湖南师范大学自考交通土建之《桥梁工程》重要复习资料

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1.拱桥与梁桥相比在受力性能上有哪三点差异？

答：拱桥与梁桥相比在受力性能上的差异为：① 竖向荷载作用下，支承处存在水平推力，且全拱均相等；
② 由于水平推力使拱桥截面弯矩比同截面的梁桥小；③ 主拱主要承受弯压内力。

2.拱桥按结构体系可分为哪两类？各自受力特点是什么？

答：拱桥按结构体系可分为简单体系拱桥和组合体系拱桥两类。简单体系拱桥由主拱圈单独承受桥跨上的全部荷载作用，
水平推力由桥墩直接承受；组合体系拱桥由车行道梁和主拱圈共同承受桥跨上的全部荷载作用，水平推力的传递受组合方式的制约。

3.实腹式拱上建筑的特点是什么？拱上侧墙、护拱的作用各是什么？

答：实腹式拱上建筑的特点是构造简单，施工方便，填料数量较多，恒载较重。拱上侧墙作用是围护拱腹上的散粒填料，
并承受拱腹填料及车辆荷载所产生的侧压力（推力）。护拱的作用加强拱脚段的主拱圈，方便防水层和泄水管的设置。

4.空腹式拱上建筑的特点是什么？拱上腹孔的布置原则是什么？

答：空腹式拱上建筑的最大特点是除了具有实腹拱上建筑相同构造外，还具有腹孔和腹孔墩，减轻了拱桥恒重，
同时增加了美观性。拱上腹孔的布置原则是：① 应对称布置在靠拱脚侧的一定区段内；② 一般为奇数孔；
③ 腹孔构造宜统一，以便与施工和有利于腹孔墩的受力④ 腹拱高度应布置在主拱圈允许的高度内；
⑤ 应尽量减轻拱上建筑的恒重，不使腹孔墩过分集中或者过分分散。

5.桥梁纵坡怎么规定？

答：一般小桥，通常做成平坡桥。对于大、中桥梁，往往设置从中间向两端倾斜的双向纵坡。桥上纵坡不大于4%；
桥头引道纵坡不宜大于5%。对于市镇混合交通繁忙处的桥梁，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%。
桥上或引道处纵坡发生变更的地方均应设置竖曲线。

6.为什么说拱桥主拱圈的矢跨比是拱轴设计中的主要参数之一？

答：原因：① 拱桥的水平推力与垂直反力之比值，随矢跨比的减小而增大；② 当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之则水平推力减小； 
③ 无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大；
④ 拱的矢跨比过大使拱脚段施工困难；⑤ 矢跨比对拱桥的外形及周围景观的协调产生影响。

7.拱桥按结构受力图式的分类？三铰拱的受力特点？

答：拱桥按结构受力图式的分为：简单体系拱桥和组合体系拱桥。三铰拱的受力特点：温度变化、支座沉陷、
混凝土收缩和徐变等原因引起的变形不会在拱内产生附加内力，计算时不需要考虑结构体系弹性变形对内力的影响。

8.拱桥的设计标高主要有哪些？矢跨比的大小对拱桥结构的影响？

答：拱桥的设计标高主要有四个：桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高和基础底面标高。矢跨比的大小对拱桥结构的影响：
① 拱桥的水平推力与垂直反力之比值，随矢跨比的减小而增大；② 当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之则水平推力减小；
③ 无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大；

9.选择拱轴线的原则？常用的拱轴线型有哪些？什么是合理拱轴线？

答：选择拱轴线的原则是尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。常用的拱轴线型有圆弧线、抛物线和悬链线。
合理拱轴线：通常，以恒载作用下，不计弹性压缩时的压力线（恒载压力线）作为设计拱轴线，
或采用一条尽量接近这条压力线的曲线作为拱轴线，从而使拱的各个截面弯矩接近为零。

10.为什么可以用悬链线作为空腹式拱的拱轴线形？其拱轴线与三铰拱的恒载压力线有何偏离情况？

答：悬链线作为空腹式拱的拱轴线形的原因是：由于悬链线的受力情况较好，又有完整的计算表格可供利用，
故多采用悬链线作为拱轴线。用五点重合法计算确定的空腹式无铰拱桥的拱轴线，仅保证了全拱有五点与三铰拱的恒载压力线（不计弹性压缩）相重合，
在其他截面点上都有不同程度的偏离。计算表明，从拱顶l/4点，一般压力线在拱轴线之上；而从l/4点到拱脚，
压力线却大多在拱轴线之下。拱轴线与相应的三铰拱恒载压力线的偏离类似于一个正弦波。

11.拱桥的伸缩缝和变形缝如何设置？

答：实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚上方，并需在横桥方向贯通全宽和侧墙的全高以及人行道；
空腹式拱桥一般在紧靠桥墩（台）的第一个腹拱圈做成三铰拱，并在靠墩台的拱铰上方的侧墙上也设置伸缩缝，其余两铰上方的侧墙上可设变形缝。

12.拱桥按主拱圈截面形式的分类及其构造特点？

答：拱桥按主拱圈截面形式可分为板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥和箱形拱桥。主拱圈为矩形实体截面的拱桥，称为板拱。
肋拱桥是由两条或多条分离的平行拱肋，以及在拱肋上设置的立柱和横梁支承的形成部分组成的拱桥，
其上部结构由横系梁、立柱、横梁、纵梁及桥面板组成。双曲拱桥的主拱圈由拱肋、拱波、拱板和横向联系组成，采用“化整为零，集零为整”的成型方式，
充分利用了预制装配施工方法。箱形拱桥：① 截面挖空率大，减轻了自重；② 箱形截面的中性轴大致居中，对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，
能较好地适应主拱圈各截面的正负弯矩变化的需要；③ 由于是闭合空心截面，抗弯和抗扭刚度大，拱圈的整体性好，应力分布较均匀；
④ 单条肋箱刚度较大，稳定性好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装；⑤ 制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥。

13.什么是拱上建筑？实腹式和空腹式拱上建筑的组成？

答：由于主拱圈是曲线型，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递荷载的构件和填充物。
这些主拱圈以上的行车道系和传载构件或填充物统称为拱上建筑。实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成，
一般适用于小跨径拱桥。空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁（板）式腹孔两种形式。腹孔跨径不宜过大，腹孔的构造应统一。

14.何谓重力式桥墩？适用于何种环境？

答：实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。
此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。

15.重力式桥台有哪些类型及构造特点？轻型桥台有哪些类型及构造特点？

答：重力式桥台的常用型式是U型桥台，它由台帽、台身和基础等三部分组成。台后的土压力主要靠自重来平衡，
故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。轻型桥台的体积轻巧、
自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造，它借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力，从而可节省材料，降低对地基强度的要求和扩大应用范围，
为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。
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