《桥梁工程》学习指导书版Word格式文档下载.docx
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本课程的课程设计原则上安排在同学学习完第二篇之后进行，要求同学根据《课程设计任务及指导书》的规定认真完成，并在规定的时间内交批。
需要注意的是，课程设计的成绩是单独进行评定。
最后，推荐同学们购备或借阅下列教材和参考书供学习时参考：
[1]主教材：
姚玲森主编．桥梁工程（第二版）．北京：
人民交通出版社，2008.7．
[2]刘龄嘉主编．桥梁工程．北京：
人民交通出版社，2007.1．
[3]中华人民共和国行业标准．公路桥涵设计通用规范（JTGD60—2004）．北京：
人民交通出版社，2004.9．
[4]中华人民共和国行业标准．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62—2004）．北京：
[5]易建国主编．混凝土简支梁（板）桥（第三版）．北京：
人民交通出版社，2006.9．
思考题
第一篇总论
1．桥梁有哪些基本组成部分？
它们各有什么作用？
2．什么是计算跨径、净跨径？
它们有何区别？
3．什么是建筑高度和容许建筑高度？
它们有何关系？
4．桥梁按基本体系可分为哪些主要类型？
试分析比较这些基本桥型的受力特点、适用情况和优缺点。
5．上承式、下承式和中承式桥各有什么特点？
6．桥梁设计应考虑哪些基本要求和原则？
一般需要收集调查哪些设计资料？
7．桥梁工程项目的建设和运营包括哪些程序？
桥梁设计一般可分为哪几个工作阶段？
各阶段的主要工作内容是怎样的？
8．桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计主要包括哪些内容？
9．桥梁分孔时要考虑哪些因素？
10．在公路桥梁设计中要考虑哪三类作用（或荷载）？
它们具体包括哪些主要的作用（或荷载）？
11．为什么要考虑汽车荷载的冲击力、离心力和制动力？
12．桥梁的设计作用效应要考虑哪几种组合？
它们各由哪些作用效应组合而成？
桥梁设计为什么要以所谓的“最不利效应组合”为设计依据？
第二篇钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥
1．简支梁桥的上部构造由哪些部分组成？
各部分有何作用？
试述车辆荷载（活载）从桥面到基础底面的传力路径。
2．试述钢筋混凝土梁桥和预应力混凝土梁桥的一般特点。
3．试比较板式、肋板式和箱形截面梁桥的受力特点及其适用范围。
4．参照教材图2-1-2，试说明整体式板桥、装配式板桥和装配—整体组合式板桥的受力特点有何区别？
5．桥面构造一般包括哪些部分？
各有什么作用？
6．桥面铺装防水层应如何选用？
桥面排水设施通常有哪些形式？
7．伸缩缝有何作用？
其构造和功能上通常要满足哪些要求？
试绘制一种伸缩缝的构造简图，并说明其工作原理。
8．在多孔简支梁桥中，可以采取何种构造措施减少伸缩缝的数量？
其受力特点是怎样的？
9．板桥有什么优缺点？
它适用于哪些场合？
10．试比较整体式板桥和装配式板桥的受力特点和钢筋布置构造。
11．试述教材图2-3-2中哪些是纵向主筋、分布筋、箍筋和架立筋？
各类钢筋的作用是什么？
12．试说明教材图2-3-5中各种钢筋的名称及其作用。
13．装配式板桥中为什么要设置横向连接构造？
其连接形式和传力特点是怎样的？
14．简支斜交板的受力特点与正交板相比有什么不同？
其配筋构造有何特点？
15．教材图2-4-1中∏形、T形和箱形截面的受力特点及其适用范围分别是怎样的？
16．试述采用纵向水平缝划分的T形组合梁桥和整体预制的装配式T形梁桥在受力性能上的区别，并绘出相应的截面应力图加以说明。
17．装配式T形简支梁桥（主梁、翼缘板、横隔梁）的一般构造布置有何特点？
其截面尺寸是如何拟定的？
18．横隔梁的作用是什么？
横隔梁的设置与否对桥梁的受力性能和施工有何影响？
19．试绘制装配式钢筋混凝土T形简支梁桥主梁和翼缘板纵截面和横截面的一般配筋构造示意图，标明各种钢筋的名称，并说明其主要构造要求。
20．什么是T梁焊接钢筋骨架？
它有何优缺点？
它是如何适应简支梁的弯矩和剪力图而配筋的？
21．装配式主梁有哪些横向联结构造？
试绘制一种横隔梁联结构造的示意图。
22．什么是预应力混凝土梁的截面效率指标？
在截面设计时如何根据该指标选取（或校核）截面形式？
23．预应力混凝土简支梁的纵向预应力主筋主要有哪几种布置形式？
其优缺点和适用情况各是怎样的？
24．试用索界图和减余剪力图说明预应力混凝土简支梁中预应力筋需要从跨中向梁端弯起的原理。
25．预应力梁端部锚固区的构造应考虑哪些问题？
26．预应力混凝土梁除纵向预应力筋外，通常还要配置哪些非预应力受力钢筋和构造钢筋？
27．试计算统计教材表2-4-3中各梁型的高跨比，并比较相同跨径梁的各项材料用量指标和预制梁重，说明各梁型的优缺点和适用范围。
28．简支梁桥的设计计算一般包括哪些项目？
桥梁结构设计和计算（验算）的一般步骤是怎样的？
29．在教材图2-5-2中，运用力法原理可导得Pa=
，Pb=P－Pa，试变动十字形梁的跨径或惯矩，对Pa和Pb有什么影响？
并以此说明单向板和双向板的概念、受力及配筋特点。
30．车轮荷载在桥面板上的分布是怎样考虑的？
31．什么是板的有效工作宽度？
单向板和悬臂板的有效工作宽度各是怎样计算的？
32．如何区分多跨连续单向板、铰接悬臂板和自由端悬臂板？
其内力计算图示有何不同？
33．试阐述荷载横向分布和荷载横向分布系数的概念。
34．试分别叙述常用的几种荷载横向分布计算方法的原理及适用情况。
35．试述荷载横向分布系数和结构内力的一般计算步骤。
36．在偏心压力法中，若各主梁刚度不等，则其荷载分布图与荷载横向分布影响线有何差别，又有什么联系？
37．修正偏心压力法是考虑什么因素的影响对偏心压力法进行修正的？
两者的计算结果有何差别？
38．在铰接梁（板）法、刚接梁法和G－M法中，为什么要采用半波正弦荷载进行分析？
39．试归纳铰接板（梁）法计算荷载横向分布系数的原理和步骤。
40．铰接板法中刚度参数γ的物理意义是什么？
通常希望γ值大一些还是小一些，为什么？
41．铰接板法中各板块的抗弯和抗扭刚度（EI、GIT）不等与相等时，其计算有何差别？
42．试述刚接梁法计算荷载横向分布系数的原理和步骤，其和铰接梁法有何联系和区别？
43．试述比拟正交异性板法计算荷载横向分布系数的原理和步骤，其中参数θ和α的物理意义是什么？
44．为什么荷载横向分布系数沿桥跨方向会有不同？
在计算内力时一般如何考虑m系数沿桥跨变化的影响？
45．写出活载内力（M、Q）的一般计算公式，说明各符号的含义。
46．为什么要进行荷载效应组合？
设计内力值计算和确定的原则是怎样的？
47．如何绘制主梁的内力包络图？
它在桥梁设计中有什么作用？
48．试述横隔梁内力计算的方法和步骤。
49．为什么要验算桥梁的挠度？
为什么是通过验算活载挠度来控制结构的刚度而不是验算恒载挠度（或总挠度）？
在设计中是怎样具体进行控制的？
50．支座的作用是什么？
固定支座和活动支座的布置应注意哪些原则？
简支梁、连续梁和悬臂梁桥支座的设置各应注意哪些问题？
51．橡胶支座（板式、盆式）、弧形钢板支座和钢筋混凝土摆柱式支座在构造上各是如何满足其功能要求的？
其适用情况各是怎样的？
52．橡胶支座的设计计算包括哪些内容和步骤？
53．预制装配施工法与就地浇筑施工法相比各有哪些优缺点？
这两种施工方法应如何选取？
54．分述预应力混凝土简支梁先张法和后张法制作的主要工序，比较其优缺点及适用情况。
55．预制梁常用的安装方法有哪几种？
试比较各种方法的适用情况。
第三篇悬臂与连续体系梁桥
1．结合教材图3-1-1，分析比较简支梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和刚构式桥四种梁桥结构体系在力学性能、施工、运营和对地基要求等方面的优缺点和适用情况。
2．在无外界条件限制的情况下，多跨连续梁桥跨径布置的原则是怎样的？
为什么？
3．试述等高度梁和变高度梁的优缺点及其适用情况。
4．试比较带挂梁和带铰T形刚构桥以及连续刚构桥的受力、构造和运营等方面的特点和适用情况。
5．根据施工方法的不同，连续梁桥预应力筋的纵向布置形式有哪些？
各有何优缺点？
6．大跨度预应力混凝土梁桥为什么常常采用三向预应力的设计？
横向和竖向预应力通常设置在哪些位置？
作用各是什么？
7．何谓牛腿？
试阐述其受力、构造、预应力筋和普通钢筋布置的特点。
8．何谓超静定结构影响力（附加内力、次内力）？
它可能是由哪些因素引起的？
9．什么叫非简支体系的纵向刚度修正系数，它在活载内力计算中起什么作用？
10．平衡悬臂施工法中要注意哪些关键问题？
试比较悬臂浇筑法和悬臂拼装法施工的步骤、优缺点和适用情况。
试述三跨连续梁桥采用悬臂浇筑法施工过程中的体系转换过程，并绘出各主要施工阶段图示及相应的主梁弯矩分布图。
11．试述预应力混凝土连续梁采用顶推法施工的基本工序，该法有哪些优缺点？
导梁和临时墩在施工过程中起什么作用？
12．移动模架施工法有什么优缺点？
其适用情况如何？
第四篇混凝土拱桥
1．拱桥的力学性能与梁桥相比有何不同？
其优缺点如何？
为什么说用圬工和钢筋混凝土材料建造拱桥是比较经济合理的？
2．拱桥有哪些主要组成部分，各部分的作用分别是什么？
各部分的传力途径又是怎样的？
3．按结构图示分，简单体系拱有哪几种类型？
4．组合体系拱桥可分为哪几种主要类型？
其受力特点各是怎样的？
5．试述板拱、肋拱、双曲拱和箱形拱等拱圈截面形式的优缺点和适用范围。
6．拱桥的设计控制高程有哪几个？
根据哪些原则来确定这些高程？
7．什么是主拱的矢跨比？
它对拱桥的设计和施工有什么重要意义？
8．拱轴线形的选择对拱桥的设计与施工有何影响？
选择拱轴线的一般原则是怎样的？
9．何谓荷载压力线？
压力线的形状和哪些因素有关？
它和拱轴线的相对位置对拱圈内力有何影响？
什么是合理拱轴线？
在实际设计中，为什么通常就采用恒载压力线作为设计拱轴线？
10．常用的拱轴线型有哪几种？
它们的特点和适用情况如何？
11．减小不等跨分孔拱桥的不平衡恒载水平推力的措施有哪些？
其原理是怎样的？
12．等截面和变截面拱圈的适用情况各如何？
变截面拱圈的截面有哪两种变化形式？
采用变截面拱对拱圈的受力和稳定性有什么影响？
13．根据受力需要，砌筑的料石拱圈在构造上应满足哪些要求？
14．双曲拱桥的拱圈由哪几部分组成？
各部分的作用是什么？
它是如何实现“化整为零、集零为整”的？
这种拱圈有何优缺点？
15．为什么大跨径、无支架施工的拱桥采用箱形拱圈比较适宜？
16．箱形拱圈的施工方法有哪几种？
其主要工序和优缺点各是怎样的？
17．拱上建筑的构造有哪些形式？
试述各种形式的特点及适用场合。
18．为什么要设置伸缩缝和变形缝？
它们分别应布置在哪些位置？
在构造上它们有何区别？
19．试述钢管混凝土拱肋的受力特点和截面构造形式。
20．钢筋混凝土整体式拱桥（桁架拱桥和刚架拱桥）有哪些优缺点？
其构造有何特点？
21．试述桁架拱桥和刚架拱桥各自的主要特点，以及拱片之间有哪些横向联结构造？
分别设置在哪些位置？
试绘制拱片横向联结构造示意图。
22．拱式组合桥有哪几种主要结构类型？
拱和梁之间的相对刚度变化对结构的受力特征有何影响？
23．多肋式拱桥拱肋间的横向联系构造有什么作用？
主要有哪几种构造形式？
分别应布置在哪些位置？
24．什么是拱上建筑与主拱的联合作用？
该作用的大小与哪些因素有关？
与活载的横向分布又有何关系？
25．拱轴系数m的物理意义是什么？
它和悬链线的形状有什么关系？
m=1时的悬链线为什么就是二次抛物线？
26．实腹式拱是如何确定m系数的？
27．为什么空腹式拱多采用悬链线作为拱轴线？
何为“五点重合法”？
空腹拱是如何确定m系数的？
28．什么叫拱圈的弹性压缩？
无铰拱桥在考虑拱圈弹性压缩后，其拱轴线和恒载压力线是否吻合？
试绘出这两条曲线的相对位置。
弹性压缩对无铰拱的内力（轴向力、弯矩和剪力）有什么影响？
试作出由于弹性压缩产生的拱圈弯矩图形状（标明弯矩正、负号）。
弹性压缩对三铰拱的内力有什么影响？
29．裸拱的自重内力分布有何特点？
采用无支架施工或早脱架施工的拱桥，其m系数宜如何选用？
30．试述拱圈活载内力的计算步骤和内容。
31．在超静定拱桥中，一般要考虑哪些附加荷载产生的内力？
这些附加力的产生出现在哪些场合？
它们对拱的内力各有何影响？
具体又是如何计算的？
32．无铰拱桥的内力控制截面一般有哪些截面？
各受哪一种内力控制？
33．试述应用假载法、临时铰法和改变拱轴线形法调整拱圈内力的基本原理和优缺点。
34．在简单体系拱桥结构有限元计算模型的建立和计算分析中，要注意哪些问题？
电算方法和手算方法相比有何优点？
35．试述桁架拱桥和刚架拱桥的计算特点。
36．拱的失稳有哪几种类型？
各在哪些情况下需要进行验算？
稳定性验算的基本方法有哪些？
37．在构造和施工方面，可以采取哪些措施提高拱圈（或拱肋）的纵向和横向稳定性？
38．什么叫连拱作用？
影响连拱作用的主要因素是什么？
39．考虑连拱作用后对拱圈的受力是有利还是不利？
对桥墩呢？
40．连拱内力计算的一般方法是怎样的？
和精确的位移法（考虑拱墩结点的水平位移和转角）比较，为什么连拱简化计算方法通常可以忽略结点转角的影响？
这种简化计算方法有何缺点？
41．拱架预拱度的设置要考虑哪些变形的影响？
预拱度的分布形式一般是如何设置的？
42．对于无支架或早期脱架施工的裸拱圈，其预拱度是如何设置的？
43．对于有支架施工的大、中跨径拱桥，拱圈为什么要采用对称、分段、分环的施工方法？
44．如何掌握拱圈的合拢温度？
为什么合拢温度太高对拱圈的受力不利？
45．多跨连拱的施工要注意什么问题？
46．无支架施工法适用于哪些场合？
主要包括哪些施工方法？
47．缆索吊装施工法的主要工序是怎样的？
48．拱段吊点（支点）位置的确定要考虑哪些问题？
49．无支架施工加载程序设计的一般原则是怎样的？
50．试述劲性骨架施工法的主要工序和优缺点。
51．试述转体施工法的主要类型、基本原理和适用场合。
第五篇缆索承重体系桥梁
1．在各种桥型中，为什么缆索承重体系桥梁具有最大的跨越能力？
2．缆索承重体系桥梁有哪些类型？
其基本受力特点和优缺点各是怎样的？
3．试述斜拉桥的基本受力特点和适用范围。
4．试比较塔、梁、墩之间不同的结合关系形成的四种体系斜拉桥的结构类型、主要构造特点、受力特点和适用范围。
5．试述斜拉索几种主要布置形式（空间布置形式、索面内布置形式、拉索间距）各自的优缺点和适用情况。
6．斜拉桥主梁的受力特点是怎样的？
主梁的受力和索塔、拉索具有怎样的相互关系？
试述几种常用混凝土主梁截面形式的特点及其适用场合。
7．斜拉桥的结构分析包括哪些内容？
和梁式桥相比，其静力和动力性能有何特点？
8．试述悬索桥的基本受力特点、体系类型和适用范围。
9．悬索桥加劲梁的受力特点是怎样的？
试述常用加劲梁形式的特点及其适用场合。
第六篇桥梁墩台
1．桥墩和桥台各有什么作用？
它们主要承受哪些荷载（或作用）？
2．试述桥墩的主要类型、受力特点及其适用性。
3．试述桥台的主要类型、受力特点及其适用性。
4．梁桥与拱桥的桥墩（台）在受力要求和构造布置上有何区别？
5．墩台的设计验算要满足哪些基本要求？
验算步骤和项目是怎样的？
6．梁桥重力式桥墩通常要考虑哪三种作用效应组合？
分别对应于哪些验算项目？
试作出这些作用效应组合的计算图示。
7．试以教材图6-2-2中的不等跨拱桥重力式桥墩为对象，具体写出墩顶产生最大水平力的作用效应组合表达式，以及相应的墩底竖向力和弯矩组合表达式。
8．重力式墩（台）通常需要进行哪几项验算？
9．柔性排架桩桥墩的构造和计算有哪些特点？
试作出梁桥柔性墩的一般计算图示。
10．试述空心薄壁桥墩的优缺点、适用范围和一般构造特点，其计算（验算）中要考虑哪些特殊问题？
11．梁桥桥台的车辆布置与作用效应组合通常要考虑哪三种情况？
试作出其计算图示。
12．拱桥桥台的车辆布置与作用效应组合一般考虑哪两种情况？
13．试述梁桥轻型桥台的主要特点和验算内容。
14．拱桥轻型桥台的计算特点与重力式桥台有何不同？
其主要验算内容有哪些？
15．试述框架式桥台的主要构造形式、适用范围和计算特点。
16．组合式桥台有多种构造组合形式，其共同的构造和受力特点是怎样的？
17．桥梁墩台的两类施工方法——就地浇筑（砌筑）施工法和预制装配施工法各有哪些优缺点？
施工质量控制措施和要求主要有哪些方面？
习题一
1．图示某钢筋混凝土铰接T梁桥，桥面铺装为厚度
的沥青混凝土（
），钢筋混凝土桥面板平均厚度为15cm（
），主梁间距为1.6m，试求A—A截面的承载能力极限状态设计弯矩和剪力。
提示：
（1）活载采用汽车车辆荷载计算；
（2）车轮着地长度
，宽度
；
冲击系数取
（3）内力组合公式为：
。
2．某计算跨径为20m的钢筋混凝土简支梁桥，在
、
和支点处共设置五道横隔梁，其横截面如图所示，各主梁刚度相同但不等间距。
试用杠杆原理法和偏心压力法（不计主梁抗扭作用）求2号梁的：
（1）支点荷载横向分布系数m0与跨中区段荷载横向分布系数mc沿跨长的变化图（求出m0、mc并绘出图形）；
（2）汽车荷载跨中最大弯矩和支点最大剪力。
（1）冲击系数取
，
（2）汽车荷载为公路—I级（均布荷载qk＝10.5kN/m，集中荷载Pk：
计算弯矩效应时取238kN，计算剪力效应时取285.6kN），其纵、横向布置如下图所示。
3．某装配式钢筋混凝土简支板桥由9块铰接板组成，各板的荷载横向影响线竖标值如下表所示。
当3号板和8号板的跨中轴线处同时作用集中力P=100kN时，求4号板和8号板跨中各受到多大的力？
各板荷载横向影响线竖标值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
板1
0.278
0.217
0.152
0.107
0.077
0.057
0.044
0.036
0.032
板2
0.212
0.172
0.123
0.088
0.064
0.040
0.041
0.035
板3
0.182
0.109
0.080
0.060
0.049
板4
0.122
0.169
0.144
0.105
板5
0.089
0.166
4．某钢筋混凝土简支铰接T形梁桥的跨中横截面如图所示，已知各主梁的抗弯刚度EI、抗扭刚度GIt均相同，并可求得ω、
、f的值。
试求当中梁轴线上作用单位正弦荷载
（l为梁的计算跨径）时，各主梁分配到多少荷载（写出力法方程、各系数的表达式，解出未知赘余力）？
跨中横截面
习题二
1．图示三铰拱拱轴线方程为二次抛物线
（lx－x2），l=16m，f=4m。
试求：
（1）截面D及E的弯矩、剪力和轴力，并与同跨度、等截面的简支梁内力作对比；
（2）求出l/8、l/4、3l/8、l/2、5l/8、3l/4、7l/8各截面的弯矩值，并以此绘出拱圈弯矩图；
（3）若f=8m（其他条件不变）时，支点反力与截面内力有什么变化？
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