桥梁工程3 钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥(2)
桥梁工程答辩题答案完成
《桥梁工程》答辩题第一篇总论（一）桥梁的组成和分类1．桥梁由哪几部分组成？桥跨结构，桥墩（台），支座，附属结构。
2．什么叫桥梁的上部结构和下部结构？它们的作用分别是什么？桥跨结构又称附属结构，是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构。
桥墩（台）又称下部结构，是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。
3．对于不同的桥型，计算跨径都是如何计算的？梁式桥，为桥跨结构相邻及两个支座中心之间的距离。
拱桥是相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。
4．什么叫桥梁的容许建筑高度？当容许建筑高度严格受限时，桥梁设计如何去满足它的要求？公路（铁路）定线中所确定的桥面或轨顶搞成，对通航净空顶部高程之差，称为容许建筑高度。
当建筑高度严格受限时，应调节桥面标高已满足桥下通航或者通车的要求。
5．请阐述梁桥、拱桥、刚架桥、斜拉桥和吊桥的主要受力特点。
竖向荷载作用下，梁桥受弯矩为主。
拱桥受压为主。
刚架桥梁部主要受弯，柱脚处又具备水平反力，受力状态介于梁桥和拱桥之间。
斜拉桥累死多点弹性连续梁，吊桥主要是缆索承受拉力，同时支座存在水平力。
（二）桥梁的总体规划设计6．桥梁设计应满足哪些基本要求？并简要叙述各项要求的基本内容。
使用上的要求，经济上的要求，结构尺寸和构造上的要求，施工上的要求，美观上的要求。
7．对于跨河桥梁，如何确定桥梁的总跨径和进行分孔？对于通航河流，分孔时首先考虑桥下通航的要求。
对于变迁性河流，需要多设几个通航孔。
平原地区宽阔河流，通常在中部设计大跨径通航空，在两旁浅滩部分按经济跨径进行分孔。
山区深谷，水深流急的河流或者水库上，应减少中间桥墩，加大跨径，条件允许的话，采用特大跨径单孔跨越。
8．桥梁各种标高的确定应考虑哪些因素？桥下流水净空，桥下安全通航，桥跨结构底缘的高程应高出规定的车辆净空高度。
9．确定桥面总宽时应考虑哪些因素？试述各级公路桥面行车道净宽标准。
取决于行车和行人的交通需要，与设计速度有关。
设计速度80公里每小时时，车道宽3.75米。
桥梁工程填空名词简答
方式：简支梁支座布置方式一般在每一跨的一端设固定支座，一端设活动支座。
5.试简述荷载横向分布计算中如何将空间问题转化为平面问题来考虑。
近似内力影响面在x方向和单梁跨中弯矩影响线 相似，都成三角形。在 y方向和用刚性横梁法计算得到的荷载横向分布影响线 相似。所以，采用变量分离的办法，即采用两个单值函数的乘积 、 组成的近似内力影响面代替一个由双值函数 表示的精确内力影响面。使桥梁空间结构的受力分析可以用荷载横向分布影响线 结合主梁平面内力影响线 来近似替换。
①对于有坡的桥跨结构,宜将固定支座布置在标高低的墩台上。
②对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥,为使全粱的纵向变形分散在梁的两端,宜将固定支座设置在靠近桥跨中心
③对于特别宽的梁桥,尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。
④主梁纵桥向只能设置一个支座，横桥向不多于两个。
4荷载横向分布影响线的计算方法主要有： 杠杆原理法 、 偏心受压法（刚性横梁法） 、 修正的偏心受压法（刚性横梁法） 比拟板法（G-M）、横向铰结板（梁）法和刚结板（梁）法 。
5 铁路下承式钢桁梁由 桥面 、 桥面系、 主桁 、 联结系 、制动撑架及支座组成。
1.作用于公路桥涵上的各种荷载和外力可分别为 永久荷载 、 可变荷载和偶然荷载
（1）若想得到同样的承载能力，低高度梁钢筋用量多些，为使力筋的重心尽量靠下，需加大下翼缘尺寸，截面变为工字形，下缘混凝土用量多
（2）从抗剪角度看，需提高腹板厚度
（3）从满足抗弯刚度角度看，上翼缘的尺寸也需加大
综上所述，混凝土用量增多
6．铁路有碴桥面中的碎石道床有哪些作用？
第二篇--钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥
第一节 钢筋混凝土和预应力混凝土
梁桥的一般特点
一、钢筋混凝土梁桥的一般特点 钢筋混凝土梁桥是钢筋混凝土结构的一种结构类型，因
此，它具有钢筋混凝土结构的所有特点，即： ➢混凝土骨料可以就地取材，因而成本低； ➢耐久性好，维修费用极少； ➢材料可塑性强，可以按照设计意图做成各种形状的结构； ➢可以采用装配式结构，工业化程度高，既提高工程质量又 加快施工进度； ➢整体性好，结构刚度大，变形小； ➢噪声小等。
❖ 第四章 装配式简支梁桥的构造
第一节 装配式简支梁桥的构造类型 第二节 装配式钢筋混凝土T形梁桥 第三节 装配式预应力混凝土T形梁桥 第四节 组合式梁桥
❖ 第五章 荷载横向分布计算
第一节 概述 第二节 杠杆原理法 第三节 偏心压力法 第四节 考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法 第五节 铰接板(梁)法和刚接板(梁)法 第六节 比拟正交异性板法 第七节 剪力荷载横向分布系数计算
钢筋混凝土梁桥，也有一些明显的不足之处 ：
➢在钢筋混凝土梁桥中，在梁的受拉区布置有受力的钢筋， 以承担外荷载产生的拉应力，钢筋和混凝土粘结在一起 共同变形，由于受到混凝土裂缝宽度的限制，所以钢筋 的拉应变或应力也将受到相应的制约。
➢另外，就地浇筑的整体式钢筋混凝土梁桥，由于施工工 期长，消耗的支架和模板多，而且施工受季节的影响很 大，往往会使施工费用增加。
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(三)横向排水孔
对于一些跨径不 大，不设人行道的小 桥，有时为了简化构 造和节省材料，可以 直接在行车道两侧的 安全带或缘石上预留 横向孔道，用铁管或 竹管等将水排出桥外 (图2-2-8)。管口要伸 出构件0.02～0.03m以 便滴水。
(四)封闭式排水系
对于城市桥 梁、立交桥及高 速公路上的桥梁， 应该避免泄水管 挂在板下，这样 既影响桥的外观， 又有碍公共卫生。 完整的排水系统 应将排水管道直 接引向地面，如 图2-2-9所示。
钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥
钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥在现代桥梁工程中，钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥是应用极为广泛的两种桥梁结构形式。
它们以其独特的优势，在交通基础设施建设中发挥着重要作用。
钢筋混凝土梁式桥是最为常见的一种桥梁类型。
它主要由钢筋和混凝土组成，钢筋承受拉力，混凝土承受压力。
这种结构的优点在于施工工艺相对简单，成本较低，而且材料容易获取。
在设计和建造过程中，工程师会根据桥梁的跨度、荷载要求以及使用环境等因素，合理确定钢筋的布置和混凝土的强度等级。
对于较小跨度的桥梁，钢筋混凝土简支梁桥是常见的选择。
简支梁桥的结构简单，受力明确，施工方便。
然而，其缺点也较为明显，由于在支点处存在负弯矩，导致梁体在支点附近容易出现裂缝，从而影响桥梁的耐久性。
为了克服简支梁桥的这一缺点，连续梁桥应运而生。
连续梁桥通过在支点处连续连接多个梁段，使得支点负弯矩得以减小，正弯矩分布更加均匀，从而提高了桥梁的跨越能力和承载能力。
但连续梁桥的施工难度相对较大，需要采用较为复杂的施工方法，如悬臂施工法等。
预应力混凝土梁式桥则是在钢筋混凝土梁式桥的基础上发展而来的一种更为先进的结构形式。
通过对混凝土梁预先施加预应力，可以有效地提高梁的抗裂性能和承载能力。
预应力的施加方式主要有先张法和后张法两种。
先张法是在混凝土浇筑前，先将预应力钢筋张拉并锚固在台座上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力钢筋，使混凝土获得预压应力。
后张法则是先浇筑混凝土，在混凝土中预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋穿入孔道并进行张拉，然后用锚具将预应力钢筋锚固在梁端。
预应力混凝土梁式桥具有很多优点。
首先，它能够有效地控制裂缝的开展，提高桥梁的耐久性。
其次，由于预应力的作用，可以减小梁的截面尺寸，减轻结构自重，从而增加桥梁的跨越能力。
此外，预应力混凝土梁式桥的刚度较大，行车舒适性好。
然而，预应力混凝土梁式桥的施工工艺相对复杂，对施工设备和技术要求较高，成本也相对较高。
《桥梁工程》重点
桥梁工程第一篇总论第一章绪论一、名词解释：1.桥梁建筑高度：是上部结构底缘至桥面的垂直距离。
2.计算跨径（梁式桥）：对于设支座桥梁，为相邻支座中心的水平距离，对于不设支座的桥梁（如拱桥、刚构桥等），为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离。
3.标准跨径（梁式桥）：是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离。
4.桥梁全长：对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面行车道长度。
5.净跨径：对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距，不设支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。
二、问答题：1．桥梁由哪几部分组成？答：桥梁由五个“大部件”与五个“小部件”组成。
所谓五大部件是指桥梁承受汽车或其他作用的桥跨上部结构与下部结构，它们要通过所承受作用的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。
这五大部件是：1）桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构），是路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）中断时，跨越这类障碍的结构物。
2）支座系统，它支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构在荷载、温度变化或其他因素作用下所预计的位移功能。
3）桥墩，是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。
4）桥台，设在桥的两端，一端与路堤相接，并防止路堤滑塌。
为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。
另一侧则支承桥跨上部结构的端部。
5）墩台基础，是保证梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。
基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。
所谓五小部件都是直接与桥梁服务功能有关的部件。
这五小部件是：1）桥面铺装（或称行车道铺装）。
铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。
特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。
2）排水防水系统。
应迅速排除桥面上积水，并使渗水可能性降至最小限度。
此外，城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。
桥涵工程第三版—郭发忠第二章2-梁式桥设计
钢筋混凝土整体式简支板桥构造图
钢筋混凝土简支板桥的构造
二、装配式简支板桥的构造
• 适用范围—— 常用在16米－25米以下跨径 实心板 空心板——单孔、双孔
• 横向连接 企口铰——圆形、棱形、漏斗形 钢板连接
• 施工方法——预制拼装 • 截面形式
钢筋混凝土简支板桥的构造
钢筋混凝土简支梁桥的计算
• 设计计算的基本程序
开始 拟定尺寸 内力计算 截面配筋验算
否
是否通过 是
计算结束
钢筋混凝土简支梁桥的计算
• 简支梁桥计算主要任务 行车道板计算 荷载横向分布计算 结构内力计算 变形、变位计算
形、 T形、I形、槽形、箱形
装配式简支梁桥的设计与构造
二、装配式钢筋混凝土简支梁桥的构造与特点
装置式T形简支梁桥概貌
装配式简支梁桥的设计与构造
•主梁钢筋构造
钢筋的混凝土 保护层厚度
装配式简支梁桥的设计与构造
• 2）非预应力筋布置
装配式简支梁桥的设计与构造
• 装配式预应力混凝土简支梁标准设计图构造
装配式简支梁桥的设计与构造
• 先简支后连续的装配式预应力混凝土梁桥的工作特点与连 接构造
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• （3）铰接板的内力
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• 支承处1m宽板的弯矩为：
钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥设计简介
超静定结构，有附加内力 每个桥墩上只有一个支座
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第二节 梁式桥的主要类型及其适用情况
一、按承重结构的静力体系分 2、受力特点
简支梁桥： 支点弯矩为零 跨中正弯矩控制设计 悬臂梁桥： 支点负弯矩对跨中正 弯矩有卸载作用 连续梁桥： 支点负弯矩对跨中正 弯矩有卸载作用
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第二节 梁式桥的主要类型及其适用情况
要 求： 掌握梁式桥的分类方法及各种桥的特点
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第一节 梁式桥的一般特点
一 、钢筋混凝土梁式桥的一般特点
优点
混凝土骨料就地取材，成本低 耐久性好，养护费用低 可塑性好 装配式结构施工速度快 整体性好，结构刚度大，变形小
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第一节 梁式桥的一般特点
一 、钢筋混凝土梁式桥的一般特点
自重大，限制跨径
为什
缺点 抗裂性差
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பைடு நூலகம் 第一节 简支板桥的构造
二、装配式板桥的构造
（二）装配式板桥的横向连接
企口混凝土铰连接
钢板连接 返回36
第一节 简支板桥的构造
三、装配—整体式组合板桥
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第一节 简支板桥的构造
四、漫水桥的构造
➢与高水位桥有相同的承载能力 ➢尽可能减小水阻力，防止桥被冲毁
板的上下游边缘做成圆端形
板通过栓钉与墩台锚固 不设抬高的人行道和缘石
静定结构，无附加内力 每个墩上设有两个支座，各孔独立受力
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第二节 梁式桥的主要类型及其适用情况
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第二节 梁式桥的主要类型及其适用情况
一、按承重结构的静力体系分 1、结构特点：
➢悬臂梁桥
静定结构，无附加内力 每个桥墩上只有一个支座
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第二节 梁式桥的主要类型及其适用情况
最新国家开放大学电大本科《桥梁工程》简答题题库及答案(试卷号：1196)
最新国家开放大学电大本科《桥梁工程》简答题题库及答案（试卷号：1196）最新国家开放大学电大本科《桥梁工程》简答题题库及答案（试卷号：1196）简答题1．简述桥梁的组成结构。
答：桥梁分为上部结构（桥跨结构）和下部结构，下部结构包括桥墩、桥台、基础。
(1)桥跨结构（或称桥孔结构，上部结构），是在线路遇到障碍而中断时，跨越障碍的主要承结构。
(2)桥墩、桥台、墩台基础（统称下部结构），是支承桥跨结构并将恒载和车辆等荷载传至地基的建筑物。
2.杠杆法计算荷载横向分布系数的步骤是什么？答：(1)绘制主梁的荷载反力影响线； (2)确定荷载的横向最不利的布置；(3)内插计算对应于荷载位置的影响线纵标71i;(4)计算主梁在车道荷载和人群荷载作用下的横向分布系数。
3．装配式梁桥设计中，构件划分应遵守哪些规则？答：(1)根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量； (2)拼装接头的数量要少，并应尽量设置在内力较小处，同时，接头形式要牢固可靠，施工要方便； (3)构件的形状和尺寸应力求标准化，增强互换性，构件的种类应尽量减少。
4.拱桥的基本组成结构包括哪几部分？答：拱桥的基本组成结构与梁桥一样，主要组成部分为上部结构和下部结构两部分组成。
其中上部结构包括：主拱、拱上建筑、桥面系；下部结构主要由支撑相邻桥跨的桥墩、支撑桥梁边跨并与路堤连接的桥台及其辖的基础组成。
5.斜拉桥目前广泛采用的密索体系与早期使用的稀索体系相比有何优点？答：(1)索距减小使主梁弹性支承点增加，主梁内力显著降低，且较均匀，梁高减小； (2)提高主梁刚度，减小其跨中挠度； (3)有利于悬臂法施工，减少因承受施工荷载而过多增加辅助钢材； (4)索力分散，每根拉索拉力小，锚固相对简单。
6.桥梁设计必须遵照的原则是什么？对常规桥梁，通常采用两个阶段设计的主要内容是什么？答：桥梁设计必须遵照适用、经济、安全和美观的原则进行。
对常规桥梁，通常采用两个阶段的设计的主要内容是：在初步设计阶段：设计单位应根据设计任务书中所确定的桥位、荷载等级、各项技术要求（如桥宽、通航净空、桥面标高等），按照桥梁设计原则，进行桥梁的方案设计。
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x— 荷载距支承边缘的
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南京工业大学土木工程学院交通工程系
(2)悬臂板的荷载有效分布宽度 悬臂板在荷载作用下除了直接承载的板条外，相邻的板条也产 生挠曲而承受部分荷载。其弯距分配不均匀 (图3－31)，按最大 负弯矩换算的有效分布宽度为悬臂板跨径的两倍左右。即荷载可 近似地按45°角向悬臂板支承处分布。 悬臂板在根部的有效分布宽度为 (图3－32)： a=a1+2b′=a2+2H+2b′ 式中：b′—承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。 对于分布荷载靠近板边的最不利情况，b′等于悬臂板的跨径 l０，则： a=a1+2l０=a2+2H+2l０ 式中：l０—悬臂板的跨径。 无论是单向板还是悬臂板，对于履带车荷载，均取1m宽的板条 进行计算。
M 0 P＝(1 ) P b (l 1 ) 8a 2
式中：P——轴重(应取加重车后轴轴重)； a——板的有效分布宽度； l——板的计算跨径； μ ——汽车冲击系数。 上一页
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(1)多跨连续单向板的内力计算(3) 对于位于肋间的板： 计算弯矩时l=l０+t，但不大于l０+b； 计算剪力时l=l０ ，其中l０为板的净跨径；t为板的厚度，b为 梁肋宽度。 如果板的跨径较大，可能还有第二个车轮进入跨径内，对此应 按结构力学影响线加载方法将荷载布置得使跨中弯矩为最大。 M０g为每米宽板条的跨中恒载弯矩，按下式计算： M０g=gl2/8 式中：g——1m宽板条的荷载强度。
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2.车轮荷载在板上的分布 作用在桥面上的车轮压力， 通过桥面铺装层扩散到桥面板 上。 充气轮胎与桥面的接触面积 近似于椭圆。为计算方便近似 取a2×b2的矩形面积。 荷载在铺装层中假定按45° 角扩散。桥面桥上的矩形荷载 压力面为： a1=a2+2H b1=b2+2H 荷载分布集度p为： p=P/2a1b1
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荷载作用位置不同时，板中弯矩分布
(1)单向板；(2)悬臂板
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(1)单向板的荷载有效分布宽度
1)荷载位于跨径中间(图3-29) 单独车轮位于跨中： a=a1+Lb/3=a2+2H+Lb/3，≮2Lb/3 式中：Lb—板的计算跨径；a2—车轮(或履带)沿行车方向的着地长 度；b2—车轮(或履带)的宽度，a2、b2参阅《桥规》；H—铺装层的 厚度；a1、b1—作用在主梁顶面的矩形荷载压力面的边a1=a2+2H， b1=b2+2H。 几个相靠近的车轮荷载位于跨中： a=a2+2H+d+Lb/3，≮2Lb/3+d d—最外两个荷载的中心距离。 2)荷载位于支承边处：a=a1+t=a2+2H+t，≮Lb/3 t——板的厚度。 3) 荷载靠近板的支承处： ax=a0+2x ，≯ a 距离。
3.3.2行车道板计算
1.行车道板的类型 2.车轮荷载在板上的分布 3.板的有效工作宽度 4.行车道板内力计算
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1.行车道板的类型 行车道板实际上都是周边支承的板。 理论研究表明：对于四边支承的板，当板的长边与短边之比 La/Lb≥2时，则荷载的绝大部分沿短跨方向传递，而沿长跨方向 传递的荷载不足6％。 通常把边长比大于和等于2的周边支承板称为单向受力板(简称 单向板) ，长宽比小于2的板，称为双向板。
装配式梁桥的翼板(一般La/Lb≥2)一种为翼缘板端部是自由缝 (图3－28c)，系三边支承的板，沿短跨方向作为一端嵌固而另一 端自由的悬臂板设计；另一种为相邻翼缘板端部用铰形成铰接缝 (图3-28d)，行车道板应按一端嵌固而另一端铰接的铰接板设计。 一般情况下梁桥行车道板受力图式为：(1)单向板；(2)悬臂板； (3)铰接板。
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4.行车道板内力计算 对于实体的矩形行车道板通常由弯矩控制设计。设计时，习惯 以每米宽板条来进行计算比较方便。 (1)多跨连续单向板的内力计算 (2)悬臂板内力计算
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(1)多跨连续单向板的内力计算(2) 当t/h＜1／4时： 跨中弯矩 M中＝０.5 M０ 支点弯矩 M支＝-０.7M０ 当t/h≥1／4时： 跨中弯矩 M中＝０.7 M０ 支点弯矩 M支＝-０.7M０ 式中： M０＝M０p+M０g M０p为1m宽简支板条的跨中活载弯矩(上图)，对于汽车荷载：
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3.板的有效工作宽度 行车道板在车轮荷载作用下的实际受力状态通常为周边弹性支 承的板。在实际设计计算中,通常将弹性支承的板简化为梁来计 算。即适当选择梁的宽度,使得具有相同高度的等效梁的最大内 力与实际行车道板的单宽板内力相同。这样选择的梁的宽度称为 板的荷载有效分布宽度。 设想用等效矩形内力 图替代曲线内力图： a×mxmax=∫mxdy=M a=M/mxmax M—车轮荷载产生的跨中 总弯矩。 mxmax —荷载中心处的最 大单宽弯矩值。
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(1)多跨连续单向板的内力计算(1) 多跨连续板与主梁肋是整体连接在一起的，当板上有荷载作用 时，会使主梁产生相应变形，而这种变形又影响到板的内力。如 果主梁的抗扭刚度极大，板的工作就接近于固端梁(图a)，如果 主梁抗扭刚度极小，板在梁肋支承处就接近自由转动的铰支座， 则板的受力就如多跨连续梁(图c)。实际上行车道板在梁肋的支 承条件，既不是固端，也不是铰接，而是弹性固接(图b)。 对于弯矩可先算出跨度相同的简支板的跨中弯距M０，然后根据 实验和理论分析的数据加以修正。弯矩修正系数可视板厚 t与梁 肋高度h的比值选用。