公路水运工程试验检测人员应试题及答案桥梁隧道工程

公路水运工程试验检测人员应试题及答案桥梁隧道工程一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某简支梁桥跨径30m，设计荷载等级为公路-Ⅰ级，采用C50混凝土预制梁。进行静载试验时，控制截面的最大试验荷载效率系数应不低于（）。A.0.85B.0.90C.0.95D.1.00答案：A。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011），静载试验荷载效率系数一般应控制在0.85～1.05之间，特殊情况下不应低于0.80。2.隧道初期支护喷射混凝土厚度检测中，当采用钻孔法时，每10延米至少应检查（）个点。A.2B.3C.5D.8答案：C。《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660-2020）规定，初期支护喷射混凝土厚度检查频率为每10延米至少5个点，每个断面拱顶、拱腰、边墙各不少于1点。3.桥梁基桩低应变反射波法检测中，若桩身存在明显缩径缺陷，其速度时程曲线会表现为（）。A.首波反向，后续出现同向反射B.首波同向，后续出现反向反射C.首波同向，后续出现同向反射D.首波反向，后续出现反向反射答案：B。缩径缺陷会导致波阻抗增大，反射波与入射波同向（正向反射）；若缺陷位于桩身中下部，缺陷处反射波与桩底反射波之间会出现反向（负向）反射，具体表现为“正向-负向”的波形特征。4.隧道二次衬砌混凝土抗渗性能试验中，标准试件尺寸为（）。A.150mm×150mm×150mm立方体B.φ175mm×φ185mm×150mm圆台体C.100mm×100mm×515mm棱柱体D.φ100mm×50mm圆柱体答案：B。抗渗试件采用上口直径175mm、下口直径185mm、高度150mm的圆台体，每组6个试件，按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T50082-2009）执行。5.桥梁斜拉索索力检测时，采用振动频率法的关键参数是（）。A.索的长度、线密度、张力B.索的弹性模量、截面积、振动频率C.索的固有频率、阻尼比、温度D.索的振动频率、长度、单位质量答案：D。振动频率法通过测量索的横向振动频率，结合索的长度和单位质量（线密度），利用公式\(T=4L^2mf_n^2/n^2\)（T为索力，L为索长，m为单位质量，f_n为第n阶频率）计算索力，因此关键参数是频率、长度和单位质量。二、判断题（每题1分，共10分）1.桥梁静载试验中，若试验荷载作用下控制截面的应力校验系数大于1.0，说明结构实际承载力低于设计值。（）答案：√。应力校验系数η=试验应力/理论计算应力，η＞1.0表明实际应力超过理论值，结构可能存在刚度不足或材料强度退化，承载力可能不满足要求。2.隧道围岩收敛量测应在初期支护完成后24小时内开始，测点应埋入围岩深度不小于0.5m。（）答案：×。围岩收敛量测应在开挖后12小时内开始，最迟不超过24小时；测点应埋入围岩深度不小于0.3m，确保与围岩紧密接触。3.桥梁混凝土回弹法检测时，若测区碳化深度平均值大于2.0mm，需对回弹值进行修正。（）答案：×。回弹法修正仅针对非水平方向检测或测试面为非浇筑侧面的情况，碳化深度影响的是混凝土强度换算值的修正，而非回弹值本身。4.隧道超前地质预报中，TSP（隧道地震波法）适用于长距离预报，预报距离一般为100～200m。（）答案：√。TSP利用地震波反射原理，可对掌子面前方100～200m范围内的地质构造、溶洞、破碎带等进行预报，是长距离超前预报的主要方法。5.桥梁支座抗压弹性模量试验中，需对试件进行3次预压，每次预压至设计承载力的1.0倍。（）答案：×。支座抗压弹性模量试验预压应进行3次，每次预压至设计承载力的1.0倍，但第三次预压需持荷5min后卸载至0.1倍设计承载力，再进行正式加载。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述桥梁静载试验中测点布置的基本原则。答案：（1）关键截面优先：选择控制截面（如跨中、L/4、支点等），覆盖弯矩、剪力、扭矩等主要内力。（2）对称布置：对对称结构（如简支梁、连续梁），测点应沿桥轴线对称设置，便于对比分析。（3）多参数协同：同时布置应力（应变）、挠度、裂缝宽度等测点，综合反映结构响应。（4）避开干扰：测点应远离加载位置、支座等应力集中区域，避免局部效应影响数据准确性。（5）冗余设计：重要截面设置备用测点，防止单个测点失效导致数据缺失。2.隧道衬砌背后空洞的检测方法有哪些？简述地质雷达法的检测原理及判定依据。答案：检测方法包括：地质雷达法、钻孔取芯法、超声波法。地质雷达法原理：利用高频电磁波（100MHz～1GHz）向衬砌发射，电磁波在衬砌与背后介质（空气、水、围岩）的界面处产生反射，通过接收反射波的时程、振幅、相位等信息，判断空洞位置及大小。判定依据：（1）反射波同相轴不连续，出现强反射信号（空气与混凝土介电常数差异大，反射系数高）；（2）反射波能量衰减缓慢，空洞区域电磁波传播时间异常（空气介电常数约为1，混凝土约为6～10，空洞内传播速度更快）；（3）结合衬砌设计厚度，计算反射波双程走时\(t=2h\sqrt{\varepsilon_r}/c\)（h为衬砌厚度，ε_r为相对介电常数，c为光速），若实测走时小于理论值，可能存在空洞。3.桥梁混凝土强度检测中，回弹-钻芯法修正的具体步骤是什么？答案：（1）回弹法测区选择：按规范布置10个测区，每个测区16个回弹点，记录回弹值、碳化深度。（2）钻芯取样：在回弹测区内钻取芯样（直径≥100mm，高径比1:1），数量≥6个，芯样加工后进行抗压强度试验。（3）建立修正关系：计算测区回弹换算强度\(f_{cu,e}\)和芯样抗压强度\(f_{cor}\)，采用线性回归得到修正系数\(\delta=f_{cor}/f_{cu,e}\)。（4）修正结果：将所有回弹测区的换算强度乘以修正系数，得到混凝土强度推定值。4.隧道初期支护钢拱架安装质量检测的主要内容及方法。答案：检测内容：（1）间距：设计要求一般为0.5～1.2m，需检测实际安装间距是否符合设计。（2）垂直度：拱架应垂直于隧道轴线，倾斜角度不超过2°。（3）连接质量：螺栓连接是否牢固，焊接长度（单面焊≥10d，双面焊≥5d）、焊缝饱满度。（4）保护层厚度：喷射混凝土覆盖钢拱架的厚度，不应小于40mm（防止锈蚀）。检测方法：（1）间距：用钢卷尺沿隧道轴线量测相邻拱架的间距，每10延米检查5处。（2）垂直度：使用全站仪或激光定位仪，测量拱架与隧道轴线的夹角。（3）连接质量：观察法检查螺栓紧固情况，焊缝用焊缝量规测量长度和厚度。（4）保护层厚度：凿除部分喷射混凝土（或采用地质雷达），量测钢拱架表面至喷射混凝土表面的距离。5.桥梁动载试验中，如何通过加速度时程曲线分析结构自振频率？答案：（1）数据采集：在跨中、L/4等位置布置加速度传感器，采样频率≥10倍预估自振频率（一般≥100Hz），采集车辆通过或自由振动（如跳车试验）的加速度信号。（2）信号预处理：去除趋势项（直流分量）和噪声（低通滤波），得到纯振动信号。（3）傅里叶变换：将时域信号转换为频域信号，计算功率谱密度（PSD）。（4）识别主频率：功率谱峰值对应的频率即为结构自振频率，一阶频率（基频）为主要控制频率。（5）验证：对比理论计算频率（如有限元模型），误差应≤10%，否则需检查测点布置或信号质量。四、案例分析题（共30分）某高速公路双向四车道隧道，设计为分离式隧道，左线长1200m，围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主，采用复合式衬砌（初期支护+二次衬砌）。施工过程中，监理单位对K10+200～K10+300段二次衬砌进行质量检测，检测方法采用地质雷达法，测线布置为拱顶、左右拱腰、左右边墙共5条测线，测线间距2m。检测时，雷达天线频率为900MHz，采样点距0.05m，介电常数取8.5（混凝土）。部分检测数据如下：|测线位置|反射波双程走时（μs）|设计衬砌厚度（cm）||----------|----------------------|--------------------||拱顶|2.8|45||左拱腰|3.2|40||右拱腰|3.0|40||左边墙|3.5|35||右边墙|3.3|35|问题：1.计算各测线位置的实际衬砌厚度，并判断是否满足设计要求（混凝土介电常数ε_r=8.5，光速c=3×10^8m/s）。2.若拱顶测线在K10+220～K10+225m段出现强反射信号，同相轴不连续，可能存在什么质量问题？应如何处理？答案：1.实际衬砌厚度计算：衬砌厚度计算公式：\(h=\frac{c\cdott}{2\cdot\sqrt{\varepsilon_r}}\)，其中c=3×10^8m/s=3×10^5mm/μs，t为双程走时（μs）。-拱顶：\(h=(3×10^5×2.8)/(2×\sqrt{8.5})≈(8.4×10^5)/(2×2.915)≈8.4×10^5/5.83≈144000mm=144mm=14.4cm\)（设计45cm，不满足）-左拱腰：\(h=(3×10^5×3.2)/(2×2.915)≈9.6×10^5/5.83≈164665mm=16.5cm\)（设计40cm，不满足）-右拱腰：\(h=(3×10^5×3.0)/5.83≈9×10^5/5.83≈154374mm=15.4cm\)（设计40cm，不满足）-左边墙：\(h=(3×10^5×3.5)/5.83≈1.05×10^6/5.83≈179760mm=18.0cm\)（设计35cm，不满足）-右边墙：\(h=(3×10^5×3.3)/5.83≈9.9×10^5/5.83≈170000mm=17.0cm\)（设计35cm，不满足）结论：所有测线实际衬砌厚度均远小于设计值，质量不达标。2.拱顶K10+220～K10+225m段强反射、同相轴不连续的可能问题及处理：（1）可能问题：衬砌背后空洞（空气填充）或脱空（混凝土与围岩未密贴）。由于空气介电常数（约1）与混凝土（8.5）差异大，反射系数高，导致强反射信号；空洞区