大跨度桥梁

1、变截面梁的梁高变化规律可以是斜（直）线、圆弧线或二次抛物线。二次抛物线的变化规律与连续梁的弯矩变化规律基本相近，故最为常用。在边跨端部附近的梁段，常采用直线布置。除梁高变化外，对箱型截面，还可将其底板、腹板和顶板做成变厚度，以适应梁内各截面的不同受力要求。

2、预应力混凝土梁桥的预应力钢筋按力筋布置的走向，可分为纵向力筋、横向力筋和竖向力筋。

纵向力筋的布置分为：1）连续配筋；2）分段配筋；3）逐段加长力筋；4）体外布筋

3、连续梁或连续刚构桥的施工方法多种多样。常用的方法有：立支架就地现浇、预制拼装（可以整孔、分段串联）、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。

大量的连续梁和连续刚构采用的是无支架法施工。悬臂法是连续刚构最常用的施工方法。

当施工方法采用预制拼装或悬臂浇筑方法施工时，施工前期的结构为简支或悬臂结构，需通过体系转换才能形成最终的连续梁或连续刚构结构。对施工中存在体系转换的桥梁，结构设计与施工方法密不可分。结构恒载作用下的内力与变形计算应根据施工工程进行计算。

4、拱桥按主拱圈的建筑材料，可分为圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢管混凝土拱桥。如按车承位置可分为：上承式、下承式和中承式；按结构体系可分为：简单体系、拱梁组合体系与刚架系杆拱；按主拱拱轴线可分为：圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱等。

5、简单系拱桥、拱梁组合体系与刚架系杆拱区别

在简单体系的拱桥中，桥面系是局部承力与传力结构，不考虑与主拱联合受力。简单体系拱是有推力拱，拱的水平推力直接由墩台或基础承受。在组合体系拱桥中，桥面系的纵梁与主拱圈共同受力，按照第一章的划分，无推力的组合体系拱归入墩支桥中，一般跨径也不大，本章不再介绍。刚架系杆拱桥面系也不参预主拱圈总体受力，这一点与简单体系拱相似，但在两拱脚之间用预应力系杆来平衡拱的恒载水平推力，在这一点上又类似于无推力的组合体系拱，它主要应用于钢管混凝土拱桥之中。

6、钢管混凝土拱桥的拱肋，可分为实体拱肋和桁式拱肋。实体拱肋又分单管、哑铃形等截面，桁式又可根据钢管的根数分为三管、四管和六管桁式。

单管截面用于跨径不大的钢管混凝土拱桥。单管截面主要有圆形和圆端形。单圆管加工简单，抗扭性能好，抗轴向力性能由于紧箍力作用显示出优越性，但抗弯效率低，主要用于跨径不大（80m以下）的城市桥梁和人行桥中。

钢管混凝土拱桥中有相当部分采用哑铃形截面，哑铃形截面较之单圆管截面，截面抗弯刚度较大，类似于工字形截面，但由于两圆管的直径与高度之比在1/2.5附近，因而不能视为钢管混凝土格构式截面。

桁式拱肋能够采用较小的钢管直径取得较大的纵横向抗弯刚度，且杆件以受轴向力为主，能够充分发挥材料的特性，对跨径超过100m的钢管混凝土拱桥，桁肋是一个比较合适的截面形式。

7、拱桥的施工方法，大体上可分为有支架施工和无支架施工两大类。石拱桥和混凝土预制块拱桥基本上采用有支架施工；其它拱桥则多采用无支架施工。对于跨径在50m左右的，架设方法更为灵活。当跨径超过百米以后，常用的架设方法，主要是缆索吊装和转体施工方法，在条件许可的地方还提出了整体吊装和分段吊装的施工方法。

拱桥转体施工法可按转动方向分为两大类：竖向转体施工法和平面转体施工法。

8、缆索吊装设备，按其用途和作用可以分为：主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成部分。其中主要机具设备包括主索、起重索、牵引索、结索、扣索、浪风索、塔架（包括索鞍）、地锚（地垅）、滑轮、电动卷扬机或手摇绞车等。

9、斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成的。根据三者之间的关系可以组成多种结构体系，如悬浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系

10、当代斜拉桥最典型的孔跨布置形式是双塔三跨式（图4-2-1）与独塔双跨式（图4-2-1）。在特殊情况下，斜拉桥也可以布置成独塔单跨式及多塔多跨式，甚至混合式。

11、斜索按其所组成的平面，通常分为单索面和双索面，而双索面又可分为双平行索面和双斜索面。

12、悬索桥是由主缆、加劲梁、塔柱和锚碇构成。

现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。塔架型式一般采用门式框架，材料用钢和混凝土。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中。锚碇有重力式锚碇和隧道锚碇，采用重力式锚碇居多。

（1） 结构体系

1、边中跨比

桥塔把悬索桥划分为中跨和两个边跨。边跨长度根据经济条件和锚固位置来定，中跨和边跨之比，常采用为2：1或4：1。当中跨与边跨之比大于4：1而边跨跨径又较小时，边跨可以不设吊杆，边索变成普通的锚索，即单跨悬索桥。

2、垂跨比

从理论分析看，认为最有利的垂跨比为1/6~1/7。但在工程实践中，欧美各国为了减少桥塔高度，常用1/9~1/12这种偏小的垂跨比。

3、吊杆间距

跨径在80m 到200 m 范围内的吊桥，吊桥间距一般取5~8m 。跨径增大，吊杆间距也应增大。有时吊杆间距可达20 m 左右。

4、 锚索倾角

根据刚度和经济条件，锚索倾角常采用30°~40°。

5、加劲梁

为保证吊桥跨径四分点处必要的刚度要求（吊桥跨径四分点挠度最大），加劲梁的梁高应为（60~40l

l ）到120l 。大跨径悬索桥的加劲梁常在200~80l

l

之间。

（2） 自锚式悬索桥

悬索桥的吊杆一般是竖直的，也有做成斜的。悬索桥主缆中的拉力一般靠地锚来承受，也有将主缆固定于加劲梁上，由加劲梁来承担主缆的拉力。这种形式的悬索桥称为自锚式悬索桥。

简答题：

1、简述桥梁结构按结构体系分类及其主要受力特点？

墩支桥：上部结构以受弯为主，单位长度自重随跨度增大而明显增加

塔支桥：上部结构以高强的索受拉为主，桥面行车结构可以看成是弹性支承的多跨连续梁，单位长度自重随跨度增大不明显

拱支桥：拱以受压为主，桥面行车结构可以是简支梁，也可以是弹性支承的多跨连续梁，单位长度自重随跨度增大不明显

2、为何钢筋砼悬臂和连续体系梁桥只适用中小跨径，而大量悬臂和连续体系桥梁采用的是预应力砼结构？

与简支体系相比较，悬臂和连续体系可以减小跨内弯矩的绝对值、降低主梁的高度，从而减少材料用量和结构自重，而结构自重的降低又进一步减小了恒载的内力。然而，对于钢筋混凝土材料，由于负弯矩区使受拉区处于行车道一面，因此需要配置大量的防裂钢筋来防止混凝土开裂对桥梁的使用和耐久性的危害。因此，钢筋混凝土悬臂体系和连续体系的梁桥仅适用于中小跨径，大量的悬臂和连续体系桥梁采用的是预应力混凝土结构。

3、连续刚构体系有哪些基本受力特点？

1）随着墩高的增加，连续刚构的墩顶以及跨中弯矩趋近连续梁者；

2）墩的轴向力和墩底弯矩随墩高的增加急剧减少；

3）两墩之间的梁部所受到的轴向力随墩高的增加而急剧减少。

4、预应力砼连续梁桥和预应力砼“T”型刚构桥受力性能上有哪些缺点？在此基础上简述预应力砼连续刚构桥的受力特点？

连续梁桥：跨度较大时，支座需要承受较大的作用力。“T”型刚构桥：主结构以受单一的负弯矩为主，徐变、收缩对变形的影响较大。预应力砼连续刚构桥在受力方面，上部结构仍表现出连续梁特点，但必须计入由于桥墩受力及混凝土收缩、徐变和温度变化引起的变形对上部结构的影响；因桥墩具有一定柔度，与T型刚构桥相比，其根部所受弯矩很小，而在墩梁结合处仍有刚架受力特点。

5、简述大跨度拱桥竖向转体施工和平面转体施工各自要点？

竖向转体施工：拱肋制作时的平面位置与成拱后的平面位置相同，但拱肋或在低位制作，或者单孔拱桥利用桥台两岸斜坡地形作为支架立位制作，然后再从两边逐渐抬升或放倒预制拱肋搭接成桥。

平面转体施工：将拱圈分为两个半跨，分别在两岸利用地形立简单支架，现浇或预制拼装拱肋，安装拱肋间横向联系，把扣索的一端锚固在拱肋的端部，使扣索自拱顶经过肋上的临时支架延伸至桥台尾部并锚固，然后用液压千斤顶收紧扣索，使拱肋脱模，借助铺有聚四氟乙烯板或其它润滑材料和钢件的环形滑道，用手摇卷扬机牵引，慢速地将拱肋转体180°合拢，最后再进行主拱圈和拱上建筑的施工。

6、刚架系杆拱属于哪一类桥梁结构体系？简述刚架系杆拱的概念，并说明系杆拱作用是什么？

刚架系杆拱属于拱支桥结构体系，概念：刚架系杆拱中拱肋与桥墩固结，不设支座，采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡拱的推力，拉杆独立于桥面系之外，不参与桥面系受力，而桥面系为局部受力构件。系杆拱作用：对拱施加预应力以抵消拱的大部分水平推力。

7、试述钢管砼的力学特征，为何钢管砼可在拱桥中得到广泛应用？

它的基本力学特征是，管内混凝土受到钢管的约束，在承受轴向压力时发生的侧向膨胀受到限制而处于三向受压状态，从而具有比普通混凝土大得多的承载能力和变形能力。同时，因混凝土将分担轴向压力的绝大部分且阻止了钢管向内的变形，提高了薄壁钢管抗局部屈曲的能力。因此，将钢管混凝土应用于以受压为主的拱桥中在结构受力方面是合理的。在施工方