） 四、计算题（共四、计算题（共 30 分）分） 1如图所示的简支梁桥，内外梁截面相同，试计算在车辆荷载作用下 2#梁 A 端的剪力，不 考虑简支梁 B 端荷载横向分布系数的变化影响。要求：梁端部荷载横向分布系数按杠杆原 理法计算；梁跨中荷载横向分布系数按刚性横梁法计算。 10501600160016001050 750750 1234 图 主梁横断 24 m m 4 1 0 c m分布图 Q 剪力影响线 A 桥上车辆荷载 1.471.43 140kN 140kN 120kN 120kN 30kN A B 面布置图（单位：mm） 图 主梁横隔板布置图（单位：m） 0.51.81.31.8 图 车辆荷载的横向布置（单位：m） （1 1）梁端部荷载横向分布系数）梁端部荷载横向分布系数 10501600160016001050 750750 1234 P/2P/2 5 . 0 0 m（5 分） （2 2）跨中截面荷载横向分布系数）跨中截面荷载横向分布系数 10501600160016001050 750750 1234 P/2P/2 5001800 0.3 0.2 30. 005. 025. 0 4 . 228 . 02 8 . 0 4 1 22 2 22 R（2 分） 20. 005. 025. 0 4 . 228 . 02 8 . 0 4 1 22 2 23 R（2 分） 0.4453) 4 . 228 . 02 4 . 0 25. 0( 2 1 ) 4 . 228 . 02 2 . 2 25. 0( 2 1 22 2 22 2 c m（6 分） （3 3）A A 端剪力端剪力 205.9766kN 6.234231.616334.733463.392770 24 34 . 174 . 124 4453. 030 24 4 . 174 . 124 4453. 0120 24 74 . 124 4453. 0120 24 4 . 124 )4 . 1 4 4453. 05 . 0 5 . 0(14015 . 0140 A Q （10 分） 2计算如图所示矩形截面重力式桥墩，某墩身截面在单向偏心压力作用下的最大压应 力（若出现拉应力，需进行应力重分布计算，不考虑偏心增大系数的影响） 。 图 2 （尺寸单位：cm） 解：在偏心荷载作用下墩身截面的最大和最小应力分别为 MPa W M A N 083. 1 45 . 1 6 1 0 . 1102600 5 . 14 102600 2 33 max （1 分） MPa W M A N 217. 0 45 . 1 6 1 0 . 1102600 5 . 14 102600 2 33 min （1 分） 故需进行截面的应力重分布计算 667. 2 4 0 . 1 2 1 1 3 2 ) 2 1 1 ( 3 2 d e （2 分） MPa A N 156. 1 5 . 14 102600 667. 2 3 max （1 分） 所以，图示偏心荷载作用下墩身最大应力为 1.156MPa。 公路-级 1234 11 () 22 cqqqqqq m =0.538 2五梁式钢筋混凝土简支梁，计算跨径为 19.5m。按“G-M 法”计算边梁的跨中荷载横向 分布系数为：车道荷载： 0.504 cq m ，按“杠杆法”计算边梁的支点荷载横向分布系数为： 0.438 cq m 。(1 )1.303 ， 1 。试计算边梁在公路-II 级车道荷载的跨中弯矩和剪 力。 l=19.5m PK =178.5KN qK =7.875KN/m l/4=4.875m 1 2 (1)() 1.303 1 (0.538 178.5 4.8750.538 7.875