橋梁工程試題及答案

名姓級(jí)班院學(xué)在所名姓級(jí)班院學(xué)在所北京交通大學(xué)2004-2005學(xué)年第2學(xué)期課程名稱:橋梁工程專業(yè):土木工程年級(jí):02級(jí)出題教師:季文玉,徐艷秋，韓冰，盧文良題號(hào)一四總分得分閱卷人我用人格擔(dān)保在本次考試中，誠實(shí)守信，嚴(yán)格遵守考場紀(jì)律。號(hào)一、填空題（每空1分，共18分）學(xué) 1重力式橋墩按墩身截面形式可分為 橋墩、橋墩和橋墩等。2橋梁的主要組成部分包括 、及等。3橋梁設(shè)計(jì)一般遵循的原則包括 、、、先進(jìn)性和美觀等。4荷載橫向分布影響線的計(jì)算方法主要有：、、、 、 。5鐵路下承式鋼桁梁由 、、、、制動(dòng)撐架及支座組成。二、 名詞解釋（每個(gè)3分，共12分）1重力式橋臺(tái)；2建筑高度；3凈跨徑；4鋼桁梁橋中的大節(jié)點(diǎn)三、 簡答題（每題5分，共35分）1.簡述“全預(yù)應(yīng)力混凝土梁”和“部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁”各自的優(yōu)缺點(diǎn)。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中一些預(yù)應(yīng)力鋼筋為何在梁端附近要與混凝土絕緣？如何實(shí)現(xiàn)其與混凝土絕緣？在鋼桁梁中要設(shè)置聯(lián)結(jié)系，它們的作用是什么？橋門架位于何處？支座布置原則是什么？固定支座的布置有何要求？鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)系列梁型中，跨度20m的鋼筋混凝土低高度梁比同樣跨度的普通高度梁的混凝土用量明顯多，試分析其原因。鐵路有碴橋面中的碎石道床有哪些作用？試舉屬于永久荷載、可變荷載的具體橋梁設(shè)計(jì)荷載各3例。四、 計(jì)算題（共35分）1（10分）計(jì)算圖1所示矩形截面重力式橋墩墩身在偏心壓力作用下的最大壓應(yīng)力（若出現(xiàn)拉應(yīng)力，需進(jìn)行應(yīng)力重分布計(jì)算，不考慮偏心增大系數(shù)的影響）。（尺寸單位：cm）2（8分）某橋墩基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)，基底截面如圖2所示，其中縱向d=300cm，橫向b=600cm，豎向力N=2500kN，縱向水平力P=940kN，縱向彎矩n低1815kN-m?；A(chǔ)與土壤的摩擦系數(shù)斤0.35。檢算基底的滑動(dòng)穩(wěn)定性（滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)Kc>1.3）和傾覆穩(wěn)定性（傾覆穩(wěn)定性系數(shù)K>1.5）

圖1 圖23（17分）一座鋼筋混凝土簡支梁橋，計(jì)算跨徑為Z=5m，由兩片T梁現(xiàn)澆而成，主梁橫向間距2.0m，橋面寬3.0m。試計(jì)算：（1）用杠桿原理法繪出1號(hào)主梁荷載橫向分布影響線，并求出1號(hào)主梁在圖3a所示荷載情況下的荷載橫向分布系數(shù)（注：集中力距橋面板邊緣至少應(yīng)有0.5m的距離；兩集中力的橫向距離1.8m不能改變）；⑵繪出1號(hào)主梁的跨中彎矩及支點(diǎn)剪力的影響線；P/2P/2⑶求出1號(hào)主梁在圖3b所示汽車荷載下的最大跨中彎矩M0.5Z和最大支點(diǎn)剪力。0,沖擊系數(shù)G+h）=L3。（提示：需移動(dòng)荷載，找最不利位置，但是兩集中力的距離不能變）。P/2P/21.8m圖3b圖3b簡支梁縱向計(jì)算簡圖及荷載圖示Vr 3mA1#2#rT 2m圖3a主梁橫斷面圖及汽車荷載橫向圖示2004—2005學(xué)年第2學(xué)期 A卷課程名稱:橋梁工程專業(yè):土木工程年級(jí):02級(jí)出題教師:季文玉,徐艷秋，韓冰，盧文良一、 填空題（每空1分，共18分）1重力式橋墩按墩身截面形式可分為矩形橋墩、圓形橋墩和圓端形橋墩等。2橋梁的主要組成部分包括橋跨（上部）結(jié)構(gòu)、橋墩臺(tái)（下部）及橋頭錐體等。3橋梁設(shè)計(jì)一般遵循的原則包括安全性（及舒適） 、適用性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性和美觀等。4荷載橫向分布影響線的計(jì)算方法主要有：杠桿原理法、偏心受壓法（剛性橫梁法）、 修正的偏心受壓法（剛性橫梁法）比擬板法（G-M） 、橫向鉸結(jié)板（梁）法和剛結(jié)板（梁）法。5鐵路下承式鋼桁梁中橋面、 、主桁 、聯(lián)結(jié)系、制動(dòng)撐架及支座組成。二、 名詞解釋（每個(gè)3分，共12分）1重力式橋臺(tái)；是就地建造的整體式重型結(jié)構(gòu)，主要靠自重來平衡臺(tái)后的土壓力。2建筑高度；橋上行車路面（或軌底）至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。3凈跨徑；設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩（橋臺(tái)）之間的凈距。4鋼桁梁橋中的大節(jié)點(diǎn)：有斜桿交匯的節(jié)點(diǎn)稱為大節(jié)點(diǎn)。三、 簡答題（每題5分，共35分）以下為答題的要點(diǎn)，只要能答出主要知識(shí)點(diǎn)即可。另外，對(duì)于包含知識(shí)點(diǎn)較多的題目，只要學(xué)生答對(duì)幾個(gè)主要的知識(shí)點(diǎn)也可給滿分。1.簡述“全預(yù)應(yīng)力混凝土梁”和“部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁”各自的優(yōu)缺點(diǎn)。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)點(diǎn)：采用混凝土和高強(qiáng)鋼筋；提高抗裂性，增強(qiáng)耐久性和剛度；尺寸、自重減小；增大跨度；預(yù)剪力可以提高抗剪能力；力筋應(yīng)力變幅小，疲勞性能好。全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的缺點(diǎn)：徐變上拱度大；易產(chǎn)生沿力筋的縱向裂縫和錨下裂縫；造價(jià)高部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)點(diǎn)：徐變上拱??；較少產(chǎn)生沿力筋的縱向裂縫和錨下裂縫；造價(jià)低；部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的缺點(diǎn)：剛度較小先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁中一些預(yù)應(yīng)力鋼筋為何在梁端附近要與混凝土絕緣？如何實(shí)現(xiàn)其與混凝土絕緣？（1）預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的偏心彎矩用來抵抗外荷載產(chǎn)生的彎矩；（2）簡支梁外荷載產(chǎn)生的彎矩沿梁長的分布為跨中大，兩端?。ɑ緸榱悖?）力筋端部若不絕緣，則力筋產(chǎn)生的負(fù)彎矩會(huì)導(dǎo)致上緣混凝土開裂。絕緣的方法：在力筋上套塑料管等實(shí)現(xiàn)力筋與混凝土免粘結(jié)在鋼桁梁中要設(shè)置聯(lián)結(jié)系，它們的作用是什么？橋門架位于何處？作用：（1）將兩片主桁連成幾何穩(wěn)定的空間整體（2）承受各種橫向荷載（3）橫聯(lián)還可提高橋跨抗扭(4)縱聯(lián)還可縮小受壓弦桿面外的自由長度，提高其承載力橋門架位于橋跨端部支座布置原則是什么？固定支座的布置有何要求？布置原則為：對(duì)橋跨：使梁下緣在制動(dòng)力作用下受壓，可抵消一些拉應(yīng)力；對(duì)橋墩：讓制動(dòng)力作用方向指向墩中心，使墩受壓而不受拉；對(duì)橋臺(tái)：讓制動(dòng)力作用方向指向堤岸，使墩臺(tái)頂部受壓，并能平衡一部分臺(tái)后土壓力。鐵路橋規(guī)固定支座布置要求：坡道上，設(shè)在較低的一端；車站附近，設(shè)在靠車站一端；區(qū)間平道上，設(shè)在重車方向的前端。鐵路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)系列梁型中，跨度20m的鋼筋混凝土低高度梁比同樣跨度的普通高度梁的混凝土用量明顯多，試分析其原因。若想得到同樣的承載能力，低高度梁鋼筋用量多些，為使力筋的重心盡量靠下，需加大下翼緣尺寸，截面變?yōu)楣ぷ中?，下緣混凝土用量多從抗剪角度看，需提高腹板厚度從滿足抗彎剛度角度看，上翼緣的尺寸也需加大綜上所述，混凝土用量增多鐵路有碴橋面中的碎石道床有哪些作用？減弱對(duì)橋的沖擊； 緩和列車的振動(dòng)； 防止枕木移位； 將車輪荷載分布到梁頂；調(diào)整軌面標(biāo)高；試舉屬于永久荷載、可變荷載的具體橋梁設(shè)計(jì)荷載各3例。永久荷載包括：結(jié)構(gòu)自重、橋上附加恒載(橋面、人行道及附屬設(shè)備)、作用于結(jié)構(gòu)上的土重及土側(cè)壓力、基礎(chǔ)變位影響力、水浮力、混凝土收縮和徐變的影響力等?；究勺兒奢d包括：列車活載、汽車或平板掛車或履帶車、由列車活載和汽車活載引起的沖擊力、曲線上的離心力、由活載引起的土側(cè)壓力。公路橋中的人群荷載。鐵路橋梁的列車橫向搖擺力等。其他可變荷載包括：制動(dòng)力或牽引力、風(fēng)力、溫度力、流水壓力、水壓力和施工荷載等。

四計(jì)算題1（10分）在偏心荷載作用下墩身截面的最大和最小應(yīng)力分別為NM。 =——+——=maxA3000x103NM。 =——+——=maxA + =0.42MPa（1分）6x2.5 1）—x2.5x626cminM1800xcminM1800x1031800x103x0.9 ，，4x1.51x1.5x426=—0.02MPa（3分）故需進(jìn)行截面的應(yīng)力重分布計(jì)算人=2（—故需進(jìn)行截面的應(yīng)力重分布計(jì)算人=2（—）31ed1 c…=2.105（3分）3 11.1 刀63000x103=0.421MPa（3分）x 6x2.5所以，圖示偏心荷載作用下墩身最大應(yīng)力為0.421MPa。2 （8分）解：1）抗滑動(dòng)穩(wěn)定驗(yàn)算:=N==N=3=0.931<1.3940（5分）故不滿足要求。故不滿足要求。2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算Ny2500x1.5Ny2500x1.5 =2.066>1.51815（5分）滿足要求滿足要求3（17分）3（17分）答：