2025年桥梁结构试题及答案

2025年桥梁结构试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列桥梁结构中，以受压为主的基本承重构件是（）。A.简支梁桥的主梁B.斜拉桥的拉索C.刚架桥的立柱D.拱桥的拱圈2.根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362—202X），预应力混凝土梁桥中，预应力钢筋的张拉控制应力σcon不宜超过其标准强度的（）。A.65%B.75%C.85%D.90%3.大跨径悬索桥的主缆线形通常采用（）。A.二次抛物线B.悬链线C.圆弧线D.正弦曲线4.下列关于桥梁墩台基础类型的描述中，错误的是（）。A.扩大基础适用于地基承载力较高的浅土层B.桩基础中，摩擦桩的承载力主要由桩侧摩阻力提供C.沉井基础的施工深度受地下水位影响较小D.管柱基础常用于深水或大型桥梁5.在桥梁抗震设计中，“强柱弱梁”原则的核心目的是（）。A.提高梁的延性B.确保塑性铰优先在梁端形成C.增强柱的抗剪能力D.降低结构自振周期6.钢桥连接中，高强度螺栓摩擦型连接的承载力取决于（）。A.螺栓的抗剪强度B.被连接钢板的抗压强度C.接触面的摩擦力D.螺栓与孔壁的挤压强度7.装配式预应力混凝土简支梁桥中，横隔梁的主要作用是（）。A.提高梁体的抗弯刚度B.增强桥面的局部承压能力C.保证各片主梁的协同受力D.减少温度应力的影响8.下列关于桥梁荷载组合的描述中，正确的是（）。A.基本组合仅考虑永久荷载与可变荷载的组合B.偶然组合需考虑地震作用与其他荷载的组合C.标准组合用于正常使用极限状态验算D.频遇组合需计入所有可变荷载的频遇值9.钢管混凝土拱桥中，钢管与混凝土之间的协同工作主要依靠（）。A.钢管的环向约束效应B.混凝土的收缩应力C.界面的胶结力D.端部的机械锚固10.桥梁结构全寿命周期设计中，下列不属于“性能退化因素”的是（）。A.混凝土碳化B.车辆荷载增长C.钢筋锈蚀D.冻融循环二、简答题（每题8分，共40分）1.简述梁桥、拱桥、悬索桥在受力特点上的主要区别。2.预应力混凝土梁桥中，为什么需要设置预应力钢筋的管道压浆？压浆不密实可能导致哪些问题？3.桥梁墩台的沉降差对结构有何影响？设计中可采取哪些措施控制沉降差？4.斜拉桥的斜拉索为何需要进行索力调整？常用的索力调整方法有哪些？5.简述桥梁抗风设计中“颤振”与“涡激振动”的区别，并说明各自的防治措施。三、计算题（每题15分，共30分）1.某城市跨河简支梁桥，跨径L=25m，桥面净宽12m（双向四车道），采用C50钢筋混凝土T形梁，主梁间距2.5m，每片梁计算宽度b=1.8m，梁高h=1.6m。已知永久荷载标准值：梁体自重g=22kN/m，桥面铺装及附属设施q1=5kN/m；可变荷载采用公路-Ⅰ级，集中荷载标准值Pk=270kN，均布荷载标准值qk=10.5kN/m（按横向分布系数m=0.6计算）。（1）计算主梁跨中截面的永久荷载弯矩标准值；（2）计算主梁跨中截面的可变荷载弯矩标准值（按最不利位置布置）。2.某空腹式钢筋混凝土无铰拱桥，净跨径L0=60m，净矢高f0=12m，拱轴系数m=2.814，拱圈截面为等截面矩形，宽度b=8m，高度d=1.5m，材料容重γ=25kN/m³。（1）计算拱圈的矢跨比；（2）计算拱顶截面的恒载集度（单位：kN/m）；（3）若拱脚截面的恒载弯矩标准值为-3200kN·m（负号表示负弯矩），计算该截面的恒载应力（不考虑温度等其他因素）。四、论述题（每题15分，共30分）1.近年来，超高性能混凝土（UHPC）在桥梁工程中的应用逐渐增多。结合UHPC的材料特性（如抗压强度、抗拉强度、耐久性等），论述其在大跨径桥梁、中小跨径桥梁及桥梁维修加固中的适用性，并分析可能面临的技术挑战。2.随着“双碳”目标的推进，桥梁结构的低碳设计成为研究热点。从材料选择、结构体系优化、施工工艺改进、全寿命周期管理四个方面，论述桥梁低碳设计的关键技术路径，并举例说明其工程应用。参考答案一、单项选择题1.D2.B3.B4.C5.B6.C7.C8.C9.A10.B二、简答题1.梁桥：主要承受弯矩和剪力，以受弯为主，跨中弯矩最大；拱桥：主要承受压力，通过拱的曲线形将荷载传递至墩台，水平推力显著；悬索桥：主缆受拉，加劲梁受弯，通过主塔将荷载传递至基础，以受拉为主。2.压浆作用：保护预应力钢筋免受锈蚀；使预应力钢筋与混凝土共同工作，传递粘结应力。压浆不密实可能导致：钢筋锈蚀加速，缩短结构寿命；粘结力不足，预应力损失增大；局部应力集中，引发混凝土开裂。3.沉降差影响：导致结构附加内力（如梁桥的次弯矩、刚架桥的节点应力集中）；可能引起桥面不平顺，影响行车安全。控制措施：选择均匀地基或进行地基处理（如换填、桩基）；优化墩台基础形式（如采用群桩基础）；设置沉降缝或调整结构刚度分布。4.索力调整原因：施工误差、材料收缩徐变、荷载变化等会导致索力偏离设计值，影响结构受力和线形。调整方法：千斤顶顶推法（通过临时千斤顶调整索力）；调索器法（通过索端的可调装置微调）；应力释放法（对已张拉索进行部分放松后重新张拉）。5.颤振：空气动力负阻尼引起的发散性振动，振幅随时间增长，可能导致结构破坏；防治措施包括优化截面气动外形（如设置风嘴）、增加结构阻尼。涡激振动：周期性漩涡脱落引起的限幅振动，振幅稳定但可能引发疲劳；防治措施包括设置导流板、改变截面形状（如圆角处理）、增加质量阻尼器。三、计算题1.（1）永久荷载弯矩标准值M_g：永久荷载总集度g_total=g+q1=22+5=27kN/m跨中弯矩M_g=(g_total×L²)/8=(27×25²)/8=2109.375kN·m（2）可变荷载弯矩标准值M_q：公路-Ⅰ级荷载中，集中荷载Pk作用于跨中时最不利，均布荷载qk满布全跨。跨中弯矩由均布荷载产生的部分：M_q1=(m×qk×L²)/8=(0.6×10.5×25²)/8=492.1875kN·m由集中荷载产生的部分：M_q2=m×Pk×L/4=0.6×270×25/4=1012.5kN·m总可变荷载弯矩M_q=M_q1+M_q2=492.1875+1012.5=1504.6875kN·m2.（1）矢跨比f0/L0=12/60=1/5（2）拱顶截面恒载集度g：拱圈截面积A=b×d=8×1.5=12m²单位长度拱圈自重g1=γ×A=25×12=300kN/m空腹式拱桥需考虑腹拱及填料荷载，假设腹拱等附加恒载g2=80kN/m（具体数值需根据设计图调整），则g=g1+g2=380kN/m（3）拱脚截面恒载应力σ：截面弯矩M=-3200kN·m（负弯矩表示上缘受拉）截面抵抗矩W=(b×d²)/6=(8×1.5²)/6=3m³轴向压力N=g×L0/2（无铰拱恒载轴向力近似计算）=380×60/2=11400kN正应力σ=N/A+M/W=11400/12+(-3200)/3=9501066.67=-116.67kN/m²（上缘拉应力，下缘压应力为950+1066.67=2016.67kN/m²）四、论述题1.UHPC特性：抗压强度≥150MPa，抗拉强度≥8MPa（普通混凝土约2-3MPa），孔隙率低（耐久性是普通混凝土的5-10倍）。大跨径桥梁：适用于索塔锚固区（高局部承压需求）、斜拉索锚具（高强度减少截面尺寸）、钢-UHPC组合梁（减轻自重，增大跨径）；挑战：弹性模量与普通钢材匹配性、大体积浇筑的收缩控制。中小跨径桥梁：可替代普通混凝土梁（减薄梁高，提升跨越能力）、用于桥面铺装（减少开裂，延长寿命）；挑战：成本较高（约为普通混凝土的3-5倍）、施工工艺要求高（需蒸汽养护）。维修加固：用于裂缝修补（高粘结强度）、局部置换（与原结构协同工作）；挑战：新旧界面处理、收缩差导致的二次裂缝。2.低碳设计路径：材料选择：采用再生骨料混凝土（减少水泥用量）、低碳水泥（如固碳水泥）、竹/木复合结构（碳汇材料）；例：某项目用30%再生骨料替代天然骨料，减少CO₂排放15%。结构体系优化：推广钢-混凝土组合梁（减少混凝土用量）、采用空腹式拱桥（减轻自重）；例：某跨江大桥采用波形钢腹板组合梁，比普通混