橋梁工程第二次作業(yè)

1、橋梁工程第二次作業(yè)第五章5.1 實(shí)腹式拱橋的主要組成部分有哪些？哪些屬于上部結(jié)構(gòu)?哪些屬于下部結(jié)構(gòu)？答：實(shí)腹式拱橋的主要組成部分有：主拱圈、 拱頂、 拱腳、拱軸線、 拱腹、拱背、欄桿、 人行道塊石、變形縫、側(cè)墻、防水層、填料、路面、橋臺、橋臺基礎(chǔ)、盲溝。 屬于上部結(jié)構(gòu)的有：拱背、欄桿、人行道塊石、變形縫、側(cè)墻、防水層、填料、路面。 屬于下部結(jié)構(gòu)的有：橋臺、橋臺基礎(chǔ)、盲溝。5.3 石板拱應(yīng)滿足的基本要求有哪些？答：拱石受壓面的砌縫應(yīng)與拱軸線相垂直。這種輻向砌縫一般可做成通縫，不必錯縫。當(dāng)拱圈厚度不大時(shí)，可采用單層拱石砌筑，并應(yīng)縱橫錯縫，其錯縫間距10cm。灰縫的寬度宜w 2cm=拱圈與墩臺及空腹

2、式的腹拱墩連接處，應(yīng)采用特制的五角石，以改善連接 處的受力狀況。 五角石不得帶有銳角， 以免施工時(shí)易破壞和被壓碎。 當(dāng)用塊石砌筑拱圈時(shí)， 應(yīng)選擇較大的平整面與拱軸線垂直， 砌縫必須交錯，塊石的大頭在上， 小頭在下。 石塊間的 砌縫必須相互交錯， 較大的縫隙應(yīng)用小石塊嵌緊。 同時(shí)還要求砌縫用砂漿或小石子混凝土灌 滿。5.6 簡述布置伸縮縫、變形縫、防水層的位置及做法。答：通常是在相對變形較大的位置設(shè)置伸縮縫，而在相對變形較小處設(shè)置變形縫。人行道、 欄桿、緣石和混凝土橋面，在腹鉸拱的上方或側(cè)墻有變形縫處，均應(yīng)設(shè)置貫通全橋?qū)挾鹊纳炜s縫或變形縫。對于實(shí)腹式拱橋，防水層應(yīng)沿拱背護(hù)拱、側(cè)墻鋪設(shè)。對空腹式拱

3、橋， 防水層沿拱圈跨中的拱背和腹拱上方位置設(shè)置。 防水層在全橋范圍內(nèi)不宜斷開， 當(dāng)通過伸縮 縫或變形縫處應(yīng)妥善處理，使其既能防水又可以適應(yīng)變形。6.1 、拱橋的總體布置有哪些主要內(nèi)容？答：拱橋的總體布置包括確定拱橋的設(shè)計(jì)標(biāo)高和矢跨比、不等跨連續(xù)拱橋的處理方法。6.2 確定拱橋的標(biāo)高要考慮哪些因素？答：拱橋橋面的標(biāo)高， 即指橋面與緣石相接處的高程， 一方面由兩岸線路的縱斷面設(shè)計(jì) 來控制；另一方面還要保證橋下凈空泄洪或通航的要求。根據(jù)跨徑大小、荷載等級、主材料規(guī)格等條件估算出拱圈的厚度， 拱背的標(biāo)高減去拱圈厚度即可得到拱頂?shù)酌鏄?biāo)高。 起拱線標(biāo) 高受到通航凈空、排洪、 流水等條件的限制。 基礎(chǔ)底面的

4、標(biāo)高主要根據(jù)沖刷深度、 地質(zhì)情況 即地基承載力等因素確定。6.3 矢跨比的影響因素有哪些？答：拱圈內(nèi)力的大?。?拱橋的構(gòu)造形式和施工方法；拱橋的外形是否美觀，與周圍景物能否協(xié)調(diào)。6.4 不等跨連續(xù)拱橋有哪些處理方法？答：不等跨拱橋， 由于不等跨拱橋由于相鄰孔的恒載推力不相等。 使橋梁和基礎(chǔ)承受了 不平衡 推力，在采用柔性墩的多孔連續(xù)拱橋中，還需要考慮恒載不平衡推力產(chǎn)生的連拱作 用，使計(jì)算和構(gòu)造較為復(fù)雜。為了減小不平衡推力，改善橋墩、基礎(chǔ)的受力狀況?？刹捎茫翰捎貌煌氖缚绫?；采用不同的拱腳標(biāo)：調(diào)整拱上建筑的恒載重量。6.5 常用拱軸線的類型及選擇拱軸線的基本要求有哪些？答：拱軸線的類型有：圓弧形

5、、拋物線和懸鏈線三種。在選擇拱軸線時(shí)應(yīng)滿足以下要求：要求盡量減小拱圈截面的彎矩， 使主拱圈各主要截面的應(yīng)力相差不大、 且最大限度減小 截面拉應(yīng)力，最好是不出現(xiàn)拉應(yīng)力。對于無支架施工的拱橋， 應(yīng)滿足各施工階段的要求， 并盡可能少用或不用臨時(shí)性施工措施；計(jì)算方法簡便，易為生產(chǎn)人員掌握;線型美觀，便于施工。第七章7.3 什么是“五點(diǎn)重合法”？空腹式無鉸拱為何能采用懸鏈線作為拱軸線？ 答：“五點(diǎn)重合法”是要求在五個點(diǎn)（拱頂、兩個 4/1 點(diǎn)和兩個拱腳）上，拱軸線與三 鉸拱拱軸線重合。由于拱軸線與恒載壓力線之間的偏差， 在拱頂和拱腳處都產(chǎn)生了偏離彎矩。 拱頂?shù)钠x 彎矩為負(fù)值， 而拱腳的偏離彎矩為正值。

6、 這一情況正好與該兩截面的控制彎矩符號相反， 有 利于降低控制截面的應(yīng)力，改善拱頂、拱腳截面的受力性能。7.6 什么是調(diào)整應(yīng)力的假載法、臨時(shí)鉸法和改變拱軸線法？ 答：假載法是：在拱腳和拱頂兩個控制截面中，如一個控制截面的彎矩較大，而另一個 控制截面的彎矩較小，我們就可以調(diào)整拱軸系數(shù) m 來改變拱軸線，使拱頂和拱腳兩控制截 面的彎矩值接近，從而改善拱截面的受力狀態(tài)的方法。臨時(shí)鉸法為：拱圈施工時(shí)，在拱頂和拱腳截面處設(shè)置鉛墊板做成臨時(shí)鉸，拆除拱架后， 拱圈成為靜定的三鉸拱。 待拱上建筑砌筑完畢后， 再用高標(biāo)號水泥漿將鉸封死， 最后形成無 鉸拱。改變拱軸線法： 將千斤頂平放在拱頂預(yù)留的空洞內(nèi)。 利用千

7、斤頂對兩個半拱緩緩施加推 力，使兩半拱既分開又抬升。千斤頂施加推力時(shí)，可以抵消（或部分抵消）拱圈恒載的彈性 壓縮內(nèi)力、 拱圈材料收縮內(nèi)力， 而拱被抬升則使拱架易于卸除， 同時(shí)拱橋基礎(chǔ)立即產(chǎn)生的變 形影響亦可消除;調(diào)整千斤頂施力點(diǎn)的位置和加力的大小，即可達(dá)到調(diào)整主拱應(yīng)力的目的。第八章8.1 簡支體系、懸臂體系、連續(xù)體系的結(jié)構(gòu)特性有何不同？答：從恒載彎矩圖來分析， 當(dāng)跨徑和恒載集度相同的情況下， 簡支梁的跨中彎矩值最大。懸臂體系與連續(xù)體系則由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在，使跨中正彎矩值顯著減小。從靜力圖式來說，簡支梁和懸臂梁都屬于靜定體系，而連續(xù)梁是超靜定體系。從運(yùn)營條件來說， 簡支體系在梁銜接處、 懸臂體

8、系在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線， 都 會發(fā)生不利于行車的折點(diǎn);而連續(xù)體系則無此缺陷。8.3 在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋、鋼筋混凝土連續(xù)梁 橋有何異同點(diǎn)？答：僅就超靜定結(jié)構(gòu)而言，的特點(diǎn)。 僅就預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)而言，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋具有相同預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性， 使結(jié)構(gòu) 輕型化而具有更大的跨越能力， 同時(shí)能有效地避免混凝土開裂 （尤其是負(fù)彎矩區(qū)的橋面板開 裂）。僅就此特性而言，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋 （乃至其他預(yù)應(yīng)力 結(jié)構(gòu)）幾乎沒有區(qū)別。然而，在預(yù)加應(yīng)力的作用下，超靜定的連續(xù)梁將產(chǎn)生“次內(nèi)力”，這 是預(yù)

9、應(yīng)力混凝土連續(xù)梁與普通鋼筋混凝土連續(xù)梁不同的重要力學(xué)特點(diǎn)。8.8 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工法時(shí)， 為什么要特別重視合攏段的設(shè)計(jì)與施工？為 此應(yīng)采取哪些相應(yīng)的措施？答：因?yàn)楹蠑n段混凝土從澆筑到張拉預(yù)應(yīng)力筋，需要經(jīng)過一定的時(shí)間; 在此期間內(nèi)，由 于晝夜溫差、 新澆混凝土的早期收縮、 已成梁段混凝土產(chǎn)生變形和內(nèi)力; 這對新澆筑的合攏 段混凝土的質(zhì)量有直接影響。 如合攏段設(shè)計(jì)部合理或施工措施不力， 勢必引起合攏段混凝土 的開裂，其后果非常嚴(yán)重。采取的措施： 在滿足施工需要的前提下， 盡量縮短合理段長度， 以減小現(xiàn)澆混凝土數(shù)量；鎖定支撐：在合攏段采用設(shè)置臨時(shí)勁性支撐和臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束，以“鎖定”左右

10、“T結(jié)構(gòu)”，使合攏段兩端形成能承受一定彎矩、剪力和軸力的剛節(jié)點(diǎn)，保證合攏前后結(jié)構(gòu)變形協(xié) 調(diào)；防止在合攏尚未完成前由溫度等因素產(chǎn)生的變形；合攏順序應(yīng)與設(shè)計(jì)一致，使得體系轉(zhuǎn)換的二次應(yīng)力與設(shè)計(jì)符合；為了避免新澆混凝土早期受到較大的拉力（降溫收縮引起的），通常在當(dāng)天氣溫最低的時(shí)刻澆筑合攏段混凝土；還應(yīng)在混凝土配合比、預(yù)應(yīng)力筋張拉、結(jié)構(gòu)變位控制等方面采取必要的措施。8.9 何為剛架橋？它在結(jié)構(gòu)上有哪些特點(diǎn)？答：橋跨結(jié)構(gòu) （主梁） 和墩臺（支柱） 整體相連的橋梁叫做剛架橋。 在豎向荷載作用下， 由于主梁和支柱之間為剛性連接， 主梁端部將產(chǎn)生負(fù)彎矩； 負(fù)彎矩的代償作用減小了跨中正 彎矩， 進(jìn)而減小了跨中截面

11、尺寸。因此， 剛架橋的主梁高度可以較梁橋?yàn)樾。谛枰^大的 橋下凈空和建筑高度受限制時(shí)就具有明顯的優(yōu)勢。 剛架橋在豎向荷載作用下， 支柱除承受壓 力外，還要承受彎矩，并在柱腳產(chǎn)生水平推力。因此，剛架橋?qū)Φ鼗鶙l件要求較高，或者要 以深基礎(chǔ)和特殊構(gòu)造措施來抵抗推力。剛架橋大多做成超靜定的結(jié)構(gòu)形式，在混凝土收縮、 溫度變化、墩臺不均勻沉降和預(yù)加應(yīng)力等因素和作用下，會產(chǎn)生附加內(nèi)力（次內(nèi)力）。8.11 鋼管混凝土有何特點(diǎn)？ 答：鋼管混凝土本質(zhì)上屬于套箍混凝土， 除了具有一般套箍混凝土的強(qiáng)度高、塑性好、 質(zhì)量 輕、耐疲勞、耐沖擊等特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板， 澆注混凝土?xí)r無需支模、

12、拆模， 并可適應(yīng)先進(jìn)的泵送混 凝土工藝；鋼管本身就是鋼筋，兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，既能受壓也能受拉；鋼管本身又是勁性承重骨架， 在施工階段可起到勁性鋼骨架的作用， 在使用階段又是 主要承重結(jié)構(gòu)；可節(jié)約腳手架、縮短工期、減少施工用地，降低工程造價(jià)；在受力構(gòu)件中采用鋼管混凝土，可大幅度節(jié)約材料； 鋼管混凝土具有剛度大、 承重能力大、 質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)， 這些優(yōu)點(diǎn)與橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝 相結(jié)合，可以解決轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度的矛盾。8.13 什么是鋼管混凝土的套箍指標(biāo)？它有何意義？答：鋼管混凝土的套箍指標(biāo)：鋼管本身就是耐測壓的模板，澆注混凝土?xí)r無需支模、拆模， 并可適應(yīng)現(xiàn)金的泵送混凝土工藝；

13、 鋼管本身就是鋼筋， 兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的 作用， 既能受壓又能受拉； 鋼管本身又是勁性承重骨架， 在施工階段可起到勁性剛骨架的 作用， 在使用階段又是主要的承重結(jié)構(gòu)； 在受壓構(gòu)件中采用鋼管混凝土， 可大幅度節(jié)省材 料。意義： 鋼管混凝土具有剛度大、 承載能力大、 質(zhì)量輕等有點(diǎn)， 這些有點(diǎn)與橋梁轉(zhuǎn)體施工 工藝想結(jié)合，可以解決轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度的矛盾。8.14 試比較柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性拱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 答：柔性系桿剛性拱的彎矩均由拱肋承受， 系桿只受拉力以平衡拱的推力。 剛性系桿柔性拱相當(dāng)于把桁架弦桿與梁組合起來， 以梁為受力主體， 而曲線桁架對梁加勁，

14、 形成具有剛 性梁的曲線桁架。它的特點(diǎn) 是內(nèi)力分配均勻，剛性系桿與吊桿、橫撐可以組成剛度較大的框架；在適用跨度內(nèi)，拱肋不會發(fā)生面內(nèi)S狀變形，拱的穩(wěn)定性有充分保證。剛性系桿剛性拱，當(dāng)（EI）拱/ （EI）系在1/8080之間時(shí)，拱肋和系桿都有一定的抗彎剛度，荷載引起 的彎矩在拱肋和系桿之間按剛度分配， 二者共同承受縱向力合彎矩， 其特點(diǎn)介于柔性系桿剛 性拱和剛性系桿柔性拱之間。8.16 斜拉橋的索塔的之承體系有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：索塔的支承體系一般可分為四種型式，由此也形成斜拉橋的不同結(jié)構(gòu)體系。塔墩固結(jié)、塔梁分離 。塔柱下端與橋墩固結(jié)，這種索塔的整體剛度較大，對施工有 利，但對地基要求高。塔

15、梁固結(jié)、塔墩分離。 塔柱下端與主梁固結(jié)，并通過支座支承在橋墩頂部；因此也稱 支座支承體系或塔梁固結(jié)體系。 這種支承型式可減少塔柱彎矩， 對地基要求低， 可在軟土地 基上建造。塔墩鉸結(jié)，梁墩分離。塔柱下端鉸結(jié)于墩頂或主梁頂部。這種索塔支承型式可減少塔柱的彎矩，降低結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)。塔、梁、墩固結(jié)。塔、梁、墩固結(jié)也稱剛構(gòu)體系。這種支承體系，由于索塔剛度大， 對施工有利，但因?yàn)闇囟葍?nèi)力較大，故在雙塔三跨式斜拉橋中較少采用; 一般適用于中小跨徑的獨(dú)塔雙跨式斜拉橋。8.17 斜拉橋按拉索的錨拉體系可分為哪幾類？各有何特點(diǎn)？答：自錨式斜拉橋：拉索的水平分力由主梁軸力來平衡。地錨式斜拉橋：拉索的水平分力引起

16、的梁內(nèi)軸力由地錨承擔(dān)。部分地錨式斜拉橋：索塔兩側(cè)的不平衡水平力直接由邊跨主梁傳遞給橋臺(地錨)。第九章9.1 支座有何作用？對支座有何基本要求？答:支座的作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的支座反力包括由恒載和活載引的豎向力和水平力傳遞給 墩臺并保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載包括溫度、 混凝土收縮徐變等因素作用下能滿足設(shè)計(jì)要求的變形 使上、下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖式。 支座要求橋梁支座必須具有足夠的承 載能力對設(shè)計(jì)要求的變形的約束應(yīng)盡可能小同時(shí)要便于安裝、養(yǎng)護(hù)、維修甚至進(jìn)行更換。9.2 支座按其容許變形的可能性分為哪幾類？答：可以分為固定支座、單向活動支座、多向活動支座。9.3 支座布置應(yīng)服從怎樣的總原則？答

17、： (1) 在坡道上的橋梁， 固定支座應(yīng)設(shè)在較低的一側(cè)，這是首要的原則； (2) 當(dāng)車流具 有某種明顯的方向性特征時(shí)， 則固定支座應(yīng)根據(jù)其特征設(shè)定， 如設(shè)在重車行進(jìn)或減速行進(jìn)的 方向一側(cè)； (3) 除非特殊設(shè)計(jì)，不得將相鄰兩跨的固定支座設(shè)在同一橋墩上。9.5 板式橡膠支座的變位機(jī)理是什么？答：依靠橡膠在縱橋向上不均勻的壓縮變形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角變位依靠橡膠的剪切變形實(shí)現(xiàn)水平 變位。9.10 盆式橡膠支座有何特點(diǎn)？答：盆式橡膠支座是一種鋼與橡膠的混合型支座， 其變形原理綜合了板式橡膠支座和四 氟板支座的特點(diǎn)， 利用設(shè)置在鋼盆中的橡膠承壓和轉(zhuǎn)動。 它用聚四氟乙烯板和不銹鋼板之間 的平面滑動來適應(yīng)橋梁的縱向位

18、移，而安放在鋼盆中的橡膠板因受壓時(shí)處于三向受壓狀態(tài)， 其承受力得到大幅提高盆式橡膠支座變位量大、轉(zhuǎn)動靈活，適用于支座承載力在1000kN 以上的大跨徑橋梁。第十章10.1 簡述橋梁墩臺的組成和作用。答：橋墩主要由墩帽、 墩身和基礎(chǔ)三部分組成。 它的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷 載，并通過基礎(chǔ)又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。 此外它還承受流水壓力、 風(fēng)力以及可 能出現(xiàn)的冰荷載、船只或漂流物的撞擊力。10.2 簡述橋梁墩臺的分類特點(diǎn)及使用條件。答：重力式墩、 臺的主要特點(diǎn)是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。選用時(shí)必須根據(jù)橋位的地形、地

19、質(zhì)、水 文和施工條件等因素綜合考慮確定。 這類墩臺的剛度小、 受力后允許在一定的范圍內(nèi)發(fā)生彈 性變形。- 4 -10.3簡述橋梁重力式橋墩與拱橋重力式橋墩的區(qū)別。答：梁橋重力式橋墩由墩帽、墩身、基礎(chǔ)等組成，墩帽要滿足支座布置和局部承壓的需要，與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋重力式橋墩具有拱座等構(gòu)造設(shè)施，且制動墩要比普通墩尺寸更厚實(shí)，能承受單向較大的水平推理，防止傾坍。第十一章11.1試述涵洞的種類、特點(diǎn)及使用條件。答：涵洞的種類：按建筑材料分類，涵洞分為石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵、其他材料組成的涵洞等。按構(gòu)造形式分類，涵洞分為管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵等。|按洞頂填土高度和孔數(shù)分類，涵洞分為暗涵和

20、明涵。按水力性質(zhì)分類，涵洞分為無壓力式涵洞、半壓力式涵洞和壓力式涵洞。使用條件：鋼筋混凝土管涵適用于缺少石料地區(qū)有足夠填土高度的小跨徑暗涵，一般采用單孔，多孔時(shí)不宜超過3孔。鋼筋混凝土蓋板函適用無石料地區(qū)且過水面積較大的明涵或暗涵。拱涵適用于跨越深溝或高路堤。鋼筋混凝土箱涵適用于軟土地基。石蓋板涵適用于石料豐富且過水流量較小的小型涵洞。倒虹吸管涵適用于路塹挖方高度不能滿足設(shè)置渡槽的凈空要求時(shí)的灌溉渠道，不適用于排洪河溝。鋼波紋管涵適用于地基承載力較低，或有較大沉降與變形的路基。 11.2試述涵洞出入口建筑的類型及特點(diǎn)。答：八字式，施工簡單。端墻式，構(gòu)造簡單，但水力條件不佳。錐坡式，體積較 大，穩(wěn)定性較好。直墻式，因翼墻短，且洞口鋪砌少，較為經(jīng)濟(jì)。扭坡