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思考题设计荷载1.桥梁设计作用（荷载）分为哪几类？各类作用（荷载）主要包括哪些作用力？答：桥梁上的荷载分为三大类：(1)永久荷载：在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。它包括结构重力、预应力、土的重力和土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力，基础变位影响力和水的浮力。(2)可变荷载：在设计使用期内，其值随时间变化，月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，又分为基本可变荷载和其它可变荷载。基本可变荷载包括汽车荷载及其引起的冲击力、离心力、土侧压力平板桂车(或履带车)及其引起的上侧压力和人群。其它可变荷载包括汽车制动力、风力、流水压力、冰压力，温度影响力和文座摩阻力。(3)偶然荷载：在设汁使用期内，不一定出现，但一出现其值很大且持续时间较短的荷载：它包括船只或飘浮物撞击力、地震力。2.公路汽车荷载的图式。3.公路汽车荷载加载时有什么规定？4.汽车冲击力产生的原因是什么？在计算中主要考虑哪些因素的影响？车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。冲击力受线路状态(如道路不平顺)、车辆类型(如机车的偏心轮作用)以及桥梁结构形式等因素的综合影响。5.你认为公路桥规中根据桥梁基频来制定冲击系数有何道理？桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。6.制动力是怎样产生的？其大小、方向和作用点如何？制动力是车辆减速或制动时的惯性力。方向：与行车方向一致。牵引力是车辆起动或加速时车辆与路面（或钢轨）间作用的摩阻力。方向：与行车方向相反。作用点：铁路轨顶以上2m，公路桥面以上1.2m。7.风荷载的基本风压是如何确定的？风荷载标准强度计算时，还应考虑哪些因素？怎样计算桥跨和墩台受到的风力？（1）《桥规》规定，取平坦空旷地区、离地面高10m、重现期为100年的10min的平均最大风速计算基本风压强度。（2）与结构体型有关的风荷载阻力；与桥高、地貌有关的阵风分布；地形、地理条件。（3）对于顺桥向的风荷载，规定如下：对下承式桁架桥，风荷载标准值按其横桥向风压的40％乘以桁架迎风面积计算；对桥墩，按其横桥向风压的70％乘以桥墩迎风面积计算；对于斜拉桥、悬索桥的桥塔，按其横桥向风压乘以桥塔迎风面积计算。8.作用（荷载）效应的组合有什么原则？公路桥规的作用效应组合有哪几类？（1）组合总原则：作用效应组合应只涉及结构上可能同时出现的作用效应，并以桥梁在施工或运营时可能处于最不利受力状态为原则。（2）铁路桥设计仍采用容许应力法。基本的组合方式有三种：主力；主力+附加力；主力+特殊荷载。（3）公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合偶然组合：永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。对于需要进行正常使用极限状态设计的结构，需要考虑可变作用的1.短期效应组合（永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合）2.长期效应组合（永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合）钢筋混凝土简支梁1.公路钢筋混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何？现行标准设计有哪些跨度？适用跨度范围：一般20米以下铁路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径：4、5、6、10、16、20m公路钢筋混凝土T形梁桥标准跨径：10、13、16、20m2.装配式梁为何要分片？彼此是否需要连结？有哪些连结方式？3.主梁有哪些截面型式？它们各有何优缺点？答：梁桥按横截面型式分为板桥，肋梁桥，箱梁桥二种。(1)板桥：构造简单、施工方便、建筑高度小，从其力学性能来看，位于受拉区的混凝土不但不能充分发挥作用，反而增大了结构重力，当板的跨径稍大时，就显得不经济。钢筋混凝土简支实心板桥的跨径为5-8m，空心板桥的跨径为10-16M，预应力混凝土简支空心板桥的跨径为16-32m。(2〕肋梁桥：它与桥四板结合在一起，节省了肋与肋之间处于受拉区的混凝土，减轻厂结构的重力，但抗扭能力弱。钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m，预应力混凝土简支肋梁桥的常用路径为25-50m。(3)箱梁桥：箱形梁因底扳能承受较大压力，因此、它不仅能承受正弯矩、而已也能承受负弯矩。其整体受力性能好，箱壁很薄，能有效减轻重力，且抗扭能力大，适用于大路径的悬臂梁桥、连续梁桥和斜拉桥。4.横隔板的作用？为何端部横隔板厚度较大？横隔板为何留有方孔？5.钢筋混凝土简支梁的主要尺寸包括哪些？拟定时应考虑哪些问题？1、梁高。取决于经济、梁重、建筑高度以及运输条件等因素。标准设计还应考虑梁的标准化，提高互换性。2、梁肋厚度。取决于最大主拉应力和主筋布置要求，跨中区段可薄于支点区段，梁内变截面位置可由主拉应力小于容许值及斜筋布置要求确定。3、上翼缘板尺寸。上翼缘板宽度取决于主梁间距，翼板厚度应满足强度和构造最小尺寸的要求，翼板厚度与梁高比。4、下翼缘尺寸。根据主筋数量、类型、排列以及规定的钢筋净距和保护层厚度确定。对预应力梁，主要取决于预应力筋的布置。6.桥面板计算时，怎样确定其荷载和计算图式？7.什么是桥面板的有效工作宽度？怎样确定？8.主梁的内力计算中，什么是荷载横向分布系数？常用的计算方法有哪些？其适用条件如何？荷载横向分布系数表示某根主梁所承担的最大荷载与轴重的比值。常用的计算方法：◆杠杆原理法（把横向结构视为在主梁上断开而简支在其上的简支梁）适用情况①只有邻近两根主梁参与受力②虽为多主梁，但计算梁端支承处荷载③无中间横隔梁◆刚性横梁法（偏心压力法，横隔梁视为刚性极大的梁）适用条件：1.跨中甚至1/4跨处设有横隔梁；2.桥跨比B/L小于等于0.5的窄梁桥。求解位置：跨中截面◆修正的刚性横梁法◆铰接板（梁）法（铰接，只传递剪力）适用范围：现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥，以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式T形梁桥◆刚结板（梁）法（刚接，传递剪力和弯矩）适用于翼缘板之间是刚性连接的肋梁桥。◆比拟正交异性板法（G-M法）适用情况：对于由主梁、连续桥面板及多根横隔板组成的钢筋混凝土桥中，当其宽跨比＞1/2。从分析荷载在桥上的横向分布出发，求得各梁的荷载横向分布影响线，再通过横向最不利加载来计算荷载横向分布系数。9.掌握杠杆法和刚性横梁法计算横向分布系数。10.掌握简支梁公路汽车荷载作用下，关键截面的最大弯矩、剪力。预应力混凝土简支梁1.预应力混凝土梁同钢筋混凝土梁相比有哪些优缺点？答：1）采用高强度钢筋，可节约一定的普通钢筋；（1.5分）2）预加压应力可大幅度提高梁体的抗裂性，并增加了梁的耐久性；（1.5分）3）由于利用高标号混凝土，截面尺寸减小，梁体自重减轻，可以增大跨越能力，也有利于运输和架设；（1分）4）混凝土全截面受压，充分发挥了混凝土抗压性能的优势，也提高了梁的刚度。（1分）2.何谓全预应力和部分预应力？（1）由于预加应力较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂；（2）受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np=0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。3.公路预应力混凝土简支梁一般适用的跨度范围如何？现行标准设计有哪些跨度？铁路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：16、20、24、32m公路预应力混凝土T形梁桥标准跨径：25、30、35、40m(后张)4.主梁有哪些截面型式？它们各有何优缺点？答：梁桥按横截面型式分为板桥，肋梁桥，箱梁桥二种。(1)板桥：构造简单、施工方便、建筑高度小，从其力学性能来看，位于受拉区的混凝土不但不能充分发挥作用，反而增大了结构重力，当板的跨径稍大时，就显得不经济。钢筋混凝土简支实心板桥的跨径为5-8m，空心板桥的跨径为10-16M，预应力混凝土简支空心板桥的跨径为16-32m。(2〕肋梁桥：它与桥四板结合在一起，节省了肋与肋之间处于受拉区的混凝土，减轻厂结构的重力，但抗扭能力弱。钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m，预应力混凝土简支肋梁桥的常用路径为25-50m。(3)箱梁桥：箱形梁因底扳能承受较大压力，因此、它不仅能承受正弯矩、而已也能承受负弯矩。其整体受力性能好，箱壁很薄，能有效减轻重力，且抗扭能力大，适用于大路径的悬臂梁桥、连续梁桥和斜拉桥。5.装配式预应力混凝土梁腹板厚度为何靠近梁端附近增厚？下翼缘为何加宽？梁端附近剪力值较大，增厚腹板主要满足抗剪强度需要6.目前我国预应力混凝土梁主要采用的力筋类型和张拉锚固体系有哪些？金属预应力筋（包括：高强钢筋、高强钢丝和钢绞线）；非金属预应力筋（包括：GFRP、CFRP、AFRP）钢丝拉索体系、钢绞线拉索体系、新型吊杆和系杆、悬索桥预应力锚固体系7.预应力混凝土梁中，有哪些与钢筋混凝土梁内不同类型的钢筋？它们的作用是什么？预应力混凝土梁内钢筋分为预应力钢筋（tendon）和非预应力钢筋。非预应力钢筋（包括非预应力受力钢筋和构造钢筋）的构造与普通钢筋混凝土梁中钢筋构造相同。8.后张梁中，为什么预应力筋多在梁端附近弯起？其起弯角及曲率半径的取值有何限制？弯起的原因：（1）预应力筋用来抵抗外荷载产生的弯矩，而弯矩从跨中向两端逐渐变小，因此力筋位置可以适应这种变化而向上移动（2）从抗剪的角度，弯起可产生预剪力（3）便于两端锚具布置。弯起角的大小影响预应力损失大小进而影响抵抗内力的能力，另外对抗剪有影响，对弯起点附近的混凝土受力有影响，弯起越剧烈对混凝土越不利，限制弯曲半径也是为了防止弯曲处的径向力过大引起混凝土破坏。9.先张梁中，常采用哪些类型的预应力筋？直线配筋时，为何梁端附近部分的力筋须与混凝土绝缘？（1）预应力筋产生的偏心弯矩用来抵抗外荷载产生的弯矩；（2）简支梁外荷载产生的弯矩沿梁长的分布为跨中大，两端小（基本为零）（3）力筋端部若不绝缘，则力筋产生的负弯矩会导致上缘混凝土开裂。绝缘的方法：在力筋上套塑料管等实现力筋与混凝土免粘结习题第一章绪论一、简答题1、简述梁式桥的基本组成。答：上部结构（包括桥跨结构和桥面构造）；下部结构（也叫支承结构，它包括桥墩(pier)、桥台(abutment)以及墩台的基础(foundation)）；支座。除此之外，根据具体情况，与桥梁配套建造的附属结构物可能有：挡土墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯、导航装置等。2、简述桥梁跨度、主跨、计算跨径、桥长、桥梁建筑高度、标准跨径、截面效率指标、束界、计算矢高、净跨径、预拱度的含义。答：（1）跨度也叫跨径(span)，表示桥梁的跨越能力。（2）对多跨桥梁，最大跨度称为主跨(mainspan)。（3）桥跨结构相邻两支座间的距离L1,称为计算跨径。（4）对梁式桥，设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平净距L0,称为桥梁的净跨径。对于拱式桥，净跨径是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。（5）各孔净跨径之和，称为总跨径，也称桥梁孔径（），它反映出桥位处泄洪能力的大小。（6）对公路梁桥，把两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘的间距，称为标准跨径LK（也称之为单孔跨径）。（7）桥长：对梁桥，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，可称为桥梁全长。（8）两桥台台背前缘（对铁路桥，指桥台挡碴前墙）之间的距离L，可称为多孔跨径总长（公路）或桥梁总长（铁路）。（9）桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差H，称为桥下净空(clearopening)高度。桥下净空高度应大于通肮及排洪要求所规定者。（10）桥梁建筑高度：桥面（或铁路桥梁的轨底）至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。（11）公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面（或轨底）高程与通航及排洪要求所规定的净空高度之差，为容许建筑高度。（12）上部结构和支架的各变形值之和,即为应设置的预拱度。（13）矢高即拱桥主拱