同济大学桥梁工程复习提纲(自己整理有答案)

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1、 拱桥的受力特点(重点)

拱在竖向荷载作用下,支承处将同时受到竖向和水平反力的共同作用。这个水平反力的反作用,称为水平推力。由于水平反力的作用,拱承受的弯矩将比相同跨径的梁小很多,从而处于主要承受轴向压力的状态。 2、 拱桥的分类(重点)

建筑材料(圬工拱桥,钢筋混凝土拱桥,钢拱桥)

结构体系(简单体系拱桥:三铰拱,两铰拱,无铰拱;组合体系拱桥:无推力拱桥,有推力拱桥)

主拱圈截面形式(板拱桥,肋拱桥,双曲拱桥,箱形拱桥) 拱上建筑形式(实腹式拱桥,空腹式拱桥) 拱轴线型式(圆弧拱桥,抛物线拱桥,悬链线桥) 桥面位置(上承式拱桥,中承式拱桥,下承式拱桥) 按是否对下部结构作用水平推力(有推力拱,无推力拱)

3、 板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥的受力特点和适用范围:空腹式拱上建筑

板拱桥:由于在截面积相同的条件下,实体矩形截面比其他形式截面的截面抵抗矩小,在有弯矩作用时,材料的强度没有得到充分利用。如果要获得与其它型式截面相同的截面抵抗矩,板拱就必须增大截面积,这就相应地增加了材料用量和结构自重,故采用板拱是不太经济的。因此通常只在地质条件较好的中、小跨径圬工拱桥中采用板拱桥。

肋拱桥:拱肋之间用横系梁(或横隔板)联结成整体,使拱肋共同受力和增加拱肋的横向稳定性。拱圈可用较小的截面面积获得较大的抗弯惯性矩,从而大大节省材料用量,减轻自重,使其成为较大跨境的各类拱桥。

双曲拱桥:当它受力时,力使沿着两个拱的方向更均匀地传递;某一局部受力过大时,双曲拱能迅速自行调整平衡,使整个双拱曲不会因局部受力过大而损坏。因主拱圈分期形成,呈现组合结构的受力特征,整体性较弱,在地震荷载作用下容易破坏。故目前已很少用。

箱型拱桥: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正负弯矩变化的需要;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。主要用于上承式拱桥,大跨径钢筋混凝土拱桥。 4、确定拱桥的标高有哪几个(重点)

桥面高程,跨中结构(拱或桥面结构)底面高程,起拱高程,基础底面高程 5、不等跨拱桥的处理方法(重点)

不等跨拱桥,由于不等跨拱桥由于相邻孔的恒载推力不相等。使桥梁和基础承受了不平

衡 推力,在采用柔性墩的多孔连续拱桥中,还需要考虑恒载不平衡推力产生的连拱作用,使计算和构造较为复杂。为了减小不平衡推力,改善桥墩、基础的受力状况。可采用:

1、采用不同的矢跨比 2、采用不同的拱脚标高 3、调整拱上建筑的恒载重量

6、什么是压力线、合理拱轴线,拱轴线主要有哪几种类型,分别适用什么荷载(重点)

压力线:拱桥上各个荷载作用在拱桥上产生的压力值的连线

合理拱轴线:拱轴线与压力线吻合,拱截面只承受轴向压力无弯矩作用。 类型: 圆弧拱轴线:等静水压力(15-20m以下小跨径拱桥);

抛物线:竖向均布荷载(中、下承简单拱桥,组合拱桥); 悬链线:与竖坐标成比例的荷载(实、空腹)。

7、什么是“五点重合法”,如何用“五点重合法”确定空腹式拱桥拱轴系数,如何确定实腹式拱桥的拱轴系数(重点)三铰拱与无铰拱

五点重合法:对于空腹式拱桥,在求其拱轴系数时认为拱顶、拱脚及四分点压力线与相应三铰拱的恒载压力线完全重合的方法。

确定实腹式拱桥的拱轴系数:逐次逼近法,根据跨径矢高假定m,计算后不相符则计算值为m。

五点重合法与三铰拱恒载压力线仅5点重合,从拱顶到压力线在拱轴线上,到拱底在下,相应偏离类似正弦波。拱顶产生弯矩为负而拱脚为正。与无铰拱不存在五点重合关系。 m增大拱轴线抬高。

8、拱桥压力线与合理拱轴线偏离的原因有哪些

因为主拱收到恒载、活载、温度变化和材料收缩等作用,当恒载压力线与拱轴线重合时,其他荷载作用下压力线便不再重合,又相应于活载的不同布置,压力线也是不同的。 9、什么是弹性中心,弹性中心在拱桥内力计算中的作用(重点)

弹性中心就是弹性体的受力中心,即弹性中心是结构受力的中心点。

作用:设想沿拱轴线作一个宽度为1/EI的图形,那么ds/EI就表示了拱轴线图形的微面积(用的是微积分原理),那么整个拱轴线形状的形心就是弹性中心,形心计算公式为

y?EIds(y为拱轴线方程),如果求出ys,即确定弹性中心的位置,并将钢臂端点引至ys?1?EIds弹性中心,则力法方程中的全部副系数都等于0。这一方法成为弹性中心法。

10、拱桥内力调整的方法有哪些(重点)三种方法,特点,画示意图

假载法:改变拱轴系数的方法,不能同时改善拱顶、拱脚两个控制截面的内力。提高m值拱脚负弯矩减小,拱顶正弯矩增加。临时铰法:拱顶截面临时铰布置在拱轴线以下,拱脚截面在以上,恒载作用时拱顶产生负弯矩,拱脚产生正弯矩。实质上人为改变拱中压力线,使恒载压力线对拱轴线造成有利偏离。改变拱轴线形法:逐次调整是拱顶拱脚弯矩趋于0,并使两线有相同弹性中心。 11、拱铰的类型与作用

弧形铰:由两个不同半径的弧形表面块件合成,一个为凹面,另一个为突面。铰的接触面应该精确加工,以保证紧密结合。平铰:是平面相接,直接抵承的铰的形式。不完全铰:是指在要设置铰的部位使混凝土颈缩,但不断开,这样保证了支承截面处的转动而起到铰的作用,而且为了防止混凝土开裂,在颈缩部位还应该设置斜向钢筋。铅垫铰:用厚度15-20mm的铅垫板,外部包以锌、铜(10-20mm)薄片做成。为承受局部压力,墩台帽内以及邻近铰的拱段,需要用螺旋钢筋或钢筋网加强。钢铰:是用钢材做成有圆柱形销轴或没有销轴的形式,进行连接,但是钢铰的用钢量比较大 12、拱桥施工方法有哪些

有支架施工(拱架施工法)无支架施工(缆索吊装施工法)其他:①少支架施工:适用于中小跨度拱桥③劲性骨架施工:适用于特大跨度拱桥施工,用钢量大④转体施工:我国拱桥常采用的方法⑤悬臂施工(悬臂浇筑 悬臂拼装)

第六篇桥梁墩台(5%左右)

1、 墩台的作用与功能要求

桥墩作用是承受由相邻两跨上部结构传来的荷载,可靠而有效地传给基础,位于水流中的桥墩还要承受水流压力、冰作用以及可能出现的船只或漂浮物的撞击力。桥台除了支承上部结构外,还起着挡土护岸的作用,同时还要挡住桥台背后填土。

要求:自身应具有足够的强度、刚度和稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、基础和地基之间的摩阻力等都必须提出较高的要求,以防止在桥梁承重作用下,地基发生过大的水平位移、转动或沉降。 2、桥墩(台)的类型(重点)

⑴梁桥桥墩①实体式(重力式)②桩(柱)式③钢筋混凝土空心式和薄壁式④柔性(排架)墩

⑵拱桥桥墩①实体式②桩柱式

⑶梁桥桥台①实体式②埋置式③桩柱式④轻型桥台 ⑷拱桥桥台①齿槛式②空腹式③组合式

3、重力式桥墩(台)与轻型桥墩(台)的特点与适用范围(重点)埋置式桥台

重力式桥墩又叫实体桥墩,是实体的圬工墩,主要靠自身的重力来平衡外力,从而保证桥墩的强度和稳定性。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。

轻型桥墩实体轻型桥墩是用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做成的桥墩,此结构显著减少了圬工体积,但其抗冲击力较差,不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂流物撞击的河流中,一般用于中小跨径桥梁上。

埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中,只露出台帽在外以安置支座及上部构造。这样,桥台所受的土压力大为减小,桥台的体积也相应减小。它适用于桥头为浅滩,台前护坡受冲刷小,在填土高度为3-5m的中等跨径桥梁中使用。 4、什么叫单向推力墩(重点)

多于4-5孔的拱桥,为了承受永久作用引起的单向推力,以防止一孔因故破坏而使全桥倾塌,应隔3-5孔设置一座能承受单向推力的“分段墩”。

5、墩台的计算验算内容与作用组合(重点):实体式桥墩验算内容:

实体式桥墩验算内容:墩身强度验算、稳定性验算及偏心验算(变截面、控制截面)、基础基底应力验算(应力重分布、容许应力提高)、偏心距验算、整体性验算(抗倾覆和滑动) 组合变形①验算高墩墩顶弹性水平位移,包括基础和墩身变形②对超静定桥梁结构,应验算基底沉降量。

6、下部结构组成(重点)

下部结构组成:由桥墩、桥台和基础组成

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