桥梁工程课后习题作业

第一章

1.1何谓桥梁的“五大部件”？“五大部件”有何特点？其功能分别是什么？

所谓“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构，它们必须通过承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。五大部件分别指：桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础。

各部分的特点及其功能：

桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）：他是路线遇到障碍（如江河、山谷或者其他路线等）中断时，跨越障碍的结构物。

支座结构：其支撑上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷载、温度变化或者其他因素作用下的位移功能。

桥墩：在河中或岸上支撑两侧桥跨上部结构的建筑物。

桥台：设在桥的两端，一端与路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端则支撑桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。

墩台基础：它是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。

1.2何谓桥梁的“五小部件”？“五小部件”有何特点？其功能分别是什么？

所谓的“五小部件”是指直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。

五小部件分别指：桥面铺装（或称行车道铺装）、排水防水系统、栏杆（或防撞栏杆）、伸缩缝、灯光照明。

各部分的特点及其功能

桥面铺装（或称行车道铺装）：铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时，其技术要求很严。

排水防水系统：应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最低限度。此外，城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。

栏杆（或防撞栏杆）：它既是保证安全的结构措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。

伸缩缝：桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。尤其是大桥或城市桥的伸缩缝，不但要结构牢固、外观光洁，而且需要经常扫除掉入伸缩缝中的泥土、杂物，以保证其功能。

灯光照明：现代城市中，大型桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大多装置了灯光照明系统，从而成了城市夜景的重要组成部分。

1.3何谓净跨经、总跨径、计算跨径、桥梁全长；桥梁高度、桥下净空高度、建筑高度、净矢高、计算矢高、矢跨比、标准跨径、涵洞？

净跨经：对于梁式桥式设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距，对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

总跨径：它是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径。

计算跨径：对具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用Ｌo表示；对于拱式桥，是相邻两个拱脚截面形心点之间的水平距离。

桥梁全长：简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离以Ｌ表示。

桥梁高度：简称桥高，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：它是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，以Ｈ表示。

建筑高度：它是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离。

净矢高：它是从拱顶截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：它是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：它是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度。

标准跨径：对于梁式桥，他是指两相邻桥墩中线之间的距离，或中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，则是指净跨径。

涵洞:它是用来宣泄路堤下水流的构造物。（公路工程技术标准）中规定凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物均称为涵洞。

1.4桥梁按其主要承重结构体系分为哪几类？试比较其特点。

桥梁按主要承重结构体系分类，传统上可以分为梁式桥、拱桥、悬索桥（吊桥）、刚架桥、组合体系桥五类。斜拉（张）桥归入组合体系桥，现在我们通常将其与悬索桥合称缆索承重体系（又称缆支体系或索支体系）。桥梁按其主要承重结构体系分为梁式桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、斜张（拉）桥和组合体系桥。

梁式桥：梁式桥式一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与相同跨径的其他结构体系相比，梁内产生弯矩最大。

拱式桥：其主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，水平推力也将显著抵消荷载所引起的再拱桥或拱肋内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小很多，但其下部结构和地基必须经受住很大的水平推力。

刚架桥：其主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的联结处具有很大的刚性。在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力。其受力状态介于梁桥与拱桥之间。因此，对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小，但柱及柱脚的受力比梁桥的桥墩复杂。

吊桥：传统的吊桥均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构；现代的吊桥上，广泛采用抗拉性能优异的钢缆，因此结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型都无法比拟的特大跨度。但对于其他体系而言，吊桥的自重轻，结构的刚度差，在车辆动荷载和风荷载作用下，桥有较大的变形和振动。斜张（拉）桥：其实它也是一种组合体系桥，是由主梁与斜缆相结合的组合体系。

悬挂在塔柱上的被张紧的斜缆将主梁吊住，使主梁像多点弹性支撑的连续一样工作，这样既发挥了高强材料的作用，又显著减小了主梁截面，使结构减轻而获得很大的跨越能力。但，斜缆的拉力在主梁上的轴向分量很大，这一问题在大跨径斜拉桥中变得非常突出。

组合体系桥：是由几个不同体型的结构组合而成的桥梁成为组合体系桥。梁和拱的组合体系：其中梁和拱都是主要承重结构，两者互相配合共同受力。由于钓竿将梁向上（与荷载作用的绕度方向相反）吊住，这样就显著减小了梁中的弯矩；同时梁与拱联结在一起，拱的水平推力就传给梁来承受，这样梁除了受弯以外还受拉。这种组合体系桥跨能力比一般的简支梁大，对桥墩没有推力作用。（邓兴友）

1.7桥梁设计应遵循的基本原则是什么?其含义如何?

当前我国桥梁设计的基本原则是“安全.适用.经济.美观”

1安全:保证工程质量，保证结构的安全可靠

2适用:桥梁应具有足够的承栽力，能保证行车的畅通和舒适

3经济:总造价比较低是经济的

4美观:优美的桥型，与环境的和谐，适当的装饰

1.8选桥位时，路与桥的关系如何考虑？

一般的说，大、中桥的桥位原则上应服从路线的方向，桥、路综合考虑。一方面从整个路线或路线网来说观点来看，既要降低桥的建设和维修费用，也要减少因车辆绕行而增加的运输费用。小桥涵的位置应服从路线走向。当当遇到不利的地形或地质和水文条件时，应采取适当的技术措施处理，不应因此而改变线路。

1.9桥梁纵断面设计包括哪些内容？

桥梁纵断面设计包括确定桥梁总跨径、桥梁分孔、桥面标准、桥下净空、桥上及桥头纵坡布置等。

1.10 、进行桥式方案比较时，要考虑哪些主要的技术经济指标？

主要指标包括：主要材料(普通钢筋、预应力钢筋、砼)用量、劳动力数量、总投资、施工工期、养护费用、运营条件、施工工艺和技术要求（有无困难工程）、特殊机具和材料，是否美观等。

1.11 、现行公路桥梁规范将桥梁设计荷载分为哪几类？

现行公路桥梁规范将桥梁设计荷载分永久荷载、可变荷载和偶然荷载

1.12 、何谓永久荷载、可变荷载、偶然荷载？

永久荷载：又称恒载。是指结构在使用期内其值不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。可变荷载：指结构在设计使用期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度，分为基本可变荷载舌载（活载）和其他可变荷载。偶然荷载：指结构在设计使用内不一定出现，但一旦出现，其值很大、持续时间很短的荷载。