桥梁工程作业评讲(3)

《桥梁工程》课程作业评讲（3）

重庆电大建筑学院蒋代波

本次作业对应于教材第3章的内容。我将主观题列举出来，供大家参考。希望对大家的学习有所帮助。下面文字，黑色的是问题与答案，其它颜色是说明和解释。

五、问答题

1．为什么考虑荷载横向分布计算时，常用正弦荷载代替跨间作用的集中荷载？

（1）考核知识点：本题考查梁桥荷载横向分布的相关知识点。

（2）解题思路：在计算横载时，除主梁的自重外，一般将桥面铺装、人行道、栏杆等的重量近视平均分配给各片主梁，即计算出桥面铺装、人行道、栏杆等的总重量除以梁的片数，得到每片主梁承担的桥面铺装、人行道、栏杆的重量。在实际的设计计算中，对于集中荷载，因为其与假设荷载存在差异，故采用横向分别的计算方法仅为一个近似的方法。

（3）参考答案：用正弦荷裁代替跨中的集中荷载，在计算各梁跨中挠度时的误差很小，而且，计算内力时虽有稍大的误差，但考虑到实际计算时有许多车轮沿桥跨分布，误差又进一步减少，因此常用正弦荷载代替跨间作用的集中荷载

2．桥梁支座必须满足哪些要求？简述橡胶支座的优缺点。

（1）考核知识点：本题考查梁桥荷载横向分布的问题的相关知识点。

（2）解题思路：桥梁支座是连接上部结构和下部结构的重要结构构件。它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠地传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。

（3）参考答案：桥梁支座必须满足以下要求：①具有足够的承载力（包括荷载和活载引起竖向力和水平力），以保证安全可靠地传递支座反力；②对桥梁变形（位移、转角）的约束尽可能地小，以保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的自由变形，以使是上、下部结构的实际受力情况符合结构的力学图式；③支座便于安装、养护和维修，并在必要时进行更换。板式橡胶支座具有以下优点：1.可吸收上部结构各方向的变形；2.圆形支座的承压面与矩形支座相比，没有应力集中现象；3.安装方便，可不考虑方向性。盆式橡胶支座的构造简单、结构紧凑、滑动摩擦系数小，转动灵活，与一般的锟轴支座相比，具有重量轻、建筑高度低、加工制造方便、省钢材、降低造价等优点；与板式橡胶支座比，具有承载能力大，容许支座位移量大、转动灵活等优点。因此盆式橡胶支座特别适宜在大跨度桥梁上使用。

3．铰接板法和杠杆法计算荷载横向分布系数的适用范围，如何考虑荷载横向分布沿桥跨的变化？

（1）考核知识点：本题考查梁桥荷载横向分布问题的相关知识点。

（2）常见错误：铰接板法和杠杆法计算横向分布系数的适用范围一定要注意区别。

（3）参考答案：杠杆法的适用条件：1.双肋式梁桥；2.多梁式桥支点截面。

铰接板法的适用条件：用现浇混凝土纵向企口缝链接的装配式板桥，及无中间

六、计算题

1.某简支梁桥设计资料如下：

（1）墩中心距10m,板长9.96m，计算跨径9.5m。

（2）桥面宽度为净7+2×1.0m人行道。

（3）全桥由7片板梁组成，普通钢筋混凝土结构，混凝土标号为25号，中板宽均为99cm，中板重7.7KN/M,两侧边板宽为128cm（包括29cm的挑檐），边板板重9.4KN/m;板梁间缝宽为1cm,板中心距为1.0m。钢筋混凝土容重按25KN/m3计算。

（4）单侧人行道荷载集度4.5 KN/m；

（5）桥面铺装平均厚18cm，桥面铺装材料容重2.3 KN/m3

（6）设计荷载：汽-20级，挂-100级，人群荷载为25 KN/m2

设计要求：

（1）在恒载作用下、中边主梁的跨中，L/4截面弯矩的支点截面剪力

（2）用杠杆法计算汽车、挂车作用下的1-4号板的荷载横向分布系数

（3）近似按各板截面特性相同计算，写出用铰接板法计算1-4号板的荷载横向分布系数的步骤。

（4）设2号梁用铰接板法计算的横向分布系数为0.322，计算2号梁在活载和人群作用下的跨中、L/4截面弯矩和跨中、支点截面剪力。

（5）按《规范》进行荷载组合，计算2号梁控制设计的计算弯矩M j.

（1）考核知识点：本题考查梁简支梁桥的设计

（2）解题思路：

一、恒载内力计算

计算恒载时，通常将跨内横隔梁的重量、桥面系的重量平均分配给各梁，因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算恒载为均布荷载，在精确计算时，也可将恒载根据第二节所述方法进行横向分配的计算。

简支梁承受的恒载集度为g ，应用截面法，恒载引起的A 截面弯矩M X 和剪力Q X 分别为

)(2

2.2x l gx x gx x gl M x -=-= )2(2

2x l g gx gl Q x -=-= 式中，x —计算截面到支点截面的距离（m ）；

l —计算跨径（m ）；

g —恒载集度（KN/m ）。

恒载内力计算时的恒载集度计算较为烦琐，应仔细读图，了解各部分的构造后，方可统计正确。

二．车道荷载内力

（一） 跨中截面

当计算简支梁各截面的最大弯矩和跨中最大剪力时，可近似取用不变的跨中横向分布系数m c 计算。

应用结构力学的原理，正确理解（3—3—3）。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，为求得最大的内力，将集中荷载作用于影响线纵标最大的位置处，均布荷载引起的内力为均布荷载值乘以相应的影响线面积。注意应考虑汽车冲击力的影响。

计算人群荷载引起的内力时，注意人群荷载集度按侧人行道计算，q 人=人群荷载标准值×单侧人行道宽，这是因为在第二节计算人群荷载的横向分布系数时按单侧人群计算的。

车道荷载 )()1(Ω++=k K K c q y P m S 车道车道ξμ （3—3—3）

人群荷载 Ω=人人人q m S c

式中，S 车道 、S 人—跨中截面由车道荷载、人群荷载引起的弯矩或剪力；

（μ+1）—汽车荷载冲击系数，)45(403.011l -+=+μ，l 为计算跨径； ξ—多车道桥梁的汽车荷载折减系数；

m c 车道、m c 人—跨中截面车道荷载、人群荷载的横向分布系数；

P K 和q k —车道荷载的集中荷载和均布荷载标准值。 y K —计算内力影响线纵标的最大值，也就是说，将集中荷载标准值作用于影响线纵标的最大的位置处，即为荷载的最不利布置。