2023年《桥梁工程I》试题答案

I》试题答案一．单项选择题〔220分〕1．C 2．C 3．C 4．D 5．A 6．C 7．D 8．C 9．A 10．D二．简答题〔560分〕1．依据受力体系分类，桥梁可以分为哪些根本桥型？答：依据受力体系分类，桥梁可以分为：梁式桥、拱式桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥。2桥梁工程上使用的伸缩缝有哪几种形式？答：作用和要求：能够适应桥梁温度变化、活载作用、混凝土收缩徐变等因素所引起的变形。能担当各种车辆荷载的作用。保证桥面平坦，行驶性良好。施工安装便利，且与桥梁构造联为整体。养护、修理与更换便利。具有能够安全排水和防水的构造。伸缩缝形式〔1〕U形锌铁皮伸缩装置；跨搭钢板式伸缩装置；橡胶伸缩装置。依据伸缩体构造不同，桥梁橡胶伸缩装置可分为纯橡胶式、板式、组合式和模数式。无缝式伸缩缝〔桥面连续〕3〔以三跨为例说明〕答：不等跨缘由：中跨和边跨最大正弯矩接近相等。变截面缘由：当连续梁的主跨跨径接近或大于70m时，假设主梁仍承受等截面布置，在恒载和活载作用下，主梁支点截面的负弯矩将比跨中截面的正弯矩大得多，从受力上讲就显得不太合理且不经济，这时，承受变截面连续梁桥更符合受力要求，高度变化根本上与内力变化相适应。当加大靠近支点四周的梁高(即加大了截面惯矩)做成变截面梁时，能降低跨中的设计弯矩。加大支点四周梁高是合理的，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甚阻碍，又能适应抵抗支点处剪力很大的要求。连续梁承受变截面构造不仅外形美观，还可节约材料并增大桥下净空高度。4、在活载内力计算中，是如何把一个空间问题转变为平面问题的？SP(x,y)Py(x)P(x)2 1 1PP2

)，

y表示单位荷载沿桥面横向(y轴方向)作用在不同位置时，某梁2响线。

为纵向内力影1假设依据最不利位置布载，就可求得其所受的最大荷载户P mP。P为轮轴重，max则m就称为荷载横向分布系数，它表示某根主梁所担当的最大荷载是各个轴重的倍数〔通1〕。这样，就把一个空间问题转化成了二个平面问题。5、斜腿刚架桥构造有何特点及其适用范围？答：由一对斜置的撑杆〔斜交一般在40°~50°)与梁体固结后来担当车辆荷载的桥梁称为斜腿刚架桥。〔为解决门式刚架桥中基铰处的水平力较大的问题〕主跨相当于折线形拱式桥，压力线接近于拱桥受力状态，斜腿为受压为主，比门式刚架桥的立墙或立柱受力更为合理，因此其跨越力量较大；斜腿相对地缩短了主跨跨度，梁内弯矩比同跨径的门式刚架小；该桥两端具有较长的伸壁长度，通过调整边跨与中跨的跨长比，可以使两端不会向上翘，改善行车条件，而且边跨对主跨跨中弯矩还有卸载作用，有利于减小主梁高度；在施工和维护保养相对简洁些，但斜腿施工时相比照较简单。斜腿刚架桥也存在有某些与门式刚架桥相类似的缺点：地基上。这样的单隔板或呈三角形的隔板将使此处梁截面产生较大的负弯矩峰值，使得通过此截面的预应力钢筋格外密集，在构造布置上比较简单。预加力、徐变、收缩、温度变化以及根底变位等因素都会使斜腿刚架桥产生次内力，受力分析上也相对较简单。因此，为了削减超静定次数，同时使斜腿基脚处的地基应力均匀些，一般将斜脚基脚处设计成铰支座。与地面呈40°—50°夹角的斜腿，造成施工上有肯定的难度。适用范围：常常建筑在跨越深谷地带或用在跨越其他线路〔大路或铁路〕的立交桥上。6、布置多跨梁桥的固定支座和活动支座时一般要考虑哪些原则？答：〔1〕影响车辆的行驶，当纵坡大于1％或横坡大于2％时，应使支座保持水平，通常在设置支座的梁底面，增设局部的楔形构造。对于多跨简支梁桥：固定支座设在桥台上；每个桥墩上设置一组活动与一组固定，以使全部墩台承受均匀的纵向水平力；对于高桥墩，可布置两个活动支座，以减小水平力。对连续梁：一般在一联中的一个墩或台设固定支座〔宜布置在靠近温度中心的位置，以使梁的温度变形分散在梁的两端〕，其他墩台均设置活动支座。梁体下有两个支座时，一般一个单向支座、一个双向支座，沿固定支座的一侧为单向支座，另一侧全为双向支座；对于悬臂梁桥：锚固孔一侧设固定支座，另一侧设活动支座；挂孔承受与简支梁桥布置形式全都，有时两端均设置固定支座。7、阐述斜板桥的工作特性？答：斜板的受力性能可以用一个三跨连续梁相比较，具体归纳为如下几点：BCA、D处的最小，甚至可能消灭负反力，使锐角向上翘。斜板的两侧，其主弯矩方向接近平行自由边；并且，弯矩值沿板宽分布也是不均匀的，对于均布荷载，中部弯矩值大于两侧，对于集中荷载，则以荷载点处的最大。钝角负弯矩：如同连续粱的中支点截面一样，在钝角B、C处产生负弯矩，有时它确实定值比跨中主弯矩还要大，其负主弯矩的方向接近与钝角的二等分线相正交。横向弯矩：斜板的最大纵向弯矩比同等跨径的直桥要小，但横向弯矩却比同等跨径的直桥要大得多，并且沿自由边的横向弯矩还消灭反号，靠近锐角处为正，靠钝角处为负。扭矩：A、D点有起翘的趋势，假设固定A、D两点，那么将使斜板在两个方向产生扭矩，这也是斜板的一个重要特点，但它的分布格外简单。8阶段主梁自重内力计算图。从墩向两边对称逐段悬出时的主梁自重内力示意图此时时需在墩上设临时锚固以保证平衡悬臂施工的安全边孔合龙梁段架设，此时边跨合拢段的自重和挂篮的反向作用力撤除临时锚固，需对主梁施加一对方向相反的力，此力将在单悬臂构造体系上引起内力当中孔梁段合龙时，现浇结合段的自重和挂篮的自重由吊杆传至悬臂端部砼凝固后，吊杆撤除，需对连续主梁施加一对方向相反的力R0，而梁段自重则作用于连续梁上9、钢管混凝土拱桥具有哪些特点？答：钢管混凝土拱桥一方面借助内填混凝土增加钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和抗变形力量。钢管混凝土拱桥具有以下优点：总体性能方面：由于钢管混凝土承载力量大，正常使用状态是以应力掌握设计，外表不存在混凝土裂缝问题，因而可以使主拱圈截面及其宽度相对的减小，这样便可以减小桥面上由承重构造所占的宽度，提高了中、下承式拱的桥面宽度的使用效率。施工方面：钢管本身相当于混凝土的外模板，它具有强度高，质量轻，易于吊装或转体的特点，可以先将空管拱肋合龙，再压注管内混凝土，从而大大降低了大跨径拱桥施工的难度，省去了支模、拆模等工序，并可适应先进的泵送混凝土工艺。钢管混凝土材料也有它自身的缺点。对于管壁外露的钢管混凝土，在阳光照耀下，钢管膨胀，简洁造成钢管与内填混凝土之间消灭脱空现象；有的作用。10、画出系杆拱桥简图，指明系杆位置所在，并简述其作用。系杆的含义就是一个将两拱脚相互联系在一起的水平构件，系杆的作用是承受拱的推力，因而系杆拱桥是无推力拱式体系，墩台不承受水平推力。11、斜拉桥常设关心墩和边引跨，为什么？活载往往在边跨梁端四周区域产生很大的正弯矩，并导致梁体转动，伸缩缝易受损，在此状况下，可以通过加长边梁以形成引跨或设置关心墩的方法予以解决。设关心墩可以减小拉索应力变幅，提高主跨刚度，又能缓和端支点负反力，是大跨度斜拉桥中常用的方法。12、桥梁墩台的作用是什么？承受哪些荷载？设计原则如何？答：桥梁墩台的作用：承受上部构造传来的荷载，并将荷载及本身自重传给地基。承受荷载：上部构造外力：竖向力、水平力、弯矩；施工临时荷载。其它外力：流水压力、风力、土压力、地震力、冰压力、船只、排筏或漂移物的撞击力等。设计原则：满足交通要求、安全耐久、造价低、修理养护少、施工便利、因地制宜、工期短、与四周环境协调和造型美观。三．计算题〔20分〕1、解：〔1〕用杠杆法计算支点横向分布系数：21。1m0q

2〔1＋0〕＝0.5〔1分〕m0r

0〔1分〕〔2〕l/B＝29.16／8＝3.645＞2。因此可以用偏心压力法计算mc

。〔1分〕 i

1 aa21

2 a2aaa1 25

25 n a2i2＃梁的横向分布影响线和荷载布置如图2〔2分〕对汽车：m ＝2×0.234＝0.468；〔1分〕cqmcr

分〕图1 横向向系数计算图〔2分〕大路I级荷载计算q 10.5kN/mkP的计算：l=29.16mk29.165 x

x96.64kN505 360180P18096.64276.64kN

〔1分〕kPk

1.2276.64331.97kN〔1分〕〔4〕2＃梁跨中最大弯矩计算：跨中弯矩的影响线和横向分布系数沿纵向的布置如图2所示。图2 跨中弯矩计算图〔1分〕Ml/2q

(1)(mqc k

MPy)ik i1.251(0.46810.5129.1629.160.468276.6429.16〔1分〕2 4 4

1 29.16Ml/2r

mqcr

0.4663.0 29.16 148.59kNm〔1分〕2 4〔5〕2＃梁支点最大剪力：支点剪力的影响线和和横向分布系数沿纵向的布置如图3所示。图3 支点剪力计算图〔1分〕Q (1)q[ma(mm)y]0qk k c 2 c 01.25110.5[0.468129.161129.16(0.4680.5)