东南大学桥梁工程复习题

1在目前的材料性能及技术水平下，每一种桥梁结构形式有其合理的跨度范围，超出这一范围，桥梁的经济指标往往会显著下降，甚至不可行。

简支梁：<70m ，优势范围：<50m 。

等截面连续梁：30-100m ，优势范围：50-80m 。

变截面连续梁或连续刚够：50-350m ，优势范围：100-300m 。

简支钢桁梁：40-200m ，优势范围：在120m 以内。

连续钢桁梁：60-550m ，优势范围：在400m 以内。

拱桥：<600m ，优势范围：40-450m 。

系杆拱桥：40-800m ，优势范围：40-550m 。

斜拉桥：80-1500m ，优势范围：150-1200m 。

悬索桥：>200m ，优势范围：>500m ，1200m 以上一枝独秀。

2、我国公路桥规和美国AASHTO LRFD 规范是怎样表述桥梁基本设计准则和极限状态的？

1）我国公路桥规对桥梁设计准则表述为：使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。公路桥涵应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，按照美观和有利于环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，适用于机械化、工厂化施工。特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。公路桥涵结构应按承载力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

2）AASHTO 桥规提出的设计准则：桥梁应该按照规定的多种极限状态进行设计，以实现可施工性、安全性和使用性的目标，并恰当考虑可检修性、经济性和美观性方面的问题。AASHTO 桥规提出了如下4种极限状态：使用极限状态、疲劳和断裂极限状态、强度极限状态、极端事件极限状态。

3、目前每年发生的大量桥梁倒塌案例，是否说明需要进一步完善现有的桥梁设计理念？

是。(以下为个人愚见，有意补上的请告知众人。)目前的桥梁设计理论还是基于弹性基础上建立的，这与桥梁使用情况中的真实受力及变形存在差距，且现在的一些理论基于假设（如抗剪设计与收缩徐变等等），这些在设计计算中都存在一定的不确定因素，不能与实际情况符合得很好，诸如此类仍需要现代人或是后人的进一步研究完善。

4.对图2-22的理解(p25)

图中示意桥梁从弹性到破坏的全过程“力-位移”（P -∆）曲线，其中作用力的来源可以是活载或水平地震作用，将结构弹性极限点的力和位移分别用y P 和y ∆表示，强度极限点的力和位移分别用a P 和a ∆表示，结构延性极限点的力和位移分别用u P 和u ∆表示。

使用极限状态考察的目标在弹性范畴(),y y P ∆之内；强度极限状态所考察的

目标主要在强度破坏极限点（

P）；疲劳和断裂极限状态的检算内容虽在弹性范

a

畴，但关心的是随时间的累积损伤，常用应力幅或其他损伤指标表征；极端事件极限状态所考察的状态更是随性能目标而定。

5.在桥梁概念设计中，请分析“定性校核定量，手算校核电算”的必要性，怎样才能做好？

当今的桥梁设计计算，已主要交由专业设计软件去完成。但电脑只是人脑强大的辅助设计工具，是人脑定量分析能力的延伸，但电脑代替不了人脑的智慧思考。

设计者要对实际结构模型简化的正确与否负责，对施工过程中的最不利工况有预见性。此外，结构有限元离散化的疏细程度和边界假定，特殊荷载工况和荷载组合，收缩徐变模式和温度梯度模式的选取等，均影响到分析计算的结果。在对设计软件不够熟悉的情况下，错误的输入则会导致错误的计算结果。

鉴于结构设计软件是个暗盒，对其输出结果还要通过定性分析与手算进行判定与校核，而且设计者可以做到。

运用概念来把握各种计算结果的数量级与范围，或通过参数变化判定计算结果的变化趋势，能够避免设计错误。

6.怎样理解林同炎教授对预应力作用的阐释？（p65）

（1）预加应力的目的是将混凝土变成弹性材料

预加应力的目的只是为了改变混凝土的性能，变脆性材料为弹性材料。这种概念认为预应力混凝土与普通钢筋混凝土是两种完全不同的材料，预应力筋的作用不是配筋，而是施加预压应力以改变混凝土性能的一种手段。如果预压应力大于荷载产生的拉应力，则混凝土就不承受拉应力。这种概念要求将无拉应力或零应力作为预应力混凝土设计准则。这样可以用材料力学公式计算混凝土的应力、应变和挠度、反拱，十分方便。

（2）预加应力的目的是使高强钢材与混凝土能够共同作用

这种概念是将预应力混凝土看作高强钢材与混凝土两种材料组成的一种特殊的钢筋混凝土。预先将预应力筋张拉到一定的应力状态，在使用阶段预应力筋的应力（应变）增加的幅度较小，混凝土不开裂或裂缝较细，这样高强钢材就可以与混凝土一起正常工作。

可以利用这种概念，将预应力筋与普通钢筋作等强代换，减少用钢量，解决受拉钢筋数量过多不便施工的矛盾。很多情况下这种做法是经济的。

（3）预加应力的目的是荷载平衡

预加应力可认为是对混凝土构件预先施加与使用荷载相反的荷载，以抵消部分或全部工作荷载。用荷载平衡的概念调整预应力与外荷载的关系，概念清晰，计算简单，可以方便地控制构件的挠度及裂缝，其优点在超静定预应力结构的设计中尤为突出。

7.对中小跨度混凝土桥梁经常采用横向装配式截面形式，而大跨度混凝土桥梁多采用整体箱形截面梁，试分析其原因。

中小跨度混凝土桥梁截面尺寸小，梁高较小，如果采用整体箱梁截面，则架设模板比较麻烦，经济性也不好，而采用横向装配式截面形式施工方便，比较经

济；大跨度混凝土桥梁采用整体箱形截面梁，因为①箱形截面整体性强，克服肋式截面整体性差的缺点②顶板、底板面积较大，能有效地承担正负弯矩，并满足配筋的需要③箱形截面是一种闭口薄壁截面，抗扭刚度大，抵抗偏心荷载能力强④箱形截面静力和动力稳定性好。

8.不少混凝土桥梁采用了体内预应力和体外预应力混合配置的方式，试讨论其必要性。

首先体内—体外混合配束与全体内束相比，混合配束可以减少体内束数量，解决腹板内钢束布置空间不足的问题；其次，体外束方便再次张拉，可以补偿长期预应力损失；再者，体外束方便后期维护与更换，可提高结构耐久性。

9.试讨论节段预制拼装施工方法的优劣。

优点：

（1）梁体节段工厂化的预制，施工质量易得到保证；

（2）节段的养护时间长，加载龄期晚，成桥后梁体的徐变变形以及预应力的长期损失都较现浇梁要小；

（3）重量较轻，尺寸较小，运输方便；

（4）下部结构施工与上部梁段预制可同步进行，且拼装速度快；

（5）对环境影响小，适宜桥下有特殊要求的桥梁施工；

（6）耐久性较好，比较经济；

缺点：

（1）对工业化程度及吊装机要求高；

（2）存在节段划分、剪力键设置、接缝类型选择和临时预应力等问题；

10、混凝土梁桥常见施工方法有哪些？

施工

方法

工艺特点结构特点

预制装配多为横向装配，典型截面有T形、I形、空心板

及小箱梁等，生产标准化，吊装重量轻

简支，简支变连续，跨

度约16～50m

原位现浇施工对环境的影响大，施工支架要一次性搭设，

适宜于跨数较少的情况，对桥位有要求

简支，连续，跨度约

30～50m

整孔预制架设截面一般为单箱单室，整孔重量大，对吊装能力

要求高，架设速度快

简支，简支变连续，跨

度一般不超过70m

移动模架一般适用于等截面桥梁，且多跨多联，采用标准

化移动模架设备，速度较快

连续，跨度约40～60m

顶推在一端桥头设现浇台座，一般适用于等截面梁。

在梁的前端一般设钢结构鼻梁，由于梁体不断变

换受力状态，设有较多临时束

连续，跨度一般不超过

60m

节段预制逐孔拼装短线（或长线）台座预制梁体节段，梁体质量优

于现浇梁。施工时由于一跨所有梁体重量都需架

桥机承担，因此对架桥机的承载能力要求较高

简支，简支变连续，跨

度约30～60m

节段短线（或长线）台座预制梁体节段，梁体质量优连续；采用跨墩架桥机