桥梁工程期末复习重点.doc

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第一章总论

1桥梁四个基本组成部分：

上部结构，下部结构，支座和附属设施

2桥梁有梁拱吊三大基本体系。

梁桥以受弯为主，拱桥也受压为主，吊桥以受拉为主。

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。

拱式桥的主要承重结构是拱圈或者拱肋。

刚构桥的主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处有很大刚性，以承担负弯矩作用。

斜拉桥由塔柱主梁和斜拉索组成，基本受力特点是：

受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。

3名词术语

净跨径：

对设立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。

总跨径：

是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，反映了桥下宣泄洪水的能力。

计算跨径：

对于设支座的桥梁，为相邻支座中心的水平距离；对于不设支座的桥梁，为上下部结构的相交面之中心间的水平距离。

标准跨径：

对于梁式桥，板式桥以两桥墩中心线之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准，拱式桥和涵洞以净跨径为准。

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系行车道长度。

桥下净空：

是为了满足通航的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限。

桥梁建筑高度：

是上部结构底缘至桥面顶面的垂直距离。

桥面净空：

是桥梁行车道，人行道上方应保持的空间界限。

4桥梁立面总体设计：

包括确定桥梁的总跨径，分孔，各种标高，桥上和桥两头的纵坡以及基础的埋置深度。

5桥梁的设计步骤：

分前期工作阶段和设计工作阶段。

前者分：

预工程可行性研究阶段和工程可行性研究阶段。

后者分：

初步设计，技术设计和施工图设计三个阶段

6桥梁设计方案的筛选步骤：

一，明确各种标高的要求，二，桥梁分孔和初拟桥型方案草图，三，方案初筛，四，详绘桥型方案，五，编制估算或概算，六，方案选定和文件汇总

7桥梁上的作用分类列举：

永久作用:

结构重力，预加应力，土的重力，土的侧压力。

可变作用：

汽车荷载，汽车冲击力，人群荷载，风荷载。

偶然作用：

地震作用，船只或漂流物撞击作用，汽车撞击作用。

8永久作用是指结构在使用期间，其量值不随时间变化而变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。

9可变作用是指结构在使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的作用。

10汽车冲击力：

汽车以较高速度行驶过桥梁时，由于桥面不平整发动机震动等原因，会引起桥梁结构的震动，从而造成内力增大，这种动力效应称为冲击作用。

11汽车制动力：

车辆在减速或制动时，为克服车辆的惯性力而在路面与车辆之间产生的滑动摩擦力。

第二章

1混凝土梁式桥可分为：

从承重结构横截面形式上分为板桥，肋梁桥和箱型梁桥；从受力特点看，分为简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥;按施工方法，分为整体浇注式梁桥和预制装配式梁桥。

2桥面板横向连接有刚性接头和铰接接头两种。

刚性接头即可承受弯矩也可承受剪力，铰接接头只能承受剪力。

3混凝土桥梁的桥面部分包括桥面铺装，防水和排水设施，伸缩装置，人行道，缘石，栏杆和灯柱等构造。

4桥面铺装可采用沥青表面处治，水泥混凝土和沥青混凝土。

第三章混凝土梁桥的计算

1板的有效工作宽度

（1）单向板的荷载有效分布宽度

（2）悬臂板的荷载有效分布宽度

（计算方法见书第51页）

2车辆荷载产生的内力

3根据各种梁式桥不同的横向联结构造建立计算模型，有以下几种荷载横向分布计算方法：

1）杠杆原理法------把横向结构（桥面板和横膈膜）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁；

2）偏心压力法-----把横膈膜视作刚性极大的梁；

3）横向铰接板（梁）法-把相邻板（梁）视为铰接，只传递剪力；

4）横向刚接梁法------把相邻主混凝土梁之间视为刚性联结，即传递剪力和弯矩；5）比拟正交异性板法------将主梁和横膈膜的刚度换算成正交两个方向不同的比拟弹性平板来求解。

4偏心压力法

前提：

1）车辆荷载作用下，中间横隔梁可近似看作刚度为无穷大的刚性梁，保持直线的形状；2）忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。

在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上，在沿横向偏心布置的荷载作用下，总是靠近荷载一侧的边主梁受载最大。

5为了保证各主梁共同受力和加强结构的整体性，横隔梁本身或其装配式接头应具有足够的强度。

对于具有多根内横隔梁的桥梁，通常就只要计算受力最大的跨中横隔梁的内力，其他横隔梁可偏安全的仿此设计。

6桥梁挠度产生的原因有永久作用挠度和可变荷载挠度。

永久作用挠度可以通过施工时预设的反向挠度来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的线型

7桥梁的预拱度通常按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值二者之和采用，这就意味着在使用阶段常遇荷载情况下桥面基本上接近设计标高。

对于一般小跨径的钢筋混凝土梁桥，当由结构自重和汽车荷载所计算的长期挠度不超过l/1600时，可不设预拱度。

第四章梁式桥的支座

1固定支座和活动支座布置，应以有利于墩台传递纵向水平力为原则：

1）对于坡桥，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，为使全梁的纵向变形分散在梁的两端，宜将固定支座设置在靠近温度中心；但若中间支点的桥墩较高或因地基受力等原因，对承受水平力十分不利时，可根据具体情况将固定支座布置在靠边的其他墩台上。

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。

对于处在地震地区的梁桥，其支座构造还应考虑桥梁防震和减震的设施，通常应确保由多个桥墩分担水平地震力。

2支座的类型

1）简易垫层支座2）橡胶支座橡胶支座可分为板式橡胶支座，球冠圆板式橡胶支座，聚四氟乙烯橡胶滑板式支座，盆式橡胶支座

3板式橡胶支座的设计与计算包括确定支座尺寸、验算支座受压偏转情况以及验算支座的抗滑稳定性。

第五章其它体系桥梁、斜拉桥和悬索桥

1.悬索梁桥的力学特点：

与简支梁桥相比较，悬臂梁桥由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩显著减小，故可以减小跨度内主梁的高度，从而可降低钢筋混凝土用量和结构自重，而这本身又导致了恒载内力的减小。

2.T型刚构桥的分类和力学特点：

与简支梁桥相比较，T型刚构由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩显著减小，从而使结构具有较大的跨越能力。

T型刚构桥又可分为两种类型：

即两T构之间带挂梁和两T构之间带铰。

3.等截面连续梁桥的优缺点及适用范围

等截面连续梁一般适应以下情况：

①桥梁一般采用中等跨径，以40~60m为宜（国外也有达到80m跨径者）。

这样可以使主梁构造简单，施工快捷。

②立面布置以等跨径为宜，也可以采用不等跨布置。

③适应于有支架施工、逐孔架设施工、移动模架施工及顶推法施工。

当连续梁的跨径较大时，宜采用悬臂法施工，这样主梁支点截面的负弯矩将比跨中截面的正弯矩大得多，若主梁仍采用等截面布置，从受力上讲就显得不太合理，且不经济，这时，则以采用变截面连续梁桥更为有利。

4.主跨跨径接近或大于70m的大跨径预应力混凝土梁桥一般采用变截面形式。

原因是大跨度桥梁在恒载和活载作用下，支点截面设计负弯矩一般比跨中截面的设计正弯矩大，因此主梁采用变截面形式才符合受力要求，高度变化基本上与内力变化相适应。

5.连续梁主梁的内力主要有三个：

即纵向受弯、受剪及横向受弯。

通常所说的三向预应力就是为了抵抗上述三个内力。

纵向预应力抵抗纵向受弯和部分受剪，竖向预应力抵抗受剪，横向预应力则抵抗横向受弯。

6.超静定结构由于存在多余约束，在各种内外部因素的影响下，结构受到强迫变形后将在多余约束处产生约束反力，从而引起结构附加内力，这部分附加内力一般统称为结构次内力（或称为二次力）。

7.斜拉桥主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成。

8.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至索塔，再通过索塔传至地基。

9.斜拉桥的孔径布置：

双塔三跨式、独塔双跨式、三塔四跨式和多塔多跨式

10.斜拉索在立面上的布置方式常用的有辐射形、竖琴形和扇形这三种基本形式。

①辐射形布置的斜拉索沿主梁为均匀分布，而在索塔上则集中于塔顶一点。

由于其斜拉索与水平面的平均交角较大，故斜拉索的垂直分力对主梁的支承效果也大，与竖琴形布置相比，可节省钢材15%~20%,但塔顶的锚固点构造过于复杂。

②竖琴形布置中的斜拉索成平行排列，在索数少时显得比较简洁，并可简化斜拉索与索塔的连接构造，塔上锚固点分散，对索塔的受力有利，缺点是斜拉索的倾角较小，索的总拉力大，故钢索用量多。

④扇形布置的斜拉索是不相互平行的，它兼有上面两种布置方式的优点，故在设计中获得广泛应用。

11.斜拉桥的结构体系及优缺点（简答题）

⑴漂浮体系：

优点是主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值；由于主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和徐变内力均较小。

密索体系中主梁各截面的变形和内力的变化较平缓，受力较均匀；地震时允许全梁纵向摆荡，成为长周期运动，从而吸震消能。

缺点是当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，以抵抗施工过程中的不平衡弯矩和纵向水平剪力，由于施工不可能做到完全对称，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向摆动，应予注意。

⑵支承体系：

若采用一般支座来处理则无明显优点，若在墩顶设置一种可以用来调节高度的支座或弹性支承来替代从塔柱中心悬吊下来的拉索，并在成桥时调整支座反力，以消除大部分收缩、徐变等的不利影响，这样就可以与漂浮体系相媲美，并且在经济和美观方面将会有一定好处。

此外支承体系在悬臂施工中不需额外设置临时支点，施工比较方便。

⑶塔梁固结体系：

优点是显著减小主梁中央段承受的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小。

缺点是中孔满载时，主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜，使塔顶产生较大的水平位移，从而显著地增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩；另外上部结构重量和活载反力都需由支座传给桥墩，这就需要设置很大吨位的支座。

在大跨径斜拉桥中，这种支座甚至达到上万吨级，这样给支座的设计和制造及日后养护、更换均带来较大的困难。

⑷刚构体系：

优点是既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求；结构的整体刚度比较好，主梁挠度又小。

缺点是主梁固结处负弯矩大，使固结处附近截面需要加大；再则，为消除温度应力不得不在主梁跨中设置可以容许水平移动的剪力铰或挂梁，从而导致行车的不通畅，因此，这种体系比较适合于独塔斜拉桥。

12.悬索桥由缆索、桥塔（包括基础）、锚碇、吊杆、加劲梁、鞍座及桥面结构等几部分组成。

13.地锚式锚碇分为重力式锚碇和隧道式锚碇两种结构形式。

14.悬索桥按悬吊跨数可分为单跨悬索桥、三跨悬索桥和多跨悬索桥，按大缆的锚固形式划分，可分为地锚式悬索桥和自锚式悬索桥。

15.预应力连续梁桥横截面形式主要有板式、肋梁式和箱形截面。

其中，板式、肋梁式截面构造简单、施工方便，适用于中小跨径桥梁；箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能，是大中跨径预应力混凝土连续梁的主要截面形式。

16.斜拉索在里面上的布置方式常用的有辐射形、竖琴形和扇形这三种基本形式；扇形布置在设计中获得广泛应用。

17.悬索桥是以受拉大缆为主要承重构件的桥梁结构。

当设计的桥梁跨度在600m及以上时，悬索桥总是优先考虑的桥型。

悬索桥是目前所有桥型中跨越能力最大的一种桥型。

第六章混凝土梁桥的施工

1.简支梁桥的主要施工方法

a．就地浇筑法

优点：

它不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地，梁体结构中横桥向的主筋不用中断，故其结构的整体性能好。

缺点：

支架需要多次转移，使工期加长，如全桥多跨一次性立架，则投入的支架费用又将大大增高。

b．预制安装法

优点：

桥梁的上、下部结构可以平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量容易控制，可以集中在一处成批生产，从而降低工程成本。

缺点：

需要大型的起吊运输设备；由于在构件与构件之间存在拼接纵缝，例如简支T形梁之间的横隔板接头，施工时需搭设吊架才能操作，故比较麻烦；显然，拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。

2.悬臂体系和连续体系梁桥的施工方法大致可分为三类：

a．逐孔施工法

b．节段施工法

c．顶推施工法

3.顶推施工法有单点顶推和多点顶推两种具体方法，多点顶推虽具有免用大规模顶推设备、能有效地控制顶推梁的偏移、对桥墩的推力小、适用于具有柔性墩梁桥和弯梁桥的顶推等优点，但需要的设备较多，操作时需要同步进行，技术要求高。

第七章拱桥的计算

1.拱桥的主要优点是：

①跨越能力较大②能充分就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的刚才和水泥③耐久性能好，维修、养护费用少④外形美观⑤结构胶简单

2.拱桥的主要缺点是：

①自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基要求高②拱桥一般都采用支架施工的办法修建，随着跨径和跨高的增大，支架或其他辅助设备的费用也大大增加，从而增加了拱桥的总造价③由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采用较复杂的措施④与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立交及平原地区的桥梁时，因桥面标高提高，而使两岸接线长度增长，或者使桥面纵坡增大，既增大了造价又对行车不利。

因此也使拱桥的适用范围受到一定的限制。

3.拱桥上部结构由主拱圈和拱上建筑组成。

4.拱桥的下部结构由桥墩、桥台以及基础等组成，用以支承桥跨结构，将桥跨结构的荷载传至地基。

5.净矢高f0从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下最低点之连线的垂直距离。

6.计算失高f从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离

7.按照主拱的静力体系，简单体系的拱桥又可以分为

①三铰拱②两铰拱③无铰拱

8.拱片桥：

上边缘与桥面纵向平行，下边缘是拱形的有推力结构，成为拱片。

9.主拱圈截面通常可以分为下面几种类型

①板拱桥②板肋拱桥③肋拱桥④双曲拱桥⑤箱形拱桥

10.拱上建筑分为实腹式拱上建筑和空腹式拱上建筑

11.腹孔墩可分为横墙式和排架式

12.恒载的水平推力Hg与垂直反力Vg之比值，随矢跨比的减小而增大，当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之推力减小。

13.不等跨连续拱桥的处理方法

①采用不同的矢跨比②采用不同的拱脚标高③调整拱上建筑的恒载重量④采用不同类型的拱跨结构（简答题）

14．最理想的拱轴线是与拱上各种何在作用下的压力线相吻合，这时拱圈截面只受轴向压力，而无弯矩作用，从而能充分利用圬工材料的抗压性能。

15.拱桥常用的拱轴线类型，圆弧线、悬链线、抛物线。

16当拱的跨径和失高确定之后，悬链线的形状取决于拱轴线系数m，其线型特征可用l/4点纵坐标yl/4的大小表示。

17.钢筋混凝土结构可以分为内填型和内填外包型

18.钢管混凝土独特优点

①钢管本身就是耐抗压的模板，因而浇混凝土时，可省去支模、拆模等工序，并可适应先进的泵送混凝土工艺

②钢管本身就是钢筋，它兼有纵向钢筋和横向钢筋的作用，既受压，又能受拉

③钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段可起劲性钢骨架的作用，在使用阶段又是主要的承重结构，因此可以节省脚手架，缩短工期，减少施工用地，降低工程成本

④在受压构件中采用钢筋混凝土，可节省材料

19.其他类型拱桥桁架拱桥，钢架拱桥，中、下承式拱桥

第八章混凝土拱桥的施工

1．混凝土拱桥主拱圈的施工方法主要有三大类

（1）就地浇筑法

（2）预制安装法

（3）转体施工法

2.有支架施工中的支架形式有：

满布立柱式拱桥，撑架式拱桥。

三铰桁式桥拱和刚桥拱，前三种一般用于木材制造，适用于中小跨径拱桥，后一种一般用于在大跨径拱桥的施工上。

3．在支架上经行主拱圈的混凝土浇筑时要注意：

①对称、均匀和拱桥变形小为原则；②对于大跨径拱桥宜采用分层分段浇筑和留出间隔槽，具体位置可通过计算分析和遵循施工技术规范中的规定；③对于多孔连续拱桥还应该注意相邻孔之间的对称均匀施工。

4.卸架的程序是：

对于满布式拱架的小跨径拱桥，可以从拱顶开始，逐渐向拱脚对称卸落；对于大跨径主拱圈，可以从量变L/4处逐次对称向拱脚和拱顶均匀地卸落。

5.缆索吊装施工的主要设备是缆式起重机，它由主索、工作索、塔架和锚固装置四个基本本分组成。

6.采用缆索吊装法时，必须按照设备的起重能力将主拱从横方向上划分为若干条拱肋，从纵方向上划分为成奇数阶段，先行预制，然后移运到缆索吊机的起吊位置处等待起吊。

第九章桥梁墩台

1.梁桥墩主要由墩帽，墩身和基础三部分组成。

2.梁桥墩台可分为重力式墩、台和轻型墩台两大类。

重力式墩台是靠自身重量来衡量外力而保持其稳定，其墩、台身比较厚实，一般用天然石材或片石混凝土砌成。

但圬工体积较大，适用于地基良好的大、中型桥梁。

轻型墩，台的体积和自重较小，刚度小，受力后允许在一定范围内发生弹性变形，一般用钢筋混凝土和少量配筋的混凝土修建，适用于中、小跨径桥梁。

（简答题）

4.梁桥桥台可分为重力式桥台和轻型桥台

重力式桥台的通常型式是U型桥台，它由台帽、台身和基础三部分组成。

台后的土压力主要靠自重来平衡，故桥台本身多数由石砌、片石混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。

轻型桥台的体积、自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造，它借助结构物的整体刚度和材料的强度承受外力，从而可节省材料，降低对地基强度的要求和扩大应用范围，为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。

4.梁桥重力式桥墩

（1）第一种组合：

按桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况经行组合.

（2）第二种组合：

按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况经行组合。

（3）第三种组合：

按桥墩各截面的横桥方向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况经行组合。

5．重力式桥墩计算包括：

截面强度验算

桥墩的稳定性验算

墩顶水平位移验算

基础底面土的承载力和偏心距的验算

6.桥墩的稳定性验算

（1）纵向挠曲稳定验算

（2）桥墩的整体稳定性验算