桥梁工程2考试资料湖南城市学院.doc

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1、3-1-1拱桥与梁桥在受力性能上主要有哪三大差异?答：在竖向荷载作用下，梁式结构支承处只有竖向反力，而拱式结构除竖向反力外还有水 平推力；拱脚水平推力的存在使得其截面弯矩比梁式结构的要小；拱桥主要承重构件主拱圈主要承受弯压内力。3-1-2试简述下列常用术语:主拱圈、拱上建筑、计算矢高、净矢高、矢跨比。 主拱圈：是拱桥的主要承重结构。拱上建筑：桥面与主拱圈之间需要有传力的构件或填充 物， 以使车辆能在平顺的桥道上行驶，桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上建筑。计算矢高f：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。净矢高f0：拱顶截面下缘至 起拱线连线的垂直距离。矢跨比D或D0：拱圈（或

2、拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢 高与计算跨径之比。3-1-3拱桥按结构体系可分为哪两种?各结构体系拱桥的受力特点是什么?简单体系拱桥和组合体系拱桥1、简单体系拱桥受力特点 由主拱圈单独承受桥跨上的全部荷载，其拱的水平推力由墩台直接承受。2、组合体系拱桥（P257S12）受力特点 由行车道梁与主拱共同承受桥跨上的全部荷载。3-1-4拱桥按主拱圈横截面形式可分哪六种?各自的特点是什么? 拱桥 主拱横截面为矩形实体截面。肋拱桥 肋间横系梁不参与主拱纵向受力，但它参与拱桥的整体稳定性受力。双曲拱桥 主拱施工可化整为零,再集零为整。箱形拱桥 截面抗弯、扭刚度大，结构稳定性好，主拱为钢筋砼预制构件。

3、钢管砼拱桥 特点：钢管对管内砼起套箍作用，抗压强度和抗变形能力更高。劲性骨架砼拱桥 特点：以劲性骨架的拱桁架为受力“筋”，并能利用该“筋”在施工中做临时拱架。3-2-1 肋拱由哪些基本部分组成?其特点是什么?组成：拱肋、横系梁、立柱、横挑梁、纵梁、行车道板。特点：主拱的恒重轻；跨越能力大；横向整体稳定性较差；施工工艺较砼板拱复杂。3-2-2 箱形拱的主要特点是什么?截面成空率大；箱形截面的中性轴大致居中；闭合截面整体性好。3-2-3 双曲拱的结构施工特点是什么?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”的方式组合成承重的 整体结构。因主拱圈分期形成，呈现组合结构的受力特征

4、，整体性较弱，在地震荷载作用 下容易破坏。3-2-4 拱上建筑构造可分哪两种?实腹试和空腹试3-2-5 拱上侧墙、护拱的作用各是什么？答 ：侧墙的作用是承受拱腹填料及车辆荷载所产生的侧压力（推力） 护拱的作用是加强拱脚段拱圈，同时便于在多孔拱桥中敷设防水层和排出积水3-2-6 腹孔的布置原则是什么?对称布置在主拱圈两侧结构高度的容许范围内；既能尽量减轻拱上建筑的恒重，又不 使荷载过分集中于腹孔墩处；使桥构协调美观；便于施工。3-2-7 拱上填料的作用是什么?其厚度桥规有临些规定?1、作用 扩大轮压荷载的分布面积；减小荷载对拱圈的冲击力。2、厚度 拱顶处填料厚度应大于30cm。3-2-8 伸缩缝

5、与变形缝的作用是什么?对结构变形来说、它们各自应设置在什么位置?1、作用使桥跨结构的计算图式尽量与实际的受力情况相符合；避免拱上建筑在各种受力变形条件的影响下产生不规则的开裂。2、设置位置伸缩缝设在结构相对变形较大处，多为墩台与拱上建筑的交接处；变形缝设在结构相对变形较小处。3-2-9 为什么要及时排除拱腹的积水?避免拱腹填料含水量的增大，确保其承载能力，防止路面层开裂，以提高路面的强 度；防止渗水结冰对结构产生冻胀损坏。3-2-10 拱桥总体布置应简明的内容有哪些?桥长、桥宽、孔数、跨径、矢高、拱上建筑类型、上部结构的主要尺寸，墩台及基础的设 计位置、结构主要尺寸，桥头引道纵坡接线。3-2-

6、11 拱桥主要的设计标高有哪四个?桥面标高；拱顶底面标高；起拱线标高（拱脚标高）；基底标高。3-2-12 为什么说矢跨比是拱桥设计的主要参数之一?a、其大小不仅影响拱圈内力的大小，而且影响拱桥的构造形式和施工方法；b、矢跨比减少，拱的推力增大，导致拱轴向力也大，对拱圈自身的受力状况有利，对墩台基础不利；c、对于无铰拱，矢跨比越小，弹性压缩、温度变化、砼收缩、墩台位移等产生的附加内力 越大；d、矢跨比过大，拱脚区段过陡，给拱圈的砌筑或砼浇筑带来困难；e、矢跨比对拱桥外形与环境景观相协调有影响。3-2-13 不等跨拱桥的主要受力特点是什么?处理不等跨分孔的实质是什么?1、不等跨拱桥的主要受力特点：

7、重力产生的相邻跨水平推力的不平衡。2、处理不等跨分孔的实质：尽量减少因结构重力引起的不平衡推力对桥墩和基础的偏 心作用。3-2-14 不等跨拱桥的方案布置措施有哪几种?各自的使用要点是什么?拱脚标高一至，矢跨比不同力学特性与设计要点 矢跨比与推力大小成反比；大跨用大矢跨比，小跨用小矢跨比。布置形式 、同体系：大小跨均为实腹拱；大小跨均为空腹拱。、不同体系：大跨用中承式，小 跨用上承式（飞燕式）；大跨用空腹式，小跨用实腹式。采用不同的拱脚标高力学特性与设计要点 降低大跨拱脚标高以减小水平推力对基底的作用力臂；大跨拱脚在下，小跨拱脚在上。布置形式、同体系：(均为空腹拱）。不同体系：（大跨为空腹拱，

8、小跨为实腹拱）。3-2-15 何谓拱轴线?何谓合理拱轴线?答 ：拱轴线是拱圈横截面形心点的连线 将恒载作用下的压力线作为主拱圈的设计拱轴线则称为合理拱轴线圆弧拱轴线：等静水压力；抛物线拱轴线：均布荷载；悬链线：与竖坐标成比例的荷载。3-2-16 拱桥常用的拱轴线型有哪些?试指出拱轴线型与拱上建筑的布里关系。 圆弧拱轴线 抛物线拱轴线 悬链线答 ： 小跨径实腹式拱桥采用圆弧线拱轴线。 小跨径空腹式拱桥采用悬链线拱轴线 大、中跨径可采用空腹式近似悬链线拱轴线 轻型拱桥或全透空的大跨径拱桥可采用抛物线拱轴线第三章拱桥的计算3-3-1 何谓联合作用?拱桥是多次超静定的空间体系结构，当活载作用于拱桥桥跨

9、结构上时，拱上建筑与主拱圈 将共同承受活载的作用，这种现象称为联合作用。3-3-2 何谓拱轴系数?答 ：拱轴系数是指拱脚的恒载强度与拱顶的恒载强度之比值，即m=gj/gd3-3-3 实腹拱拱轴系数计算有哪些基本步骤?根据确定的跨径和矢高假定一个m值。（表3-3-1，一般首先假定m2.814，因为m2.814，在m系统中基本居中，在逐次近似法计算中计 算出的m，要就向左，要就向右，从而使计算速度加快。）由假定m值查拱桥表()-20可得拱脚处的cos，代入拱脚恒载强度计算式（3-3-14）求得gj；将gj与gd一起代入gjgd，计算出mj；与假定的值相比较，如果mj，则假定的值为合理值。如果mj与

10、相差较大，则应以mj接近表3-3-1中的某一个表值为假定值，重新按上述方法计算直至j为止。3-3-4 试指出悬链线拱y1/4与m的关系特征。y1/4与的关系式： y1/4（）12） （式3-3-16）关系特征：当增大时，y1/4将减小，拱轴线抬高；当减小时，y1/4将增大，拱 轴线降低3-3-5 空腹式悬链线拱的拱轴系数，采用的是什么计算方法?计算的控制条件是什么?计算方法 五点重合法。控制条件 拱顶，两个y1/4点和两个拱脚五点的恒载弯矩为零。3-3-6 ,空腹拱拱轴系数计算有哪些基本步骤?空腹式拱桥的m值确定的步骤（仍按逐次近似法试算）先假定一个值(通常取2.814)定出拱轴线；作半跨主拱

11、图，布置拱上建筑（1:100）；将半跨主拱水平分成12个等分段（L112）；计算各分段的恒重和力臂；计算恒载对四分跨截面和拱脚截面力矩M1/4和Mj，即得y1/4f；再利用3-4-19式求。如mj与假定的有较大的差异，则应以求得的mj查“表”中最接近的系数，重新按上 述步骤计算，直至两者接近为止。3-3-7 何谓拱的弹性压缩?它对无铰拱有哪些的影响?答 ：拱的弹性压缩是指拱圈在结构自重作用下产生弹性压缩，使拱轴线缩短的现象 由于无铰拱是超静定结构，弹性压缩会在拱中产生附加内力3-3-8 试指出主拱恒载内力SG的计算步骤.不考虑弹性压缩的恒载内力SG1（纯压）；只计弹性压缩产生内力SG2（弹压）

12、。恒载作用时的总内力SG=SG1+SG2。3-3-9 在拱桥计算中内力符号是如何规定的?拱中弯矩以使拱腹受拉为正，拱背受控为负；轴向力使拱圈受压为正，受拉为负；剪力以绕脱离体逆时针转为正。3-3-10 活载内力SP的计算步骤计算不考虑弹性压缩的活载内力SP1；计算考虑弹性压缩的L作用下的内力SP2；活载对截面产生的总内力SP=SP1+SP2。3-3-11 在温变内力计算时，合拢温度的含义是什么?拱桥施工时，主拱圈封拱时的桥位气温，称合拢温度（t1）。3-3-12 拱圈强度验算时，按极限状态设计的内力控制原则是什么?荷载效应不利组合的内力设计值应小于或等于结构抗力效应的设计值。即dd3-3-13

13、 试指出拱圈纵向稳定性验算的分析模型。 将拱圈换算为相当长度的“压杆”，按平均轴压力计算该“压杆”的稳定性，并以此判断换算拱圈的纵向稳定性。第四章拱桥的施工3-4-1 拱拱桥施工方法可分哪三类?就地浇筑法、预制安装法、转体施工法3-4-2 拱架的作用有哪三点？常用的拱架有哪几种？1、在施工中起临时结构的作用；2、在施工期间，支承全部或部分拱圈及拱上建筑的重量；3、保证建成后的拱圈形状符合设计要求。 满布立柱式拱架、撑架式拱架、三铰桁式木拱架、钢拱架、可移动式钢拱架3-4-3 试指出主拱圈就地浇砌筑施工总程序与总要求？分环分段，对称均衡；先下后上，作业平稳；控时控温，以利封顶；加载程序，切实执行

14、。3-4-4 连续浇筑施工的工艺基本思路是什么？ 从两拱脚对称均衡开始向拱顶方向浇砌筑全部拱圈的施工方法。3-4-5 分段浇筑施工的工艺基本思路是什么？ 按加载程序要求，将主拱圈分为几个施工段进行对称浇砌筑，再将各分段间缝与拱顶段一 同浇筑使全拱合拢的施工方法。3-4-6 分环分段浇筑施工的工艺基本思路是什么？ 在拱圈高度上分成二至三层，每一层作为一环，每环按连续浇筑施工方法或分段浇筑施工 进行施工的方法。3-4-7 试指出拱架卸架程序。对于中小跨桥从拱顶开始，逐步向拱脚对称卸架；对于大跨桥可从拱顶开始逐步对称向拱脚均衡卸架，也可从两个四分点开始，逐步 对称向拱脚和拱顶均衡卸架；对于多孔拱桥，

15、应考虑连拱作用。3-4-8 缆索吊装施工的适用性是什么?试指出缆索吊装施工工序。在峡谷、深水急流的桥位；在河道通航或有漂流物的桥位；多跨拱桥的施工。 缆索吊装施工工序拱肋节段预制；移运肋段到缆吊下；由缆吊吊升并平运肋段到待拼桥孔；肋段安装就位并临时固定；合拢安装就位并固结节头形成主拱圈。3-4-9 施工加载程序设计的目的和意义是什么?其设计的一般原则是什么?目的 确保拱架变形均衡，满足施工能力；使拱截面在施工过程中都能满足强度及稳定性的要求；在保证施工安全和工程质量的前提下，减少施工工序，加快施工速度。 一般原则对于中小跨桥可不作施工加载程序设计；对于大跨桥应作加载程序设计；对于多孔拱桥，作加

16、载程序设计时应考虑连拱作用。第四篇斜拉桥第一章 斜拉桥总体布显4-1-1 试指出斜拉桥中荷载传递的路径。 斜拉桥中荷载传递路径是:斜拉索的两端分别锚固在主梁和索塔上，将主梁的恒载和车辆荷 载传递至索塔，再通过索塔传至地基。4-2-1 斜拉桥主要受力特点有哪些?斜拉桥中荷载传递的路径明确：斜拉索将主梁的恒载和桥面活荷载传递至索塔，再 通过索塔传到基础；斜拉索只承受拉力，其预张拉力可在施工过程中根据主梁受力的变化进行调整；主梁为多跨弹性支承的连续梁，不仅有弯矩内力而且有轴压内力；索塔主要承受弯压内力。4-1-3 现代斜拉桥经历了哪三个发展阶段?各阶段结构及受力要点是什么?第一阶段：稀索布置，主梁高

17、度较大，梁体以受弯为主，拉索更换不便；第二阶段：中密索布置，主梁高度较小，梁体承受较大的轴压力和弯矩；第三阶段：密索布置，主梁高度更小，桥跨自重显著减轻，跨越能力增大。4-1-4 塔跨基木布置形式有哪三种?试指出各自的跨径比值与辅助结构。1、双塔三跨式跨径比值与辅助结构：公路桥L边=(0.4-0.45)L主，铁路桥L边=（0.2-0.25）L主。在边跨外设置约束主跨变形的引跨和辅助墩。2、独塔双跨式 跨径比值与辅助结构：大跨为主跨L主，小跨为边跨L边，其中L边=(0.5-0.8)L主，工程经济布置为L边=0.66 L主。在边跨内设置约束主跨变形的辅助墩。3、三塔四跨式 跨径比值与辅助结构：两中

18、间的主跨为等跨L主，两边孔的边跨也应为等跨L边，L边=（0.33-0.42 ）L主。在边跨设置约束主跨变形的引跨和辅助墩4-1-5 实际工程较少采用三塔四跨式布置的主要原因是什么?中间塔塔顶没有端锚索来有效地限制它的变位，使桥跨变形过大；主梁截面高度较大，桥跨除自重应力将较大外，其它因素产生的次内力也较大。4-1-6 辅助墩的受力特性是什么?引跨的受力特性是什么?辅助墩 受力特性：是限制主跨的挠曲受形，所以它既要能抗拉又要能抗压引跨 受力特性：是限制主跨的挠曲与扭转的受形，所以它与主梁边梁为一体。4-1-7 索塔布置的基本要求有哪三点?符合美学视觉效果的要求；适应拉索布置的要求；传力明确的要求

19、。4-1-8 试指出索面布置中单索面、平行双索面、斜向双索面各自的特点和适用性.单索面特性：符合美学视觉效果，传力明确，但拉索对主梁抗扭不起作用。适用性：用于主梁自身抗扭刚度大的窄桥。平行双索面特性：桥面视觉效果较差，拉索（的轴力）对主梁起抗扭作用，抗风稳定性较好适用性：用于桥面宽度要求大的桥。斜向双索面特性：桥面视觉效果差，拉索对桥梁抵抗风力的扭振特别有利，斜面索有效限制 了主梁的横向摆动。适用性：用于桥面宽度要求较大的桥。4-1-9 采用小索距(密索)布篮的优点是什么?索力较小，锚固构造简单；主梁弯矩小；利于悬臂施工；易于换索。4-1-10 斜拉桥的主要结构体系有哪四种?各自的结构特点是什

20、么?1、悬浮体系 结构特点 塔与墩固结、塔与梁分离。2、支承体系（即半悬浮体系）结构特点 塔与墩固结、梁与墩在竖向采用活动铰支承、塔与梁仍分离。3、塔梁固结体系 结构特点 塔与梁固结并支承在墩上。4、刚构体系 结构特点 塔与梁与墩相互固结。4-1-11 试指出悬浮体系的主要优缺点。 主要优点（塔处主梁截面无荷截负弯矩峰值，梁截面高度小，温度、收缩、徐变产生的次内力小；地震时允许全梁产生较小的纵向摆浮，达到吸震消能；密索布置情况下，主梁各截面的变形和内力的变化较平缓，受力较均匀。） 主要缺点（当采用悬臂施工时，塔与梁需临时固结；为抵抗风力等引起主梁的横向水平位移，需在索塔和主梁间设置侧向限位支座

21、。）4-1-12 试指出塔梁固结体系的主要优缺点。 主要优点塔处主梁截面荷截负弯矩峰值较支承体系的要小，塔、梁内的温度次内力很小；主梁中段承受的轴拉力显著变小。）主要缺点中跨满载时主梁在墩顶处转角位移导致塔顶有较大的水平位移，增大了中跨主梁的挠度 和边跨主梁的负弯矩；在塔梁固结处的支座，其承载力要求很大，日后更换不便。）4-1-13 斜拉桥的其它结构体系有哪三种?各自的结构特点是什么?1、T构体系 结构特点 塔与梁与墩相互固结，主跨跨中采用挂梁或剪力铰。2、部分地锚体系结构特点 主跨上的斜拉索采用自锚，边跨上的斜拉索有一部分采用地锚。3、矮塔部分斜拉体系 结构特点第二章混凝土斜拉桥的构造4-2

22、-1、主梁在斜拉桥结构中的主要作用有哪三点?将自身恒载和承受的活载拉索；承受拉索的水平分力；抵抗横向风载与偶然作用，并将它们的影响力传递给下部结构。4-2-2.影响斜拉桥主梁梁高的主要因累有哪四类?各类因素中具体的内容是什么？结构因素：索面布置、塔跨类型、主边跨及引跨的跨径比、锚固装置；截面特性：抗弯、抗扭、抗风振的能力；受力变形：基本内力和次内力的产生或变化；施工维护：施工方法、维护换索。4-2-3 .在斜拉桥中什么条件下采用实体肋板式主梁?4-2-4 箱肋梁式主梁（或称分离式双箱梁)的受力特点是什么?4-2-5 结构型索塔中一般设置哪三种横梁?试指出各横梁设置的位置和主要受力作用。拉杆横梁

23、（承重横梁）：设置在主梁之下，横向联结塔柱并支承主梁，承受弯拉力；压杆横梁（非承重横梁）：设置在桥面净空之上，横向联结塔柱并抵抗塔柱向内的 弯曲，承受轴压力；塔顶横梁（横系梁）：视受力情况设置在塔顶，起增强横向联结的作用。4-2-6 空心截面索塔在拉索锚固区域有哪两种增强方式?4-2-7 拉索与主梁的锚固方式有哪五种?试指出各自构造特点和适用性。4-2-8 拉索风振产生的原因有哪两种?防止风振作用常用的主要措施有哪两大类?1、拉索风振产生的原因空气气流或雨水在拉索表面形成的涡流，它将使拉索产生共振时的振动；气流对桥面和梁底产生的风压差，它使拉索的振动。2、防止风振作用常用的主要措施气动控制法：

24、将拉索防护层表面制造成粗糙的有纹表面，减小拉索间空气涡流，可 有效控制共振时的振动。阻尼减振法：在拉索上通过安装阻尼装置，提高拉索的阻尼比，来有效控制拉索的 共振与风压差产生的振动。内置式阻尼器减振法外置式（磁流变）阻尼器减振法第三章斜拉桥的计算4-3-1 .斜拉桥的结构特性是什么?斜拉桥分析计算的方法是什么?空间超静定缆索承重的组合柔性结构。平面杆系有限元法（刚度矩阵法）4-3-2 斜拉桥结构分析离散图建立的基本要点是哪两点?模的施工过程的选取，绘施工中各阶段的结构受力图4-3-3在垂度效应计算中，等效弹性模量的定义是什么?拉索的伸长量包括张拉力产生的弹性伸长值和克服拉索垂度所引起的伸长值，

25、其中后 者属非线性特性关系，为使受力变形计算简便，根据拉索总应变与应力的比为其变形模量 的概念，定义该变形模量为等效弹性模量。4-3-4 拉索为初拟的目的和方法各是什么?4-3-5 在索力调整中，何谓成桥状态?何谓合理成桥状态? 成桥状态：桥施工完毕后在活载作用前的桥体受力变形的状态。 合理成桥状态：桥施工完毕后在所有恒载作用下的桥体各组成部分的受力变形达到了一种理想的状态。4-3-6 在索力调整中，何谓初始张拉力?何谓稳定张拉力?初始张拉力（初始张力、初张力、成桥索力）：桥施工完毕后在活载作用前的索力。稳定张拉力：桥梁运营后，梁、塔有徐变引起的变形，但不发生内力重分布，应力趋于稳定状态时的索

26、力。4-3-7 索力调整的基本方法有哪三种?试指出各自的索力调整目标。简支梁法“将各拉索初始张拉力调整到使梁段恒载作用下桥跨主梁的弯矩值与对应简支梁的弯矩值相等。刚性支承连续法：将各拉索初始张拉力的竖向分力调整到使恒载作用下，桥跨主梁在刚性支承点的竖向反力值相等。可行域法：将各拉力索初始张拉力调整到使恒载作用下的主梁各截面的上下缘应力值均在容许应力值以内4-3-8 为什么要对斜拉桥成桥索力进行优化?斜拉桥主梁和索塔的受力状况对索力的大小十分敏感，且拉索索力可调，为获得合理成桥内力，故可进行优化4-3-9 索力优化的基本分析方法可分为哪四类?试指出各类的主要方法。最小弯曲能量原理法、可行域法、刚

27、性支承连续梁法、影响矩阵计算法。4-3-10在几何非线性理论中，有限位移理论用于柔性结构在的影响下产生 时的结构分析.时的 结构分析，有限应变理论则用于柔性结构在特定荷载影响下产生4-3-11,影响总体刚度平衡方程的主要因素有哪三种?最小弯曲能量原理法、可行域法、刚性支承连续梁法、影响矩阵计算法。4-3-12、在大位移对结构平衡方程影响中，T.L列式法和U.L列式法各自要点是 什么!T.L列式法：将单元节点的参考坐标定在结构未发生大位移变形之前的位置上，使得平衡方程中应引入大位移刚度矩阵。U.L列式法：将单元节点的参考坐标定在结构已发生大位移变形之前的位置上，使得平衡方程中不引入大位移刚度矩阵4-3-13、试列出几何非线性有限元总体刚度平衡方程一般式、T.L列式法的平衡方程式、U.L列式法的平衡方程式，并指出式中各符号的意义。 总体刚度平衡方程（T.L方程）：K（）=PU.L列式的平衡方程：KT+KG=P结构位移列阵P结构荷载列阵K=KT+KG+KVKL结构大位移矩阵；KT结构弹性刚度矩阵；KG结构初应力刚度矩阵二、【试题题型】1.名词解释;2.填空题;3.判断题;4.问答题;5、计算题。