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桥梁工程课程试卷A卷及答案

(2010-12-09 19:54:13)
标签:

容重

横坡

荷载

弯矩

内力

教育

分类: 土木工程

桥梁工程课程试卷A卷及答案

一、填空题:(每空 1 分,共  20  分)
1.《公路桥涵设计通用规范(JTJ021—89)》规定,公路桥涵应按照               、              、             、            的原则进行设计。

2.按照主拱圈所采用的各种拱轴线型式,可将拱桥分为圆弧拱桥、_______拱桥和_______等。

3. 在超静定结构需计算因________、混凝土收缩和________等因素产生的附加内力。

4.双曲拱桥中,拱波顶部易出现纵桥向裂缝,你认为主要是由________ 引起的。

5.桥面板有效工作宽度的计算假定保证________与________相同;局部________与实际分布相同。

6.简支梁桥预应力筋弯起的主要原因是               、             
            

7.桥面横坡的设置方式有                         、                      
                           

8.一般桥梁设计分为规划设计、______  ___和____   _____三个阶段。

得分 
阅卷人 

二、选择题:(每题 2 分,共 20 分)

1.在“85《桥规》”中,验算荷载为挂车时,其布置要求为:           (   
(A)全桥限1 辆              (B)全桥限 2 辆  
(C)根据桥长不同有不同的规定 (D)不限
(E)全桥可布置多辆,但两车净距不小于50m

2.以下哪种方式不能完成桥面横坡的设置方式?                      (   
(A)墩台顶部设置横坡         (B)墩台顶部设置台阶
(C)行车道板做成倾斜面       (D)设置三角垫层                

3.横向分布系数中的刚性横梁法,其所要求的适用条件是。             (   
(A)具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比小于或接近于0.5;
(B)具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比大于0.5;
(C)多片内横梁且有湿接缝;
(D)没有要求             

图为表示某简支梁桥,设计荷载汽车-20。为了求2#梁的某个内力值,按最不利原则布载情况如图。2#梁的荷载横向分布系数为:跨中0.524,支点(剪力)0.796。现根据这些资料,回答以下第4题~第7题的问题。


4.这是为了求解哪个内力?                                      (    
(A)L/4截面的剪力;(B)L/4截面的弯矩; (C)跨中弯矩; (D)支点剪力;

5.该内力影响线的竖坐标值等于1的位置在……:               
(A)跨中; (B)支点A处;(C)支点B处; (D)L/4截面; (E)3L/4截面;

6.对于轴重作用点③和④两点,其荷载横向分布系数的大小情况,正确的说法是
                                                               (    
(A)③处较大; (B)④处较大; (C)③和④两处相等;(D)都相等

7.对于轴重作用点②,其荷载横向分布系数等于                    (    
(A)0.796; (B)0.713; (C)0.660;(D)0.607; (E)0.524;(F)0.272;

8.在重力式桥墩的墩顶位移验算中,把桥墩视作                     (    
(A)两端固定的竖梁;             (B)下端固定上端铰接的竖梁;
(C)固定在基础顶面的悬臂梁;     (D)竖向放置的简支梁;

9. 整体式钢筋混凝土板桥承重板的计算单元是                       (    
(A)整体承重板                       (B)1m宽板带        
(C)荷载有效分布宽度的板             (D)行车道宽度的板

10.对于既承受正弯矩,又承受负弯矩的大跨径悬臂梁和连续梁桥,其承重结构往往采用                                                                   )
(A)实心板       (B)空心板     (C)肋梁      (D)箱梁

得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
三、简答题(共  小题,共  30  分)

1、(本题  分)试简述斜板桥的受力性能。

2、(本题  分)试述下列三种荷载横向分布计算方法的基本假定和适用场合:
  (1)杠杆法;(2)偏心压力法;(3)铰接板法。

3、(本题  分)与梁式桥相比,拱桥有哪些特点?拱中水平推力的大小主要取决于对哪些因素?

4、(本题  分)试简述现代桥梁工程面临的主要问题。

5、(本题  分)试简述荷载横向分布计算中如何将空间问题转化为平面问题来考虑。

得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
四、推导题(共  小题,共 15 分)

1、(本题 15  分)试推导采用偏心压力法计算荷载横向分布系数中,单位荷载对各主梁的荷载分布。


得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
四、计算题(共  小题,共 15 分)
计算如图所示绞接悬臂板的设计内力,荷载为汽-15级和挂车-80级。桥面铺装为2cm的沥青混凝土面层,容重为21KN/m3和平均9cm厚25号混凝土垫层的容重为23 KN/m3。T梁翼板的容重为25KN/m3。
对于汽-15级加重车后轴作用力为P=130KN,后轮着地长度为a2=0.2m,宽度b2=0.6m,冲击系数为0.3。
对于挂-80级加重车车轮的轴重为P=200KN,后轮着地长度为a2=0.2m,宽度b2=0.5m。

 

参考答案

一、填空题:(每空 1 分,共  20  分)
1.《公路桥涵设计通用规范(JTJ021—89)》规定,公路桥涵应按照  安全  、 适用  、 经济  、 美观 的原则进行设计。

2.按照主拱圈所采用的各种拱轴线型式,可将拱桥分为圆弧拱桥、抛物线拱桥和悬链线等。

3. 在超静定结构需计算因温度变化、混凝土收缩和_徐变_等因素产生的附加内力。

4.双曲拱桥中,拱波顶部易出现纵桥向裂缝,你认为主要是由_和横向刚度差 引起的。

5.桥面板有效工作宽度的计算假定保证假定总弯矩_与_实际总弯矩_相同;局部最大弯矩与实际分布相同。

6.简支梁桥预应力筋弯起的主要原因是满足束界要求、抵抗剪应力、便于锚固。

7.桥面横坡的设置方式有墩台顶部设置横坡、设置三角垫层、行车道板做成倾斜面。


8.一般桥梁设计分为规划设计、_技术设计_和_施工图设计_三个阶段。

得分 
阅卷人 

二、选择题:(每题 2 分,共 20 分)

1.在“85《桥规》”中,验算荷载为挂车时,其布置要求为:           (A)
(A)全桥限1 辆              (B)全桥限 2 辆  
(C)根据桥长不同有不同的规定 (D)不限
(E)全桥可布置多辆,但两车净距不小于50m

2.以下哪种方式不能完成桥面横坡的设置方式?                      (B)
(A)墩台顶部设置横坡         (B)墩台顶部设置台阶
(C)行车道板做成倾斜面       (D)设置三角垫层                

3.横向分布系数中的刚性横梁法,其所要求的适用条件是。             (A)
(A)具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比小于或接近于0.5;
(B)具有可靠联结的中间横隔梁且宽跨比大于0.5;
(C)多片内横梁且有湿接缝;
(D)没有要求             

图为表示某简支梁桥,设计荷载汽车-20。为了求2#梁的某个内力值,按最不利原则布载情况如图。2#梁的荷载横向分布系数为:跨中0.524,支点(剪力)0.796。现根据这些资料,回答以下第4题~第7题的问题。


4.这是为了求解哪个内力?                                      (D)
(A)L/4截面的剪力;(B)L/4截面的弯矩; (C)跨中弯矩; (D)支点剪力;

5.该内力影响线的竖坐标值等于1的位置在……:                  (B)
(A)跨中; (B)支点A处;(C)支点B处; (D)L/4截面; (E)3L/4截面;

6.对于轴重作用点③和④两点,其荷载横向分布系数的大小情况,正确的说法是
                                                               ( D)
(A)③处较大; (B)④处较大; (C)③和④两处相等;(D)都相等

7.对于轴重作用点②,其荷载横向分布系数等于                    (B)
(A)0.796; (B)0.713; (C)0.660;(D)0.607; (E)0.524;(F)0.272;

8.在重力式桥墩的墩顶位移验算中,把桥墩视作                     ( B )
(A)两端固定的竖梁;             (B)下端固定上端铰接的竖梁;
(C)固定在基础顶面的悬臂梁;     (D)竖向放置的简支梁;

9. 整体式钢筋混凝土板桥承重板的计算单元是                       (B)
(A)整体承重板                       (B)1m宽板带        
(C)荷载有效分布宽度的板             (D)行车道宽度的板

10.对于既承受正弯矩,又承受负弯矩的大跨径悬臂梁和连续梁桥,其承重结构往往采用                                                               ( D )
(A)实心板       (B)空心板     (C)肋梁      (D)箱梁

得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
三、简答题(共  小题,共  30  分)

1、(本题  分)试简述斜板桥的受力性能。
1.纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b的矩形板小,并随斜交角的增大而减小
2.荷载有向支承边的最短距离传递分配的趋势
3.纵向最大弯矩的位置,随斜角的增大从跨中向钝角部位移动
4.除了斜跨径方向的主弯矩外,在钝角部位的角平分线垂直方向上,将产生接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩
5.横向弯矩比正板大得多
支承边上的反力很不均匀,钝角角隅处的反力可能比正板大数倍,而锐角处的反力却有所减小,甚至出现负反力
斜板的受力行为可以用Z字形连续梁来比拟
8.斜板的扭矩分布很复杂,板边存在较大的扭矩

2、(本题  分)试述下列三种荷载横向分布计算方法的基本假定和适用场合:
  (1)杠杆法;(2)偏心压力法;(3)铰接板法。
项目 偏心压力法 杠杆原理法 铰接板法
基本假定 1、 把横梁看作EI=∞的连续刚体;
2、 B/ ≤0.5的窄桥; 1、忽略主梁之间的横向联系,把桥面板当作支承于主梁上的简支梁或悬臂梁。 1、主梁之间为铰结,只传递剪力;
2、桥面上作用的是半波正弦荷载。
适用场合 1、 横向联接好,横梁多的桥;
2、 B/ ≤0.5的窄桥; 1、双主梁;
2、荷载作用于支点附近;
3、横向联系弱,无中横梁。 1、 纵向企口缝联结的装配式板桥;
2、 仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中横梁的装配式桥。

3、(本题  分)与梁式桥相比,拱桥有哪些特点?拱中水平推力的大小主要取决于对哪些因素?
是公路上常用的一种桥梁型式。拱桥在竖向荷载作用下,两端支承处产生竖向反力和水平推力,使拱内产生轴向压力,并减小了跨中的弯矩,跨越能力增大。
主要优点
跨越能力大;能充分做到就地取材;耐久性好,养护、维修费用小;外形美观;构造较简单,有利于广泛采用。
主要缺点:
1)是有推力的结构,而且自重较大,因而水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基  要求也高;
3)由于水平推力较大,在连续多孔的大、中桥中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采取较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价;
4)上承式拱桥的建筑高度较高。

4、(本题  分)试简述现代桥梁工程面临的主要问题。
超大跨径桥梁结构体系和特殊力学问题
超深水基础的结构形式和施工技术研究
轻质高强耐腐蚀高性能材料的研究
超大跨度桥梁抗灾性能及措施的研究
超大跨度桥梁的工程工程

5、(本题  分)试简述荷载横向分布计算中如何将空间问题转化为平面问题来考虑。
近似内力影响面在 方向和单梁跨中弯矩影响线 相似,都成三角形。在 方向和用刚性横梁法计算得到的荷载横向分布影响线相似。所以,采用变量分离的办法,即采用两个单值函数的乘积 、 组成的近似内力影响面代替一个由双值函数表示的精确内力影响面。使桥梁空间结构的受力分析可以用荷载横向分布影响线 结合主梁平面内力影响线 来近似替换。
得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
四、推导题(共  小题,共 15 分)

1、(本题 15  分)试推导采用偏心压力法计算荷载横向分布系数中,单位荷载对各主梁的荷载分布。
图所示为一座由四片主梁组成得梁桥的跨中截面,各片主梁的抗弯刚度 、主梁的间距 都不同,集中荷载 作用在离截面扭转中心0的距离为处。
2.变形的分解
1)纯竖向位移
 
2)纯转动
 
3.各主梁位移与内力的关系
1)与竖向位移的关系
在竖向荷载作用下,由于作用力通过扭转中心,而且假定横梁是刚性的,因此横梁只作平行下挠,各片主梁挠度相等。
 式中:
2)与转角的关系
在偏心力作用下,横了梁绕扭转中心0转动一微小的角度 。各片主梁产生的竖向挠度 :
 
由于荷载与挠度关系 得
4. 内外力平衡
1)竖向位移时的平衡
   代入 得:
2)转动时的平衡
由力矩平衡条件可知:
   偏心荷载产生得总作用: 
得分 
阅卷人 

得分 
阅卷人 
四、计算题(共  小题,共 15 分)
计算如图所示绞接悬臂板的设计内力,荷载为汽-15级和挂车-80级。桥面铺装为2cm的沥青混凝土面层,容重为21KN/m3和平均9cm厚25号混凝土垫层的容重为23 KN/m3。T梁翼板的容重为25KN/m3。
对于汽-15级加重车后轴作用力为P=130KN,后轮着地长度为a2=0.2m,宽度b2=0.6m,冲击系数为0.3。
对于挂-80级加重车车轮的轴重为P=200KN,后轮着地长度为a2=0.2m,宽度b2=0.5m。

 

 

 

 


解:(一)恒载及其内力
1.每延米板上的恒载:
沥青混凝土面层:
 
 
T梁翼板自重:
合计:
2.每米宽板条的恒载内力:
弯矩:
剪力:
(二)汽车产生的内力:
 
 
荷载对悬臂根部有效分布宽度:
 
冲击系数:
作用于每米宽板条上的弯矩:
 
作用于每米宽板条上的剪力:
 
(三)挂车产生的内力
 
 
铰缝处纵向2个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为:
 
悬臂根部处的车轮尚有部分轮压作用:
 
轮压面上的荷载对悬臂根部的有效分布宽度为:
 
悬臂根部每米板宽的弯矩为:
 
作用在每米板条上的剪力为:
 
(四)荷载组合
恒+汽:
 
1/1.25(恒+挂):
 
 
行车道板的设计内力:

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