浙江省2002年1月高等教育自学考试桥梁工程试题历年试卷

月高等教育自学考试桥梁工程试题课程代码：02409一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)1.混凝土抗拉强度与同龄期混凝土抗压强度的比值随混凝土标号的增大而()。A.增大B.不变C.减小D.没有关系2.轴心受压构件在一端固支一端铰支时的计算长度是构件长度的()倍。A.1.1B.0.7C.1D.0.673.在预应力混凝土构件中，通常要求预应力钢材()。A.高强度、高松弛B.高强度、低松弛C.低强度、高松弛D.低强度、低松弛4.某预应力混凝土构件的预应力度为1.1，则该构件属于()结构。A.普通混凝土B.全预应力混凝土C.部分预应力混凝土D.有限预应力5.螺栓连接破坏最常见的形式为()。A.钉杆剪断B.钉杆拉断C.孔眼壁压坏D.A和C6.一般桥梁的纵坡不大于()。A.3%B.4%C.5%D.6%7.墩台发生不均匀沉降时，桥跨结构内会产生附加内力的是()。A.简支梁桥B.单悬臂梁桥C.双悬臂梁桥D.连续梁桥8.对于用企口缝联结的简支空心板梁桥，跨中部分一般采用()计算荷载横向分布系数。A.偏心压力法B.修正偏心压力法C.刚接板梁法D.铰接板梁法9.对于超静定的连续梁桥，当加大靠近支点附近的梁高而做成变截面梁时，跨中设计弯距将()。A.降低B.不会改变C.提高D.可能降低，也可能提高10.恒载水平推力Hg与垂直反力Vg之比值，随矢跨比的减小而()。A.减小B.不变C.增大D.以上都不对二、判断题(判断下列各小题，正确的在题干括号内打“√”，错的打“╳”。每小题1分，共10分)1.我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》采用的是近似概率极限状态设计法。()2.无腹筋梁的斜截面破坏形态是脆性破坏。()3.普通的钢筋混凝土结构中，采用高强度钢筋，不仅可以减少钢筋的用量，还能充分发挥钢筋的强度。()4.在设计中，对预应力混凝土构件进行主应力值的限制，目的是为了防止出现斜裂缝。()5.荷载组合时，挂车荷载不与人群荷载组合。()6.横隔梁在装配式梁桥中的作用是保证各主梁相互连结成整体。()7.荷载横向分布系数肯定小于1。()8.从恒载和活载弯距图来分析，当跨径和恒载集度相同的情况下，连续体系由于支点负弯距的存在，使跨中正弯距显著减小。()9.对于拱桥的人行道、栏杆和桥面，在有变形缝处，均应设置贯通全桥宽度的伸缩缝或变形缝。()10.在墩、台计算中，对于钢筋混凝土柱式墩、台应计入汽车荷载的冲击力。()三、填空题(每空1分，共20分)1.结构可靠度的定义：_________。2.钢筋混凝土构件除了可能由于强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件__________和__________影响了构件的适用性和耐久性。3.预应力混凝土构件的截面特性计算与它所处的状态有关，在预加应力阶段，应按混凝土__________计算；在使用阶段，应按混凝土__________计算。4.高强螺栓主要是靠被连接构件接触面之间的__________来传递内力。5.装配式连续板桥，在纵向通常分成若干节段，接头所在位置可以有对板的自重为__________和__________二种方案。6.荷载横向分布系数表示__________所承担的最大荷载是各个__________的倍数(通常小于1)。7.桥梁支座不仅要传递上部结构的__________，而且要保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的__________。8.预应力混凝土斜拉桥的主要组成部分为斜索、__________和主梁。斜索的立面布置形状主要有辐射式、__________式、扇式和星式。9.拱桥由桥跨结构和下部结构组成，其中桥跨结构包括__________和__________。10.无铰拱桥计算中，为了减少拱脚、拱顶的偏大弯矩，可从设计或施工方面采取__________、用临时铰或千斤顶、改变__________等方法来调整拱圈应力。11.公路桥梁上常用的墩、台形式大体上可以归纳为__________墩、台和__________墩、台两大类。四、简答题(每小题5分，共20分)1.影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素有哪些?2.桥面板的有效工作宽度是如何定义的?试绘出单向板的有效工作宽度的平面图。3.按静力图式分，拱桥有哪几种类型?他们各自的优缺点及其适用情况如何?4.设计公路拱桥时，选择拱轴线的原则是什么?由于什么原因，一般以什么线作为拱轴线认为是合理的?五、计算题(第1题7分，第2题8分，第3题15分，共30分)1.已知某单筋矩形截面梁b=25cm,h=55cm,受弯构件承受计算弯矩Mj=122kNm,采用25号混凝土和Ⅱ级钢筋(Ra=14.5MPa、Rg=340MPa)，相应混凝土受压区高度界限系数ξjg=0.55，材料安全系数γc=γs=1.25。如果设ag=4cm，计算所需受拉钢筋截面积。2.钢筋混凝土偏心受压构件，b=40cm,h=60cm,计算长度l0=6m。采用20号混凝土和Ⅱ级钢筋(Ra=11MPa、Rg=340MPa)，Ag=12.56cm2,A′g=15.2cm2,ag=a′g=4cm，混凝土受压区高度界限系数ξjg=0.55，材料安全系数γc=γs=1.25,γb=0.95。承受轴向压力Nj=1022kN，计算弯矩Mj=310kNm，偏心距增大系数η=1.105，验算在弯矩作用平面内是否满足纵向承载力的要求。某装配式钢筋混凝土简支梁桥纵、横向布置如图1所示，各片主梁抗弯惯矩I相等。如果冲击系数1+μ=1.19，试计算在图3所示的特种荷载通行时边梁(4#梁)跨中最大弯矩和支点最大剪力。［提示］跨中横向分布系数mc采用偏心压力法计算；支点处m0采用杠杆原理法计算。浙江省2002年1月高等教育自学考试桥梁工程试题参考答案课程代码：02409一、单项选择题(每题2分，共20分)1.C2.B3.B4.B5.D6.B7.D8.D9.A10.C二、是非题(每题1分，共10分)1.╳2.√3.╳4.√5.√6.√7.╳8.√9.√10.√三、填空题(每空1分，共20分)1.结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率2.变形裂缝过大3.净截面换算截面4.摩擦力5.简支悬臂6.某根主梁轴重重力式轻型四、简答题(每题5分，共20分)1.(1)混凝土的强度。对于上升段，混凝土强度越大，峰值点处混凝土的应变也稍大。对于下降段，混凝土强度越高，应力应变曲线下降越剧烈，延性就越差。(2)应变速率。应变速率小，峰值应力R0a降低，ε0增大，下降段曲线坡度显著地减缓。(3)测试技术和试验条件。应该采用等应变加载，如采用等应力加载，则很难测得下降段曲线，另外，试验机的刚度、应变测量的标距、试件端部的约束条件等都对应力应变曲线有影响。2.桥面板在车轮荷载的作用下，不仅直接承压的桥面板受力，其邻近的板也参与工作。桥面板跨中弯矩mx的分布如下图所示：如果假设以a×mxmax的矩形代替mxmax曲线图，即：a×mxmax=∫mxdy=M式中M为车轮荷载产生的总弯矩。则得矩形的换算宽度为：a=maxxmM上式的a即为桥面板的有效工作宽度。3.按静力图式分，拱桥主要有三铰拱、无铰拱和两铰拱等三种类型。三铰拱属静定结构，在地基条件差和寒冷地区采用。但由于铰的存在，使其构造复杂，施工困难，而且降低了整体刚度。无铰拱属三次超静定结构，拱的内力分布比三铰拱均匀，材料用量比三铰拱省。结构的整体刚度较大，构造简单、施工方便，在实际使用中最为广泛。但由于超静定次数较高，温度变化、材料收缩，特别是墩台位移会使拱内产生附加内力。所以无铰拱一般修建在地基条件较好的条件下。两铰拱为一次超静定结构，其特点介于三铰拱和无铰拱之间。由于取消了跨中铰，使结构整体刚度比三铰拱大。在因地基条件较差而不宜修建无铰拱时，可考虑采用两铰拱。4.设计公路拱桥时，选择拱轴线的原则是：要尽可能降低由于荷载产生的弯距数值。最理想的拱轴线是与拱上各种荷载作用下的压力线吻合，这时拱圈截面只受轴向压力，而无弯矩作用，借以能充分利用圬工材料的抗压性能。一般以悬链线作为拱轴线认为是合理的，这是因为对于实腹式拱，其恒载强度从拱顶到拱脚是均匀增加的，拱圈的压力线是一条悬链线。因此，实腹式拱桥一般采用悬链线作为拱轴线。对于空腹式拱桥，恒载压力线不再是悬链线，恒载压力线与悬链线有偏离。但理论分析证明，这种偏离对拱圈控制截面的内力是有利的。又由于用悬链线作拱轴线，对各种空腹型式的拱上建筑的适应性较强，且已有现成的计算图表可供利用。因此，空腹式拱桥也广泛采用悬链线作为拱轴线。五、计算题(第1题7分，第2题8分，第3题15分，共30分)1.解：(1)计算混凝土受压区高度：h0=h-ag=55-4=51cm由：Mj≤c1Rabx(h0-2x)解得：x=h0-2505.141012225.12550550bRM2h62ajc20=82.71mmξjgh0=0.55×550=302.5mm(2)计算受拉钢筋截面积Ag=RgRabx=34071.822505.14=882mm2=8.82cm22.解：(1)e0=Mj/Nj=310×106/1022000=303.3mm(2)判定大小偏心受压h0=h-ag=60-4=56cmηe0=1.105×303.3=335.20.3h0=0.3×560=168mm故可先按大偏心受压计算。e02h-a′g=600/2-40=260mm，表明纵向力不作用在钢筋Ag合力点与A′g合力点之间。e=ηe0+2h-ag=335.2+600/2-40=595.2mme′=ηe0-2h+a′g=335.2-600/2+40=75.2mm求混凝土受压区高度：x=(h0-e)+bReAReAR2)eh(aggga20=(560-595.2)+400112.7515203402.59512563402)2.595560(2=279.6mmξjgh0=0.55×560=308mm说明确实为大偏心受压。(3)计算该构件所能承受的最大计算纵向力Njmax=sbacbbxR(R′gA′g-RgAg)=0.95×11×400×279.6/1.25+0.95×(340×1520-340×1256)/1.25=1002866N=1002.9kN1022kN但误差在5%内，因此，该构件在弯距作用平面内能满足纵向承载力的要求。3.解：结构对称，4#梁与1#梁内力计算相同。(1)计算支点横向分布系数1#梁的横向分布如右图m0=21(1+0.25)=0.625(2)计算跨中横向分布系数l/B=19.6/6=3.22可以用偏心压力法计算=2×(1+32)=20η11=2i21aan1=1/4+32/20=0.7η11=2i21aan1=1/4-32/20=-0.21#梁的横向分布如右图，并计算零点位置为x=1.333，荷载布置如上图。mc=21(0.7+0.475+0.325+0.1)=0.8(3)1#梁跨中最大弯距A、横向分布系数在纵向的分布如右图B、跨中弯距的影响线如右图C、根据以上二图进行最不利荷载位置布载如右图，并计算荷载作用位置影响线竖标如图。则：M=(1+μ)ξΣmiPiyi=1.19×1×(0.8×100×4.9+70×4.4×0.8+150×0.8×3.7)=1288.1kNm(4)1#梁支点最大