桥梁概论复习资料 5页

第一章绪论1、桥梁的组成、各部分的定义及作用①桥跨结构（上部结构）：上部结构俗称桥跨结构，是跨越障碍的主要承重结构,习惯上是指支座以上跨越桥孔的结构物总称；②桥墩、桥台、基础（下部结构）：支承结构、向下传递荷载的结构物；③支座：支座是根据设计要求,允许上部结构产生一定变形的传力装置。2、主跨：多跨桥梁中的最大跨度净跨径：梁桥：设计水位上相邻两个桥墩（或墩台）之间的净距；拱桥：两拱脚截面最低点之间的水平距离；总跨径：各孔净跨径之和，反映桥位处泄洪能力大小计算跨径：对于梁式桥，相邻两支座间的距离，用于设计计算分析；对于拱桥是指相邻拱脚截面形心点之间的水平距离（比标准跨径略小）标准跨径：梁桥：相邻桥墩中心线间距离或桥墩中心线至桥台台背前缘之间距离。拱桥：即净跨径。桥梁全长：简称桥长，是桥梁两端桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，以L表示。对于无桥台的桥梁为桥梁行车道的全长。3、桥梁高度：是指桥面与低水位之间的高差或为桥面与桥下线路路面之间的距离；桥下净空高度：设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离；桥梁建筑高度：桥上行车路面高程至桥跨结构最下缘之间的距离；容许建筑高度：公路定线中所确定的桥面高程对通航净空顶部高程之差。建筑高度不得大于其容许建筑高度4、拱桥净矢高：从拱顶界面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。计算矢高：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。矢跨比：拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也成为拱矢度。5、桥梁按结构体系可以分为哪几类？各自的受力特点是什么？梁桥：竖向荷载下无水平反力，梁只承受剪力和弯矩Ø拱桥：墩台受竖向力、弯矩及水平推力，拱圈主要受压，也受弯矩和剪力。Ø刚构桥（刚架桥）：柱脚有水平反力、竖直反力和弯矩，梁部受弯为主，介于梁、拱之间。Ø悬索桥（吊桥）：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力Ø组合体系桥：代表性有钢架桥，钢构桥，斜拉桥，梁拱组合体系。第二章桥梁工程的规划与设计1、桥梁设计的基本原则①安全是桥梁结构设计的前提。既包括桥上车辆、行人的安全（护栏、隔离带）也包括桥梁本身的安全（伸缩缝）②适用性是桥梁结构设计的必要条件：能保证行车的通畅、舒适和安全；桥梁运量既能满足当前需要，也可适当照顾今后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不妨碍桥下交通或通航；在使用年限内，桥梁一般只需常规养护维修就可保证日常使用。③经济是桥梁结构设计的保证：对于重大的桥梁工程，必须进行多方案的比较，详细研究技术上的可行性和先进性以及经济上的合理性。④美观是桥梁设计必须考虑的一部分：合理的轮廓造型和布局正确表达力的传递结构风格和色彩与周围环境的和谐一致2、简述桥梁立面布置的要点（1）桥梁总跨径的确定：（由水文计算确定，防止河床过度冲刷）①满足水文计算要求。②桥梁的总长必须保证桥下有足够的排洪面积，以避免或减小桥梁墩台基础受到过大的冲刷l③同时又要控制工程规模。（2）桥梁分孔：（造价，结构体系，地质，通航）①跨径越大、孔数越少，上部结构造价就越高，墩台的造价就越小。最经济的方式是使上下部结构总造价趋于最低。l②一般对于通航河流桥梁，将通航孔布置在主航道位置，其余的桥孔选用经济跨径。③对于非通航河流应选用经济跨径为宜。（3）桥面高程：（线路决定高程，桥梁决定局部高程）①路线纵断面设计要求②排洪要求③通航要求（4）桥下净空（通航及非通航河流，线路）（5）桥上及桥头引道的纵坡布置（公、铁）\n第三章桥梁的设计荷载1、公路桥梁荷载的分类（1）按照空间位置的变异性：固定作用、自由作用（2）按照结构的分类反应：静态作用、动态作用（3）按照时间的变异性：永久荷载（恒载）、可变荷载（基本可变荷载、其他可变荷载）、偶然荷载2、设计基准期：在进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状态下,各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。简单地讲，它就是在确定某些作用的标准值时需要人为规定一个基准时间参数。3、作用代表值：是指结构或结构构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值。包括作用标准值、准永久值和频遇值等。（1）作用标准值：是结构设计的主要参数，是各种作用的基本代表值，其量值取设计规定期限内可能出现的最不利值，一般按照设计基准期最大概率分布的某一分位值确定。（2）作用频遇值：为可变作用采用的一种代表值，由作用标准值乘以小于1的频遇值系数得到。（3）准永久值：是可变作用通常情况下出现的作用取值，它比频遇值小，由作用标准值乘以小于1的频遇值系数得到。4、三种设计状况需对那些状态进行验算？(1)承载能力极限状态：以塑性理论为基础，达到最大承载能力或变形，验算强度和稳定性。(2)正常使用状态：以弹性或弹塑性理论为基础，达到正常使用和耐久性的限值，验算应力、变形和稳定。5、四种效应的组合（1）作用效应基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合（2）作用效应偶然组合：承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应、一种偶然作用标准值效应的组合（3）作用短期效应组合：正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合（4）作用长期效应组合：正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应的组合6、汽车荷载的组成有哪两类？各自是怎么规定的？汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成,车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构整体计算应采用车道荷载；桥梁局部加载及涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算应采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。第四章桥面构造与布置1、桥面铺装的功能及要求（1）行车道铺装的功用：①防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板②对车辆轮重的集中荷载起分布作用③使桥面平整，行车舒适④起防水作用，提高结构整体性（防水层）⑥设置排水设施以免水毁危害（2）桥面铺装的要求：要求有抗车辙，行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好等性能，轻质，结合良好。2、桥面铺装的两种受力模式及铺装层对主体结构局部受力的影响（1）整体受力模式：铺装层在外荷载作用下会与其下的主体结构共同变形，从而参与共同受力。（2）局部受力模式：铺装层的主要受力模式为其在车轮作用下的局部承压和提供摩擦。（3）铺装层对主体结构局部受力的影响：①完整、平顺的桥面铺装层可以减少车辆荷载引起的对主体结构的动力冲击作用。②铺装层对主体结构受力影响主要体现在对局部轮压荷载的扩散效应。③与主体结构结合较好的铺装层实际上可以部分参与结构共同受力。3、桥面横坡的设置目的及常用的设置形式（1）设置纵横坡的目的：①以利雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。②在平原地区，纵坡可以在满足桥下通航净空要求的前提下，降低墩台标高，减少桥头引道土方量，从而节省工程费用。纵坡一般为3%‾4%。（2）横坡设置型式（一般采用1.5%~3%）①将横坡直接设在墩台顶部②行车道板上设混凝土三角垫层③将行车道板做成倾斜面而形成横坡4、防水层的作用、要求及常见的类型（1）位置：设置在桥梁行车道板的顶面，三角垫层之上（2）作用：将透过桥面铺装层或铁路道床渗下的雨水汇集到排水设备（泄水管）排出\n（3）材料要求：不透水，有一定的强度、弹性和韧性，耐蚀性和耐老化性较好（4）构造要求：①桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；②桥面纵向应铺过桥台背；③截面横向两侧，则应伸过缘石底面并向上叠起④从人行道与缘石砌缝里向上叠起0.10m。（5）防水层的类型①沥青涂胶下封层②高分子聚合物涂胶③沥青或改性沥青防水卷材及浸渍沥青的无纺土工布5、伸缩装置的定义、设置原因、构造要求及常见的类型（1）伸缩缝：为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构的两端设置的间隙。（2）原因和作用：桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面按照设计的计算图式自由变形，同时又保证车辆能平顺通过，就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预留断缝，并在桥面（公路桥是路面，铁路桥是钢轨）设置伸缩装置。（3）构造要求：①在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，均能自由伸缩②牢固可靠③车辆驶过时应平顺、无突跳与噪声；④可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；⑤安装、检查、养护、清除污物简易方便⑥经济价廉（4）常见的类型：1.U形锌铁皮式伸缩装置2.钢制支承式伸缩装置（钢板叠合式、钢梳形板）3.组合剪切式（板式）橡胶伸缩装置4.模数支承式伸缩装置第五章混凝土简支梁桥的设计与构造特点1、板桥的常见截面形式？主要有整体式板桥，矮肋式板桥、装配式板桥、空心板桥和装配——整体组合板桥2、装配式板桥的横向连接方式①企口混凝土铰连接（好、常用）、②钢板连接（少用）3肋板式梁桥的截面形式及各自的特点（1）槽形截面的特点：截面形状稳定，横向抗弯刚度大；梁的堆放、装卸和安装都方便；各II形梁之间用穿过腹板的螺栓连接腹板薄，配筋通常只能采用钢筋网片，难以形成骨架；钢筋用量相对较多，构件重量较大；通常采用钢筋混凝土(RC)，适用跨径为6~12m。（2）T形截面的特点：n①优点：简单，有骨架、强度、刚度大②缺点：形状不稳定（运输、安装）横向接头在板跨中③采用RC时，适用跨径为4.5~20m；采用PC时，适用跨径为20~40m；4、装配式梁桥的分块方式有哪些钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥常用的分块方式有①纵向竖缝划分②纵向水平缝划分③纵横向竖缝划分5、普通钢筋混凝土梁桥的钢筋种类及各自的作用？抗拉钢筋的横截面布置有什么要求（1）梁内钢筋可分为两大类：①受力钢筋，对于钢筋混凝土梁而言，主要是指梁弯曲后承受沿梁轴方向拉力的主筋和承受腹板内斜拉力的斜筋和箍筋（或称蹬筋）；②构造钢筋，其中包括施工时为便于绑扎成型和固定主要钢筋位置的“架立筋”以及难于通过计算确定其受力大小而凭经验设置的辅助钢筋。（2）抗拉钢筋的横截面布置要求：主筋横、纵向间距：a≥30mm且≥1d主筋-----（三层钢筋）a≥40mm且≥1.25d主筋-----（四层钢筋）6、预应力混凝土梁的优点（1）采用高强度钢筋，可节约钢材20－40%；（2）预加压应力大大提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；（3）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；（4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。7、核心距的概念？构件偏心受压时最大受压处的截面抗压矩W1与截面面积Ai的比值。在双轴对称截面且压力作用在对称轴平面内时，它是截面上某点至另一对称轴的距离，凡压力作用在截面核心区域边缘线上时，截面将不产生拉应力。8、纵向预应力钢筋的布置方式有哪些？（1）线形①直线：常用于小跨径先张法梁②曲线：适用于后张法，跨径较大(2)全部弯至梁端锚固：适用于预应力筋数量不多(3)常用部分弯出梁顶锚固：适用于预应力筋较多或梁高受限9、预应力混凝土梁纵向非预应力钢筋的作用补充局部梁段内强度不足，满足极限强度要求，或更好地分布裂缝和提高梁体韧性\n①防止因梁顶过高的拉应力而产生的开裂。②预加力阶段：防止上缘开裂；运营阶段：加强抗压能力③加强承受预加压力的能力④部分预应力：补足极限强度配置不粘结预应力筋：分布裂缝10、混凝土浇筑需进行养护的原因在干燥的气候下，混凝土中的水分迅速蒸发，一方面使混凝土表面剧烈收缩而导致开裂；另一方面当游离水分全部迅速蒸发后，水泥水化作用也就停止，混凝土即停止硬化。第六章简支钢板梁和钢桁梁桥1、桥面板的作用？（1）直接承受车辆轮压；（2）与纵横肋形成整体保证梁的整体作用；（3）将活载传于主梁。2、不同支承条件T梁行车道板的简化类型对于常见的la/lb≥2的装配式T型梁桥：①对翼缘板的端边是自由边,另三边由主梁和横隔梁支承,可视为沿短跨一端嵌固而另一端为自由端的悬臂板分析②对相邻翼缘板在板的端部互相形成铰接接缝的情况，则行车道板按一端嵌固、一端铰接的悬臂板进行计算3、荷载横向分布影响线：P=1在桥上横向移动时，某主梁所分配到的荷载作用力。荷载横向分布系数：对荷载横向分布影响线进行最不利加载Pi，求得该主梁最大荷载力。同时将结果改写成Pi倍数的形式，前面系数即荷载横向分布系数。预拱度：为抵消梁在荷载作用下产生的挠度，而在施工时所预留的与位移方向相反的校正量。4、单向板荷载在行车道板跨中和根部时有效分布宽度如何计算（1）平行于板的跨径方向的荷载分布宽度：b1=b2+2H（2）垂直于板的跨径方向的板的有效宽度：①荷载在跨中：A单个荷载a=a1+L/3=a2+2H+L/3>=2L/3；B几个靠近的相同荷载，按上式计算所得各相邻荷载的有效分布宽度发生重叠时：a=a2+2H+d+L/3>=2L/3+d②荷载在板支承处：a’=a1+t=a2+2H+t>=L/3；③荷载靠近板支承处ax=a’+2x（即车轮由支点处向跨中移动时，荷载分布宽度近似按45°线过渡。）5、荷载横向分布系数m的概念及其求解过程（1）荷载横向分布系数：主梁在横向分配到的最大荷载比例（通常小于1）,称为荷载横向分布系数。（2）求解过程：①确定计算截面②计算荷载横向分布影响线③进行最不利布载④计算分配荷载是轴重的倍数6、横向刚度对荷载横向分布系数的影响？横向分布的规律与结构横向连结刚度关系密切，EI越大，荷载横向分布作用愈显著，各主梁的负担也愈趋均匀a、主梁间无联系，直接承载主梁m＝1，整体性差，不经济。b、横向刚度并非无穷大，变形规律复杂，1>m>0.2。c、刚度无穷大，横隔梁无弯曲变形，五根主梁挠度相等，每梁承受P/5，m＝0.2。7、杠杆原理法，偏心压力法，铰接板（梁）法等横向分布计算方法的基本假定和适用场合。（1）杠杆原理法①基本假定：1、假定横向结构（桥面板和横梁）为在主梁上断开而两端简支搁置在主梁上的简支梁或悬臂梁。2、当桥上有车辆荷载作用时，各轮重按简支梁反力的方式（杠杆原理）分配给左右两根主梁。②适用场合：1、双主梁桥，跨中和支点。2、多梁式桥的支点。3、横向联系很弱无中间横隔梁桥梁。（2）、偏心压力法：①基本假定：1假定中间横隔梁无限刚性，受力变形后仍保持一直线；2忽略主梁抗扭刚度②适用条件：a、主梁的刚度小于主梁间横向联系的刚度b、具有可靠的横向联结，且宽跨比B/L小于或接近0.5，即窄桥，且汽车荷载作用在跨中时c、各主梁间有较多的横隔梁相联（3）①基本假定：①铰式键只传递竖向剪力g(x)；②桥上荷载近似作为一个淹桥连续分布的正弦荷载psin（πx/l）,且作用于梁轴上。②适用场合：（1）用现浇企口缝连接的装配式板桥；（2）无内横隔梁，各装配式板梁仅在翼板间焊接钢板或由伸出的交叉钢筋连结，仅传递了剪力。(3)各铰接板梁横向连接薄弱，铰仅传递剪力。8、荷载横向分布系数沿梁跨径如何分布？具体计算时如何简化？对于任意一片梁:①荷载位于支点：m0（杠杆法，不考虑支座弹性变形）②荷载位于跨中：mc（其他方法，所有主梁均参与工作）③荷载位于其他截面：m0≠m≠mc（精确计算繁琐）\n第八章桥梁支座、墩台与基础—桥梁支座1、桥梁支座的作用及要求把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位，使上、下部结构的实际受力情况符合设计的计算模式。(传递荷载、适应变形)2、支座的分类（1）按“变位能力”：固定支座、活动支座（单向活动支座、多向活动支座）；（2）按“受力材料”：简易支座、钢支座、橡胶支座、混凝土支座；（3）按“使用功能”：常规支座、特殊支座（减震支座、拉力支座等）。3、板式及盆式橡胶支座的变形机理（1）板式橡胶支座的变形机理：①转动变形：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现②水平位移：利用橡胶的剪切变形实现（显然橡胶支座水平位移和转动变形的大小与支座的厚度有关）（2）盆式橡胶支座：利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质（适度不均匀压缩）来实现转动；依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。4、简支梁、悬臂梁、连续梁、坡桥支座的布置有什么要求（1）简支梁、悬臂梁桥的锚固跨、连续梁桥每联均只设置一个固定支座。（2）多跨简支梁桥，一个桥墩不宜设两个固定支座。（3）连续梁桥，每联一个固定支座，且设于中间墩（4）坡桥，固定支座设于标高低的墩台上。（5）特别宽的桥，设置纵横向均能移动的活动支座，满足横向变形要求。5、桥梁桥墩和桥台的定义及作用桥墩：支承桥垮结构；作用：是承受上部结构传来的荷载，并将它及本身自重传给墩台基础。桥台：支承桥垮结构，与路堤衔接，防止路堤滑塌6、桥梁基础种类？桩基础按传力方式可以分位哪两类？具体定义是什么桥梁基础－桥梁结构物直接与地基接触的部分；根据埋置深度，分为浅置基础和深置基础桩基础；按传力方式可以分柱桩和摩擦桩第九章混凝土连续体系梁桥1、连续梁桥的优点？主要截面形式有哪些？（1）优点：跨度适应能力强，从30m至300m均可；刚度大，变形及振动小，伸缩缝少，行车平稳舒适；Ø施工方法成熟，造价相对较低。（2）主要截面型式：①板式：适用于小跨度连续结构、现浇施工的情况；②多肋式：适用于中小跨度，由于整体性差，抗扭刚度小，已经基本淘汰；③箱形：最常用的截面型式，适用于中大跨度连续结构；板式、肋式截面的连续结构多采用等高度方式；箱形截面多采用变高度置2、大跨度连续梁桥，一般采用变高度截面的原因是什么？跨度（跨度大于80m）连续梁桥，其主要矛盾在于如何才能使之受力比较合理，一般采用变高度截面，原因在于：①连续梁在恒载活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，而且支点截面负弯矩的绝对值往往大于跨中截面的正弯矩，因此采用变高度梁能较好的符合连续梁的内力分布规律。变高度的里面布置使梁体外形和谐，节省材料并能增大桥下净空；②若采用悬臂法施工，变高度梁又与施工内力状态吻合。