桥梁工程考点复习计算

1、桥梁工程（ 1）第一章 混凝土简支梁桥构造和设计（1）为了保证板块共同承受车辆荷载， 装配式板桥板块之间必须采用横向连接构造。 常用的横向 连接有企口混凝土铰接和钢板焊接两种。（2）装配式 T 形简支梁概貌（识图填空） P66T 形钢构桥：将悬臂梁桥的墩柱与梁体固结后形成的带挂梁或带铰的结构 牛腿：悬臂梁桥的悬臂端与挂梁端结合部的局部构造连接构造、中间隔板、梁肋、行车道板、端横隔板、人行道板、人行道挑梁、 （路面层、混 凝土保护层、馈水层、三角垫层）（3）钢筋混凝土简支梁的 T 形截面的下翼缘一般与肋板等宽。为了满足布置预应力束筋及承受 张拉阶段压应力的要求，预应力混凝土 T 梁的下缘应扩大做

2、成马蹄形；马蹄的尺寸应满足 预施应力各个阶段的强度要求。若马蹄尺寸过小，往往在施工和使用中形成水平纵向裂缝， 特别是马蹄斜坡部分。因此马蹄面积不宜过小，一般应占截面总面积的10 20。（4）桥面板（翼缘板）横向连接有刚性接头和铰接接头两种。刚性接头既可承受弯矩， 也可承受 剪力。交接接头只承受剪力。（5）悬臂梁桥的受力特点： 属于静定体系， 内力不受基础不均匀沉降等附加变形的影响。 支 点处存在负弯矩，跨中弯矩显著减小。悬臂端易下挠，行车舒适性差。（6）悬臂梁桥和连续比较： 相同点：负弯矩的卸载使截面高度减小，跨越能力提高。 不同点：跨越能力：连续比悬臂体系大 静力图示：对温度环境、基础条件的

3、要求不同。（7）T 形钢构桥的分类：两 T 构之间带挂梁和两 T 构之间带铰。 两 T 构之间带挂梁属于静定结构，桥梁基础的不均匀沉降、混凝土收缩徐变及温度变化 等因素均不会对结构产生次内力。 与连续梁相比， 该桥型具体悬臂法施工阶段的受力状 态与运营阶段一致，无需体系转换，省掉设置大吨位支座及更换支座等优点，当挂梁与 两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度，以获得良好经济效果。 与带剪力铰的 T 形钢构桥相比，其受力和变形性能均略差一些，但其受力明确，对施工 阶段的标高控制的精度可以稍微放宽些，没有像后者为设置剪力铰进行强迫和龙的可能 及为更换剪力铰处支座的麻烦。 两 T 构

4、之间带铰属于超静定结构，两个大悬臂在端部借所谓“剪力铰”相连接，剪力铰 是一种只能传递竖向剪力而不传递水平力和弯矩的连接构造。当一个 T 形钢构桥面上作 用有竖向荷载时，相邻的 T 形钢构结构通过剪力铰而共同受力。从结构受力和牵制悬臂 端变形来看，剪力铰起到了有利的作用。（8）连续梁跨越能力大的原因： 加大支点附近梁高， 这样既对恒载引起的截面内力影响不大， 也 与桥下通航的净空要求无妨碍， 并且还能适应抵抗支点处剪力很大的要求， 这也是连续体系 梁桥比简支梁桥，甚至比悬臂梁，能跨越更大跨径的原因。（9）变截面形式的大跨径预应力混凝土连续梁桥， 立面一般采用不能跨布置。 但多于三跨的连续 梁桥

5、，除边跨外，中间各跨一般采用等跨布置， 以方便悬臂施工。 对于多于两跨的连续梁桥， 其边跨一般为中跨的 0.6 0.8 倍左右。当采用箱形截面的三跨连续梁时，边跨甚至可以减 小至中孔的 0.5 0.7 倍。有时为了满足城市桥梁或跨线桥的交通要求而需要增大中跨跨径 时，可将边跨跨径设计成仅为中跨的 0.5 倍以下， 在此情况下， 端支点上将出现较大的负弯 矩，故必须在该位置设置能抵抗拉力的支座或压重以消除负反力。（10）横隔梁的连接：钢板横向焊接连接 钢筋扣环连接（ 11）汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成， 车道荷载由均布荷载和集中荷载组成， 桥梁结构的整 体计算采用车道荷载， 桥梁结构的局部加

6、载， 涵洞，桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载，且车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加 （12）梁式桥按承重结构横截面形式分类：板桥肋梁桥 箱形梁桥按承重结构的静力体系分类：简支梁桥悬臂梁桥连续体系梁桥 按施工方法分类：整体浇铸式 预制装配式 第二章 混凝土简支梁的计算（1）桥面板受力图示有：单向板、悬臂板、铰接悬臂板、双向板。（2）杠杆原理法的适用范围： 双主梁采用杠杆原理法计算荷载横向分布是足够精确的。 对于 一般多梁式桥， 不论跨度内有无中间横隔梁， 当桥上荷载作用在靠近主梁支点附近处时。 可近似地应用于横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。 但是，这样计算的荷载横向分布系数 通常对于中间主梁

7、会偏大，而对于边梁则会偏小。（3）偏心压力法适用场合：具有可靠的横向连接；且宽跨比 B/L 0.5 的窄桥。（4）挠度：结构构件的轴线或中面由于弯曲引起垂直于轴线或中面方向的线位移。（5）预拱度：为抵消 梁、拱、桁架 等结构在 荷载 作用下产生的 挠度，而在施工或制造时所 预留的与 位移 方向相反的校正量。第三章 混凝土连续梁桥的计算（ 1） 连续梁桥的施工方法：有支架施工法逐孔施工法 悬臂施工法 顶推施工法（2）连续梁施工程序及恒载、最终恒载内力图P147（3）逐孔架设法的连续梁恒载内力图P148（4）压力线：对混凝土梁施加预应力，梁的截面上产生偏心压力，各个截面偏心压力作用 点的连线称为预

8、加应力作用下的压力线。 （简支梁的压力线与连续梁的不同）（5）吻合索：压力线的位置与预应力的重心重合时，该预应力筋称吻合索。（6）线性变换原理：预应力混凝土连续梁中，在不改变预应力钢筋两端支承处的位置和各 支撑间的基本形状（直线形、曲线形或折线形）的条件下，改变它在各中间支承处的 偏心矩，并不影响其压力线的位置。（7）在各种内外因素的综合影响下，超静定预应力混凝土梁桥结构因受到强迫的挠曲变形 或轴向伸缩变形，在多于约束处将产生约束力，从而引起结构附加内力，这部分附加 内力一般统称为结构次内力（或称二次力） 。外部因素有预加力、墩台基础沉降、温度 变形等；内部因素有混凝土材料的徐变和收缩、结构布

9、置与配筋形式等。（8）与预应力筋对应的初预矩等效荷载图（P155）第四章 梁式桥支座（ 1） 梁式桥的支座一般分为固定支座和活动支座两种形式。固定支座既要将主梁固定在墩 台的位置上，传递竖向压力；又要保证主梁发生挠曲时在支承处能够自由转动。活动 支座只能传递竖向压力，并保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。（ 2） 结构次内力：在各种内外因素的综合影响下，超静定预应力混凝土梁桥结构因受到强 迫的挠曲变形或轴向伸缩变形， 在多余约束处将产生约束力， 从而引起结构附加内力（ 1） 目前国内主要的减震防震支座和抗震支座的类型有：球形钢支座 铅芯橡胶支座 高阻尼橡胶支座（3）板式橡胶支座活动机理：

10、 它有足够的竖向刚度以承受垂直荷载， 且能将上部构造的反力可靠 地传递给墩台； 有良好的弹性以适应梁端的转动； 有较大的剪切变形以满足上部构造的水平 位移。（4）盆式橡胶支座活动机理：通过固定在桥跨结构的上支座板将上部结构竖向荷载传递给支座， 由聚四氟乙烯板与钢板之间的自由滑动提供水平位移量， 由承压橡胶块承受荷载， 并依靠其 变形保证桥跨结构在支点处的转角。 下支座板固定在桥梁墩、 台上，中支座板分别与上下支 座板形成对聚四氟乙烯板、承压橡胶块的三向受压状态，从而提高支座的承载能力。第五章 拱桥（1）拱桥的主要组成： 由上部结构和下部结构组成。 上部结构由主拱圈和拱上建筑组成， 主拱圈 是主

11、要的承重结构。 桥面系和传力构件或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。 拱桥的下部结 构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支承桥跨结构， 并将桥跨结构的荷载传至地基。 桥台还 起到与两岸路堤相连接的作用，使路桥形成一个协调的整体。（2）拱圈最高处称为拱顶，拱圈和墩台连接处称为拱脚（或起拱面） 。拱圈各横向截面（或换算 截面）的形心连线称为拱轴线。拱圈的上曲面称为拱背，下曲面称为拱腹。 起拱面与拱腹相 交的直线称为起拱线。（3）双曲拱桥主拱圏通常由拱肋，拱波，拱板和横向联系等几部分组成（4）净跨径：每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离 （ l0） 净矢高：拱顶截面下缘到起拱线连线的垂直距离 （f0） 矢跨比

12、：拱圈的净矢高与净跨径之比 （D0 f0 / l0） 计算跨径：上下部结构的相交面之中心间的水平距离（5）矢跨比（ D或 D0）：拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比， 即 D0 f0 / l0 或者 D = f / l ；一般将矢跨比大于或等于 1/5 的拱称为陡拱；矢跨比小 于 1/5 的拱称为坦拱。（6）拱桥的主要类型： 按照主拱圈所使用的建筑材料可分为：圬工拱桥、 钢筋混凝土拱桥、 钢拱桥和钢混凝土 组成拱桥等。 按照拱上建筑的形式可分为：实腹式拱桥和空腹式拱桥。 按照主拱圈线形可以分为：圆弧形拱桥、抛物线拱桥和悬链形拱桥。 按照桥面的位置可分为：上承式拱桥、中

13、承式拱桥、下承式拱桥。 按照有无水平推力可分为：有推力拱桥和无推力拱桥。 按照结构受力图式可分为：简单体系拱桥、组合体系拱桥和拱片桥。 按照拱圈截面型式可分为：板拱桥、板肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、 劲性骨架混凝土拱桥、（7）双曲拱桥的主要特点是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”组合成整体结构承重。施工时，先将拱圈划分为拱肋、拱波、拱板及横向联系四部分， 并预制拱肋、拱波及横向联系，即“化整为零” ；然后吊装钢筋混凝土拱肋成拱并与横向联 系构件组成拱形框架，在拱肋间安装拱波，随后浇筑拱板混凝土，形成主拱圈，即“集零为 整”。（8）不等跨连续拱桥的处

14、理方法： 采用不同的矢跨比采用不同的拱脚标高调整拱上建筑的恒载重量 采用不同类型的拱跨结构 做成不对称结构 具体设计时， 也可以 将以上几种措施同时采用。从美学的角度看，第四种方案最优。（9）理想的拱轴线应是在各种荷载作用下拱圈截面只受轴向压力， 不受弯矩作用， 以充分利用圬 工材料的抗压性能。 以恒载压力线作为设计拱轴线， 可以认为基本上是适宜的。 常用的拱轴 线有圆弧线：线型简单， 施工方便，拱圈各截面受力不均 悬链线： 拱圈截面只承受轴 力而不受弯矩 抛物线：恒载集度接近均匀（10）下承式拱桥的桥跨结构是由拱肋，悬吊结构和横向联结系三部分构成 中承式拱桥的行车平面位于肋拱矢高的中部（11

15、）采用中承式拱桥的情形： 在不等跨的拱桥中， 为了平衡桥墩左右受到的恒载推力 为了 减小桥梁建筑高度， 满足桥下净空的要求 改善桥梁两端引道的纵面线性， 减小引道工程 数量第六章 斜拉桥（2）斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。（3）斜拉桥的分类：按主梁所用的材料分类： 混凝土斜拉桥、 钢斜拉桥、 钢混凝土结合梁 （叠合梁） 斜拉桥、 钢混凝土混合梁斜拉桥。按索塔数量分类：独塔（或单塔）斜拉桥、双塔斜拉桥、多塔斜拉桥。（4）斜拉桥的结构体系：漂浮体系：支撑体系；塔梁固结体系；钢构体系。（5）拉索按其所组成通常分为单索面、 双索面和多索面， 双索面又可以分为双平行索面和双斜索 面。（6）

16、拉索的索面形式：辐射性、平行形（竖琴形） 、扇形、星形第七章 悬索桥（1）悬索桥由桥塔、锚碇、主缆、吊索、加劲梁及鞍座等部分组成。在吊索的悬吊下，加劲梁相 当于多个弹性支承上的连续梁，弯矩显著减小；吊索将主梁的重力传递给主缆，承受拉力； 桥塔将主缆支起，主缆承受拉力，并被两侧的锚碇锚固；桥塔承受主缆的传力， 主要受轴向 压力，主要受轴向压力，并将力传给基础。主要受力构件为桥塔、锚碇、主缆。（2）悬索桥与斜拉桥不同之处：结构受力不同，悬索桥主要依靠主缆承受荷载，斜拉桥由斜拉索与主梁共 同受荷载材料不同，悬索桥大部分用钢材，斜拉桥可以是钢梁，也可以是混凝土梁，还可以是混合梁 刚度不同， 悬索桥调整

17、其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力， 斜拉桥调整其刚度的方 法为改变结构的布置形式 施工不同， 悬索桥施工控制主要是测量与质量的控制， 斜拉桥施工控制主要是结构线形的控制 第八章 墩台的构造和设计（1） 梁桥（或拱桥）墩（台）主要由墩（台）帽、墩（台）身和基础三部分组成。（2） 轻型墩台由盖梁、墩身和基础三部分组成。（3）墩台是梁桥的承重结构，支承着桥梁上部结构的荷载，并将它传给地基基础。（4）桥墩指多跨桥梁的中间支承结构物， 它主要受上部结构的荷载、 流水压力、 风力以及可能出 现的冰荷载、船只、或漂浮物的撞击力或桥下汽车的撞击力。（5）桥台一般设在桥梁的两端， 除了支承桥跨结构外，

18、它又是衔接两岸接线路堤的构筑物、 挡土 护岸，承受台背填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。（6）柱式墩一般由位于基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成。（7）轻型桥台分为设有支撑的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台。计算题总结五、计算题 （21 分 ）一桥面净空为净 7附 20.75m人行道的钢筋混凝土 T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时 1号梁相应于汽车 20级、挂车 100和人群荷载的横 向分布系数。五、计算题 （16 分 ）计算下图所示的 T 梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力。设计荷载：公路 - 级。桥面铺装为 6cm 沥青混凝土面层（容重为 21KN/m3）和14cm 防水混

19、凝土垫层（容重为 25KN/m3）。五、计算题（共 20 分）已知钢筋混凝土五片式 T 型梁桥全长 19.96m，计算跨径 l=19.5m 。主梁采用 C40 混凝土，支座处梁肋宽带为 30cm。梁的两端采用等厚度的橡胶支座。已计算求得支座压力标准值 Rck=354.12KN ，其中结构自重引起的支座反力标准值为 162.7KN ，公路 -级引起的支座反力标准值为 183.95KN ，人群荷载pk=3.0KN/m2 的标准值为 7.47KN ；公路 -级和人群荷载作用下产生的跨中挠度 f=1.96cm，主梁的计算温差 t=36 摄氏度。试设计板式橡胶支座。五、计算题 （共1 题，共 20分）计

20、算图 1 所示 T 梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。桥面铺装为20mm厚的沥青混凝土面层（容重为 23KN/m3）和平均厚 90mm的C25混凝土面层（容重为 24KNm3）。 T梁翼板钢筋混凝土的容重为 25KNm3。图1 铰接悬臂行车道板（单位：图2 标准车辆荷载的计算图式（尺寸： m）五、计算题 （共1 题，共 20分）下图为跨径 l=12.60m 的铰接空心板桥的横截面布置图，桥面净空为净 7+20.75m 人行道。全桥跨由 9 块预应力混凝土空心板组 成，欲求 1、3和 5号板的车辆荷载和人群荷载作用下的跨中荷载横向分布系数。图 1 空心板桥横断图1）计算空心板截面的抗弯惯矩I本例

21、空心板是上F对称截面,形心轴位于高度中央,故其抗弯惯矩为（参见图lc所示半恻的几何 性质h響一 2警-徵S七x382(#+0.2122x38-1782000 3243 4x96828=1391x100/2）汁目空心板啟面的抗扭惯矩本例空心板截面可近似简化成罔lb屮虚线所示的薄壁箱形截血 灿筛心4(99 一 8尸(60 - 7)，= 93045000(99 8石+畀呼= 2.37x10!3）计算刚度参数卩= 0.0214.$1391x10打 100 )2370x10312604）计算跨中荷载横向分布彩响线从较接板荷载横向分布影响线计算用表中所属91、9-3和9-5的分表，SX = 0.02与0.

22、04 Z讪 .ndiiA.Rf-7 = 0.0214的影响线竖卜卜伽、列和.计算见袞1 （表中的数值为实际的小数 后3位数字）。较接板荷载横向分布影响线坐标表1板号/单位荷载作用位置（i号板中心）134567S910.02236194147113088070057049046“0000.043062321551040700480350260230.021424119714811208706805504704430.0214716016414111008707206205750000.041551811951591080740530400350.021414816116614211008607106005550.02088095110134148134110095088410000.040700821081511781511080820700.0214087094110135150135110094087将表中衍和的值按 定比例尺绘于各号板的轴线F方，连接成光滑曲线后