《桥梁工程》第二次《作业》

《桥梁工程》第二次作业

第五章

5.1实腹式拱桥的主要组成部分有哪些？哪些属于上部结构?哪些属于下部结构？

答：实腹式拱桥的主要组成部分有：主拱圈、拱顶、拱脚、拱轴线、拱腹、拱背、栏杆、人行道块石、变形缝、侧墙、防水层、填料、路面、桥台、桥台基础、盲沟。

属于上部结构的有：拱背、栏杆、人行道块石、变形缝、侧墙、防水层、填料、路面。

属于下部结构的有：桥台、桥台基础、盲沟。

5.3石板拱应满足的基本要求有哪些？

答：⑴拱石受压面的砌缝应与拱轴线相垂直。这种辐向砌缝一般可做成通缝，不必错缝。

⑵当拱圈厚度不大时，可采用单层拱石砌筑，并应纵横错缝，其错缝间距≥10。⑶灰缝的宽度宜≦2。⑷拱圈与墩台及空腹式的腹拱墩连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。五角石不得带有锐角，以免施工时易破坏和被压碎。⑸当用块石砌筑拱圈时，应选择较大的平整面与拱轴线垂直，砌缝必须交错，块石的大头在上，小头在下。石块间的砌缝必须相互交错，较大的缝隙应用小石块嵌紧。同时还要求砌缝用砂浆或小石子混凝土灌满。

5.6简述布置伸缩缝、变形缝、防水层的位置及做法。

答：通常是在相对变形较大的位置设置伸缩缝，而在相对变形较小处设置变形缝。人行道、栏杆、缘石和混凝土桥面，在腹铰拱的上方或侧墙有变形缝处，均应设置贯通全桥宽度的伸缩缝或变形缝。对于实腹式拱桥，防水层应沿拱背护拱、侧墙铺设。对空腹式拱桥，防水层沿拱圈跨中的拱背和腹拱上方位置设置。防水层在全桥范围内不宜断开，当通过伸缩缝或变形缝处应妥善处理，使其既能防水又可以适应变形。

第六章

6.1、拱桥的总体布置有哪些主要内容？

答：拱桥的总体布置包括确定拱桥的设计标高和矢跨比、不等跨连续拱桥的处理方法。

6.2确定拱桥的标高要考虑哪些因素？

答：拱桥桥面的标高，即指桥面与缘石相接处的高程，一方面由两岸线路的纵断面设计来控制；另一方面还要保证桥下净空泄洪或通航的要求。根据跨径大小、荷载等级、主材料规格等条件估算出拱圈的厚度，拱背的标高减去拱圈厚度即可得到拱顶底面标高。起拱线标高受到通航净空、排洪、流水等条件的限制。基础底面的标高主要根据冲刷深度、地质情况即地基承载力等因素确定。

6.3矢跨比的影响因素有哪些？

答：⑴拱圈内力的大小；⑵拱桥的构造形式和施工方法；⑶拱桥的外形是否美观，与周围景物能否协调。

6.4不等跨连续拱桥有哪些处理方法？

答：不等跨拱桥，由于不等跨拱桥由于相邻孔的恒载推力不相等。使桥梁和基础承受了不平衡推力，在采用柔性墩的多孔连续拱桥中，还需要考虑恒载不平衡推力产生的连拱作用，使计算和构造较为复杂。为了减小不平衡推力，改善桥墩、基础的受力状况。可采用：

①采用不同的矢跨比；②采用不同的拱脚标；③调整拱上建筑的恒载重量。

6.5 常用拱轴线的类型及选择拱轴线的基本要求有哪些？

答：拱轴线的类型有：圆弧形、抛物线和悬链线三种。

在选择拱轴线时应满足以下要求：

要求尽量减小拱圈截面的弯矩，使主拱圈各主要截面的应力相差不大、且最大限度减小截面拉应力，最好是不出现拉应力。

⑴对于无支架施工的拱桥，应满足各施工阶段的要求，并尽可能少用或不用临时性施工措施；

⑵计算方法简便，易为生产人员掌握；

⑶线型美观，便于施工。

第七章

7.3什么是“五点重合法”？空腹式无铰拱为何能采用悬链线作为拱轴线？

答：“五点重合法”是要求在五个点（拱顶、两个4/1点和两个拱脚）上，拱轴线与三铰拱拱轴线重合。

由于拱轴线与恒载压力线之间的偏差，在拱顶和拱脚处都产生了偏离弯矩。拱顶的偏离弯矩为负值，而拱脚的偏离弯矩为正值。这一情况正好与该两截面的控制弯矩符号相反，有利于降低控制截面的应力，改善拱顶、拱脚截面的受力性能。

7.6 什么是调整应力的假载法、临时铰法和改变拱轴线法？

答：假载法是：在拱脚和拱顶两个控制截面中，如一个控制截面的弯矩较大，而另一个控制截面的弯矩较小，我们就可以调整拱轴系数m来改变拱轴线，使拱顶和拱脚两控制截面的弯矩值接近，从而改善拱截面的受力状态的方法。

临时铰法为：拱圈施工时，在拱顶和拱脚截面处设置铅垫板做成临时铰，拆除拱架后，拱圈成为静定的三铰拱。待拱上建筑砌筑完毕后，再用高标号水泥浆将铰封死，最后形成无铰拱。

改变拱轴线法：将千斤顶平放在拱顶预留的空洞内。利用千斤顶对两个半拱缓缓施加推力，使两半拱既分开又抬升。千斤顶施加推力时，可以抵消（或部分抵消）拱圈恒载的弹性压缩内力、拱圈材料收缩内力，而拱被抬升则使拱架易于卸除，同时拱桥基础立即产生的变形影响亦可消除；调整千斤顶施力点的位置和加力的大小，即可达到调整主拱应力的目的。

第八章

8.1简支体系、悬臂体系、连续体系的结构特性有何不同？

答：从恒载弯矩图来分析，当跨径和恒载集度相同的情况下，简支梁的跨中弯矩值最大。悬臂体系与连续体系则由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值显著减小。

从静力图式来说，简支梁和悬臂梁都属于静定体系，而连续梁是超静定体系。

从运营条件来说，简支体系在梁衔接处、悬臂体系在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线，都会发生不利于行车的折点；而连续体系则无此缺陷。

8.3 在结构特点上，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥、钢筋混凝土连续梁桥有何异同点？

答：仅就超静定结构而言，预应力混凝土连续梁桥与普通钢筋混凝土连续梁桥具有相同的特点。仅就预应力结构而言，预应力混凝土连续梁桥能充分发挥高强材料的特性，使结构轻型化而具有更大的跨越能力，同时能有效地避免混凝土开裂（尤其是负弯矩区的桥面板开裂）。仅就此特性而言，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥（乃至其他预应力结构）几乎没有区别。然而，在预加应力的作用下，超静定的连续梁将产生“次内力”，这是预应力混凝土连续梁与普通钢筋混凝土连续梁不同的重要力学特点。

8.8预应力混凝土连续梁桥采用悬臂施工法时，为什么要特别重视合拢段的设计与施工？为此应采取哪些相应的措施？

答：因为合拢段混凝土从浇筑到张拉预应力筋，需要经过一定的时间；在此期间内，由于昼夜温差、新浇混凝土的早期收缩、已成梁段混凝土产生变形和内力；这对新浇筑的合拢段混凝土的质量有直接影响。如合拢段设计部合理或施工措施不力，势必引起合拢段混凝土的开裂，其后果非常严重。

采取的措施：⑴在满足施工需要的前提下，尽量缩短合理段长度，以减小现浇混凝土数量；