桥梁工程复习资料
编制：刘畅、庞国明
第一章
小结：桥梁一般由三个基本部分组成，即上部结构，下部结构，支座。
在桥梁工程中常用到的一些术语名称及基本概念，水位，净跨径，总跨径，计算跨径，桥梁全长，桥梁高度，桥下净空，桥面净空，桥梁建筑高度等。
桥梁按照受力体系分类可分为梁式桥，拱式桥和悬索桥，简称“梁，拱，吊”三大基本体系。另外，由上述三大基本体系相互组合，在受力上形成组合特征的桥型，如钢架桥，斜拉桥及系杆拱桥等。
1.、桥梁一般由哪几个基本组成部分组成？阐述各基本部分的主要作用。
1、上部结构桥跨结构（或称桥跨结构）是桥梁支座以上（拱桥起贡献或钢架桥主梁底线以上）跨越桥孔的总称，是线路中断是跨越障碍的主要称重结构。
2、下部结构包括桥墩、桥台 、基础
桥段和桥台用来支撑上不结构并将其传来的横在和车辆活载船只基础。设置仔桥垮中见得部分的称为桥墩，设置仔桥夸两侧与路堤想衔接的称为桥台。桥台除了上述作用外，还起到抵御路堤土压力及防止路堤的滑塌等作用。单孔桥只有两端的桥台，没有中间的桥墩。
桥墩和桥台底部并与地基相接触的部分，称为基础。基础承受从桥墩或桥台传来的全部荷载，它包括书香荷载以及地震力、船舶装机墩身等引起的水平荷载。由于基础旺旺深埋于水下土层之中，是桥梁施工中难度较大且施工复杂的部分，也是确保桥梁安全的关键环节之一。
2、什么是桥梁的计算跨径、净跨径、总跨径及总长度？
计算跨径：对于有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心间的距离，用L0标示。对于拱式桥，是相邻拱脚截面形心之间的水平距离
净跨径：对于梁式桥，设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）的水平净距离L0称为桥梁的净跨径，各孔净跨径的总和成为桥梁的总跨径。
总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的之和。
总长度：有桥台的桥梁为两岸桥台后端点之间水平距离；无桥台的桥梁则为桥面行车道长度。
3、按照受力体系划分，桥梁可分为哪几种基本体系？阐述各种桥梁体系的主要受力特点及适用场合。
桥梁结构按受力体系分，可分为梁式桥、拱式桥、悬索桥。
梁桥
梁桥是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）的作用方向与桥梁结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，即梁式桥以受弯为主。适用于中、小跨径的公路桥梁，目前应用最广泛的是标准跨径钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥。
拱桥
拱桥的主要承重结构是主拱圈或拱肋（拱圈横截面设计成分分离形式时称为拱肋），在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力。同时，墩台向拱圈或拱肋提供水平反力，这将大大抵消在拱圈或拱肋中由荷载引起的弯矩。一般选择地址条件较好的地狱修建拱桥。
悬索桥
悬索桥的承重结构包括主缆、塔柱、加劲梁、锚碇及吊杆。在桥面竖向荷载作用下，通过吊杆使主缆承受巨大拉力，主缆悬跨在两边塔柱上，锚固于两端的锚碇结构中；锚碇承受主缆传来的巨大拉力，该拉力可分解为垂直和水平分离，因此，悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。
钢架桥
由于梁和柱两者之间是刚性连接，在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生负弯矩，在柱脚处产生水平反力。适用于需要较大的桥下净空和建筑高度收到限制的情况，如跨线桥、立交桥和高架桥等。
斜拉桥
斜拉索受拉力，它将主梁多点吊起，将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，再通过塔柱传至基础和地基。塔柱以受压为主。主梁由于被斜拉索吊起，它如同一多点弹性支承的连续梁，从而使主梁内的弯矩较一般梁式桥大大减小，这也是斜拉桥具较大跨越能力的主要原因。主梁由于同时受斜拉索的水平力的作用，其基本受力特点为偏心受压构件。
4、简述桥梁高度与桥梁建筑高度的定义。
桥梁高度：是指桥面与低水位之间的高差，或指桥面与桥下线路路面的之间的距离。 桥梁建筑高度：指的是上部结构底缘至桥面顶面的竖直距离。
5、要进一步增大桥梁的最大跨径，有哪些途径？
第二章
小结：桥梁设计应遵循“安全 适用 经济 美观”的基本原则，同时应充分考虑建造技术的先进性以及环境保护和可持续发展的要求。
桥梁设计包括前期工程的“预可”阶段和“工可”阶段，以及正式设计过程的初步设计，技术设计和施工图设计三个阶段。对于技术上复杂的桥梁，互通式立交或新兴桥梁结构要求进行三阶段设计，国内一般的桥梁采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计。
桥梁平面设计应考虑路线总体布设的要求，桥梁纵断面设计应根据水文情况确定总跨径，根据地质，水文，造价，施工等条件确定分孔，根据排洪，通航，通车，造价等情况确定桥道标高，桥梁横断面设计应考虑各级公路桥面净空限界等要求。
桥梁设计方案比选需全面考虑结构受力特点，建设造价，养护费用，建设工期，营运适用性，美观等因素，综合分析选定一个最佳推荐方案。
1、桥梁工程设计应遵循哪些基本原则？
安全、适用、经济、美观
2、桥梁纵断面设计包括哪些内容？
1、桥梁总跨径的确定
2、桥梁的分孔
3、桥道标高的确定：流水净空要求、通航净空要求、跨线桥桥下的交通要求
3、桥梁分孔应考虑哪些主要因素？
通航条件要求、地形和地质条件、水文情况以及经济技术和美观要求。
第三章
小结：永久作用是指在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。
可变作用是指在结构使用期内饿，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
结构或构件设计时，针对不同设计目的所采用的各种作用规定值，它包括作用标准值，准永久值和频遇值等。
公路桥涵按承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计中采用不同的作用效应组合。
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。当桥梁横向布置车道数等于或大于2时，应考虑计算荷载效应的横向折减，当桥梁计算跨径大于150m时，应考虑车道荷载的纵向折减。1、试阐述梁桥的“作用”与“荷载”二者的含义及其区别。
“作用”是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。
前者以力的形式作用于结构上，称为直接作用，也称为荷载。
2、我国公路桥涵设计通用规范中，将桥梁作用分为哪几类？并说明每类作用的定义。
分为永久作用、可变作用和偶然作用。
永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化值与平均值相比可以忽略不计的作用。
可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
偶然作用：在结构使用期内，出现的概率很小，但一旦出现其值很大且持续时间较短的作用。
5、什么是作用效应？公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，采用哪两种效应组合？
结构对所受作用的反应，如内力、位移等成为作用效应
作用短期效应组合、作用长期效应组合
7、公路桥梁汽车荷载分为哪几个等级？汽车荷载由哪几种荷载组成？桥梁结构的整体计算和局部计算分别采用何种汽车荷载？
公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级
汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。
整体计算-车道荷载，局部计算-车辆荷载
8、桥梁可变作用包括哪些作用？
汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩擦力
9、桥梁偶然作用包括哪些作用？
地震作用、船舶或者漂流物的撞击作用、汽车撞击作用
第四章
小结：桥面构造包括桥面铺装，防水和排水设施，伸缩装置，人行道（或安全带），缘石，分车带，栏杆，护栏，灯柱照明设备等。
桥面铺装有水泥混凝土，沥青表面处治和沥青混凝土等多种种类。
桥面上设置纵坡，横坡（包括超高）排水以及设置一定数量的泄水管和排水管。桥梁常
用的泄水管有竖向，横向和封闭式泄水管道等形式。
为了适应桥梁上部结构在气温变化，活载作用，混凝土收缩徐变等因素影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳，常需在两梁端之间以及梁端与桥台背墙之间设置桥面伸缩装置。桥梁伸缩装置的类型有镀锌铁皮伸缩装置，钢板式伸缩装置，橡胶伸缩装置等，目前多用橡胶伸缩装置。
当桥梁上允许行人通过时，在桥的两侧需设置人行道，否则应设置安全带。
在桥梁的人行道（或安全带）外侧应设置栏杆或护栏，栏杆只起到安全防护作用，不能抵挡车辆的撞击。而护栏既能保障行人和车辆的安全，又能抵挡车辆的撞击。
1、桥面部分通常包括哪些构造？
桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设施、伸缩装置、人行道、缘石、栏杆和照明灯具等构造。
3、桥面铺装的主要作用是什么？桥面铺装有哪几种类型？
保护桥面板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。
桥面铺装可采用水泥混凝土、沥青表面处治和沥青混凝土等各种类型。
4、桥面为什么要设置纵、横坡？一般如何设置纵、横坡？
桥面设置纵、横坡，以利于雨水迅速排出，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护了行车道板，延长桥梁使用寿命。
纵坡一般都做成双向纵坡，纵坡一般不超过3%——4%
横坡坡度可按路面横坡取用或比后者打0.5%。对于沥青混凝土或水泥混凝土铺装，行车道桥面通常采用抛物线形横坡，人行道则用直线型。
第五章
小结：按受力特征混凝土桥梁可分为简支桥梁，连续桥梁和悬臂桥梁三种基本体系，当桥梁轴线在平面上是曲线或桥梁轴线与支承线斜交时，有曲线梁桥和斜梁桥两种特殊形式。
简支梁桥施工方便，静定体系对地基要求不高，弯矩较大，适用于小跨径桥梁。连续桥梁所受恒载，活载均有卸载弯矩，行车条件好，超静定体系对地基要求高，适合于中等以上跨径桥梁。悬臂梁桥的卸载弯矩使跨中弯矩大大减小，超静定体系对地基要求不高，跨中有接缝，对行车不利，适合于中等以上跨径桥梁。
混凝土梁桥的承重结构采用实心板，空心板，肋梁式及箱形截面等四种主要截面形式。板桥有实心板和空心板之分，施工方便，自重大，适用于小跨径桥梁。肋梁式截面是将板式截面下缘受拉区混凝土进一步挖空，显著减轻结构自重，增加梁高与截面抗弯惯性矩，跨越能力进一步得到提到。箱形截面的挖空率最高，截面抗弯能力强，抗扭性能好，是大跨连续梁桥和曲线梁桥最适合的截面形式。
混凝土梁桥的施工可采用整体浇筑法或节段施工法。整体浇筑施工工期长，占用支架和模版较多，受季节影响大，施工费用高，一般仅用于修建曲线桥，斜桥等特殊形式的结构或者运输困难的地区，节段施工将桥梁结构在纵向，横向或竖向划分为许多段，分段现浇或分段预制拼装。
1、按受力特征，混凝土桥梁可分为哪几种基本体系？并阐述各种基本体系的主要受力特征及其使用场合。
简支桥梁，连续桥梁和悬臂桥梁等三种基本体系
简支桥梁：属于静定结构，简支桥梁的设计主要受跨中正弯矩的控制。一般用于小桥，大桥中的引桥及城市高架桥。简支桥梁宜用于地基较好的场合。
连续桥梁：连续桥梁属于超静定结构，在竖向荷载作用下支点截面产生负弯矩。连续桥梁宜用于地基较好的场合。
悬臂桥梁：悬臂桥梁属于静定结构，悬臂桥梁支点截面产生负弯矩，跨中正弯矩比简支桥梁小。目前已较少使用。
2、混凝土桥梁主要有哪几种截面形式？且阐述各自的特点。
空心板，实心板，肋梁式及箱形截面等四种主要截面形式。
实体板：最简单的构造形式，一般用于钢筋混凝土简支板桥和连续板桥。
空心板截面：在实心板基础上，对截面进行挖空，减轻构造自重，增大跨越能力，大多用于预应力混凝土或钢筋混凝土板桥。
肋梁式截面：在板式截面的基础上将下缘受拉区混凝土进一步挖空，从而显著减轻结构自重，增加梁高与截面抗弯惯性矩，跨越能力进一步提高。
箱型截面：挖空率最高，截面上缘的顶板与下缘底板混凝土能够承受连续梁跨中截面正弯矩和支点截面负弯矩产生的压应力，抗弯能力强。
3、刚构桥与一般桥梁的主要区别是什么？阐述其受力特点。
刚构桥也属于梁桥范畴，其与一般梁桥的主要区别在于墩梁固结。刚构桥由于墩梁固结，使得梁和墩整体受力，桥墩不仅承受梁上荷载引起的竖向压力，还承担弯矩和水平推力。刚构桥在竖向荷载作用下，梁的弯矩通常比同等跨径连续梁或简支梁小，其跨越能力更大，墩梁固结省去了大型支座，结构整体性强，抗震性能好。
刚构桥的主梁一般均需承受正 负弯矩作用
第六章
小结：简支板桥按施工工艺分为整体式和装配式两类，装配式板桥的常用横向连接方式有企口混凝土铰接连接和钢板连接。
简支梁桥按施工工艺分为整体式和装配式两类，装配式梁桥主梁横截面形式可分为TT形和T形和箱形三种，各片主梁通过横隔梁与桥面版连接起来共同受力。
组合梁桥是一种装配式的桥跨结构，施工时先架设梁肋，再安装预制板，最后接缝混凝土使结构连成整体。一般采用I形和箱形两种截面形式。
悬臂桥梁分为双悬臂梁和单悬臂梁。悬臂梁支点负弯矩对跨中正弯矩会产生卸载作用。牛腿是悬臂梁桥的薄弱环节，受力复杂，应偏安全设计。
曲线梁桥在外荷载作用下，截面内力较同等跨径的直线桥梁要大，并且产生弯矩的同时，必然伴随产生“耦合扭矩”，而在产生扭矩的同时也伴随产生相应的“耦合弯矩”，称为“弯—扭”耦合作用。
第八章
小结：介绍了支座的几种常用布置方式，其原则是有利墩台传递纵向水平力和有利于梁体的自由变形。
1、桥梁支座的主要作用是什么？桥梁支座主要有哪几种类型？
1、将上部结构的支承反力（包括结构自重和可变作用引起的竖向力和水平力）传递到桥梁墩台
2、保证结构在汽车荷载，温度变化，混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形，以使上下部结构的实际 受力情况符合结构的静力图式
板式橡胶支座，盆式橡胶支座，球形钢支座，抗震支座等
2、桥梁橡胶支座主要有哪几种？
板式橡胶支座，四氯橡胶滑板支座，球冠圆板式橡胶支座，盆式橡胶支座
3、阐述板式橡胶支座的组成及其活动机理
由几层橡胶和薄钢片迭合而成。
活动机理：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角 利用其剪切变形实现微量水平位移
4、为什么板式橡胶支座一般没有固定支座和活动支座之分？
板式橡胶支座一般不分固定支座和活动支座，这样能将水平力均匀的传递给各个支座且便于施工，如有必要设置固定支座可采用不同厚度的橡胶支座来实现。
5、阐述盆式橡胶支座的组成及其主要受力特点与适用场合。
它由不锈钢滑板，聚四氯乙烯板，盆环，氯丁橡胶块，钢密封圈，钢盆塞及橡胶防水圈等组成。
它是利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构承压和转动的功能，利用聚四氯乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的水平位移要求
特别适宜在大跨径桥梁上使用
第九章
小结：拱桥的主要特点是在竖向荷载作用下，除有竖向反力，还产生水平推力，对混凝土拱桥的优缺点的分析，旨在指导在今后的桥梁设计中取长补短，使拱桥的设计达到最优化。
拱桥组成分为上部结构和下部结构，拱桥的主要受力构件是拱圈。
拱桥按照不同方式分为各种类型，按照结构体系分类为简单拱桥，桁架拱桥，刚架拱桥，梁拱组合体系桥，按照主拱的截面形式分类为板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥，钢管混凝土拱桥及劲性骨架混凝土拱桥。
1、拱桥的受力特点是什么？
拱桥的竖向荷载作用下，处除有竖向反力外，还产生水平推力
第十章
小结：拱桥的整体布置是桥梁的全局性问题，是桥梁设计好坏的基础，其主要内容包括拟采用的拱桥结构形式及结构体系，确定桥梁的长度，跨径及孔数，拱的主要几何尺寸，例如矢跨比，宽度，高度等，桥梁的高度，墩台及其基础形式和埋置深度，桥上及桥头引道的纵坡等。对于多跨不等跨连续拱的处理关键要保持拱跨两侧的水平推力基本平衡。
拱桥的上部构造分为实腹式拱上建筑和空腹式拱上建筑。
细部构造包括拱上填料，桥面，人行道，伸缩缝，变形缝，排水与防水，拱铰等。
2、不等跨拱桥处理方法有哪些？
1、采用不同的矢跨比采用不同的矢跨比 2、采用不同的拱脚标高
3、调整拱上建筑的恒截重量4、采用不同类型的拱跨结构
第十二章
小结：桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的结构物。它与基础统称为桥梁下部结构。桥梁墩台一般由墩帽，墩身和基础三部分组成。
桥梁上最常用，最基本的墩台类型，总体上可分为重力式墩台和轻型墩台两种。
梁桥墩台按其构造可分为实体桥墩，空心桥墩，柱式墩桥，柔性排架桩墩和框架墩等。 梁桥实体桥墩由一个实体结构组成，按其截面尺寸及质量的不同可分为实体重力式桥墩和实体薄壁式桥墩。
梁桥空心桥墩可分为部分镂空体桥墩和薄壁式混凝土空心墩。
公路桥中常用梁桥柱式桥墩有单柱式，双柱式，哑铃式和混合双柱式四种。梁桥桥台按其形式可分为重力式桥台，轻型桥台和组合式桥台。
梁桥重力式桥台主要靠自身重力来平衡后台的土侧压力，桥台台身一般由圬工材料釆用就地浇筑施工建成，这类桥台常用的种类有重力式U形桥台和实体埋置式桥台等。
拱桥墩台可分为重力式墩台，轻型墩台和组合式墩台。
拱桥实体重力式桥墩也由墩帽，墩身，以及基础三部分组成，但与桥梁重力式桥墩相比较，在墩帽和墩身的构造上有所不同。拱桥的轻型桥墩有桩柱式桥墩和斜撑式桥墩几种类型。拱桥桥台在受力变形上的最大特点是：桥台承受拱的较大推力后，将发生绕其基础形心轴向路堤方向的转动。为了抵抗这一转动，拱桥桥台比梁桥桥台在尺寸上要大，在构造类型上要多些。拱桥常用的重力式桥台是U形桥台，它由拱座，台身和基础三部分组成。其优缺点与梁桥中的U形桥台相同，在结构构造上除在拱座和前墙两部分有所差别外，其余部分也基本相同。
1、何谓桥墩 何谓桥台
桥梁的支承结构为桥台与桥墩。桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台(墩)帽、台(墩)身和基础组成。3、桥梁墩台一般由哪3部分组成？各自的结构作用是什么？
一般由墩帽，墩身和基础3部分组成
墩帽是指桥梁墩台顶端的承力与传力构件部分，它通过支座承托着上部结构，承受很大的竖向支承反力，并将支座传来的集中力分散给墩身，
墩身是桥梁墩台的结构主体，墩身指墩帽以下，基础顶面以上的构造部分，它是一个承受压弯联合作用的构件。
基础是桥梁墩台直接与地基接触的最下构件部分，它的作用是保证桥梁墩台安全埋入土层之中，并将桥梁的全部作用传至地基。
版权归刘畅&庞国明所有.
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