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文檔簡介

1、箱型拱橋及肋拱橋主拱圈及拱上建筑的構造。肋拱:肋拱橋的組成: 肋拱的拱圈由兩條或多條別離、平行的拱肋所組成,通常多為無鉸拱,也可用兩鉸拱,材料通常是混凝土或鋼筋混凝土。拱肋形式:拱肋的截面形式主要與跨徑有關。為便于施工,小跨徑的肋拱橋多采用矩形截面,這種截面拱肋的經濟性相對較差;大、中跨徑拱肋橋常做成工字形截面,以減輕構造自重并改善截面受力,但這種截面拱肋的橫向剛度較小;跨徑大、截面寬的肋拱橋,還可采用箱形截面拱肋,以提高拱肋橫向受力和抗扭性能,節省更多的圬工量,但構造構造及施工較復雜;采用鋼筋混凝土材料的拱肋,是一種抗壓性能好、子中小、塑性及疲勞等性能優良的構造構造。箱形拱:主拱圈:可以由一

2、個單箱單室或多室箱組成,也可以由兩個或幾個別離單室箱組成。特點:截面抗彎、抗扭剛度大,拱圈整體性好;單條箱肋穩定性好,能單箱肋成拱, 便于無支架施工;箱形截面能適應主拱圈各截面抵抗正負彎矩的需要;自重相對較輕;制作要求較高,吊裝設備較多, 主要適用于大跨徑拱橋。拱上建筑:實腹式拱上建筑構造:組成:拱腹填料、側墻、護拱、變形縫、防水層、泄水管及橋面系等。空腹式拱除了具有實腹式拱上建筑一樣的構造外,還具有腹孔和腹孔敦。4拱橋伸縮縫、變形縫有何區別,怎樣設置。通常是在相對變形位移或轉角較大的未知處設置伸縮縫,而在相對變形較小處設置變形縫。實腹式拱橋的繩索風通常設在兩拱腳的上方,并應在橫橋方向貫穿、向

3、上延伸側墻全高直至人行道及欄桿,伸縮縫一般做成直線形,以使構造簡單、施工方便。對于空腹、拱式拱上構造,一般將緊靠橋墩臺的第一個腹拱圈做成三鉸拱,并在靠墩臺的拱鉸上方的側墻、人行道及欄桿上設置伸縮縫,在其余兩鉸上方的側墻、人行道及欄桿設變形縫。空腹、梁式拱上構造可采用連續橋面構造,但在拱腳上方應通過腹孔墩等措施,使其能相對橋墩臺伸縮變形,在近拱頂出的連續橋面也應設置伸縮裝置。不等跨連續拱橋的處理方法。1采用不同的矢跨比;2采用不同的拱腳標高;3調整拱上建筑的恒載重量;4采用不同類型的拱跨構造。什么事合理拱軸線,常用拱軸線形有哪幾種。合理拱軸線:采用拱上各種荷載作用下的壓力線,即拱軸線與壓力線吻合

4、,此時無彎矩作用,充分利用圬工材料的抗壓性能。 拱軸線種類:圓弧線、懸連線、拋物線拱軸系數的意義,懸鏈線拱軸線形方程推推導P358,均布荷載作用的壓力線對應三鉸拱。P361拱軸系數:拱腳處恒載集度與拱頂處恒載集度的比值。m與yl/4/f的關系。P361yl/4/f增大,m減小。10空腹式懸鏈線拱橋采用五點重合法確定拱軸系數。拱軸系數m的求解1假定初始的m0;2根據的矢跨比和拱軸系數,查得相應的半拱懸臂自重對1/4截面和拱腳截面的彎矩,進一步計算整個拱上建筑對1/4截面和拱腳截面的彎矩;3由下式計算新的拱軸系數m,并與m0比擬。相差不大, 那么可。11不考慮彈性壓縮時在自重、活載、彈性壓縮、溫度

5、變化、混凝土收縮分別作用時主拱圈彎矩的分布規律。P365373自重:實腹拱恒載彎矩為零;空腹拱由于拱軸線與恒載壓力線有偏離,空腹式懸鏈線無鉸拱拱頂、拱腳和1/4點都有恒載彎矩,還應計入偏離l/8和3l/8截面的不利影響。活載:任意截面彎矩影響線:M=M0-HyX3x+X1P370溫度變化:根據拱圈材料的物理性能,當大氣溫度高于拱圈合攏溫度拱圈施工合攏時的溫度時,將引起拱體先谷底膨脹;防止,當大氣溫度比合攏溫度低時,那么引起拱體相對收縮。混凝土收縮:混凝土收縮作用于溫度下降相似,通常將混凝土收縮折算為溫度的額外降低。12提高和降低拱軸系數對主拱圈的拱腳、拱頂彎矩有何影響,為什么?當m增大時,拱軸

6、線抬高;反之,當m減小時,拱軸線降低。原因yl/4與m成反比。13拱橋穩定性計算的種類:1穩定性驗算防止出現面內失穩:采用無支架施工或在拱上建筑完成之前托架的拱橋;2橫向穩定性驗算防止出現面外失穩:拱圈寬度小于跨徑的1/2014拱橋的施工方法有哪些:少支架施工法、懸臂施工法懸臂澆筑法,懸臂拼裝法、勁性骨架法、轉體施工法豎向和平面、拱式組合橋施工法少支架先梁后拱施工,無支架先拱后梁,平面平衡轉體施工。15拱橋的優缺點: 優點:跨越能力大;就地取材,節約鋼材水泥;耐久性能好,維護費用低;外形美觀;構造簡單。缺點:自重大,采用無鉸拱時,對地基條件要求較高;圬工拱橋隨著跨徑和橋高的增加,總造價增加較多

7、;連續多跨拱橋;建筑高度較高。16箱形拱有哪些特點。1截面挖空率大,與板拱相比,可節省大量圬工體積,減輕重量;2箱形截面的中性軸大致居中,對于抵抗正負彎矩幾乎相等的能力,能較好的適應主拱圈各截面正負彎矩變化的需要;3由于是閉合空心截面,抗彎和抗扭剛度大,拱圈的整體性好,應力分布較均勻;4單條箱肋剛度較大,穩定性較好,能單箱肋成拱,便于無支架施工;5制作要求較高,吊裝設備較多,主要用于大跨徑拱橋。17拱橋合攏時,為何要強調低溫合攏。當溫度升高時,拱內產生壓力,拱頂處產生負彎矩,拱腳處產生正彎矩,這對無鉸拱的拱頂、拱腳等控制截面是有利的;反之,當溫度降低時,拱內產生拉力,拱頂處產生正彎矩,拱腳處產

8、生負彎矩。這對拱頂、拱腳等控制截面非常不利。18常用的桁架拱橋,為什么設置斜腹桿比不設斜腹桿的要好。設置斜腹桿的桁架拱橋,各桿件均承受軸向力,承載力較大,是目前常用的形式。不設斜腹桿的桁架拱,優點是腹桿少,每個節點處只有三根桿件交匯,顧鋼筋布置及混凝土澆筑較方便。但設置斜腹桿,構造維持三角形,較穩定。而不設斜腹桿,框架各桿件以受彎為主,用鋼量較大;又由于節點的剛性,在荷載作用下,節點次應力往往導致豎桿兩端開裂。19剛架拱橋上部構造的支座按其所在部位分哪幾種?具體構造上有什么要求。弦桿支座:設在墩臺的立墻上,用來支承上弦桿;拱腿支座:它一般是采用“先鉸接后固結的方法;斜撐支座:它采用鉸接或固結的

9、形式,對拱片內力影響不大。20鋼管混凝土的優缺點。優點:鋼管作為耐側壓的模板,可省去支模、拆模等工序;鋼管本身是勁性骨架,節省施工用腳手架,減少施工用場地,加快施工進度。缺點:鋼管外露受外界日照影響明顯;鋼管內混凝土密實性問題:混凝土頂升灌注方法,微膨脹混凝土技術。21勁性骨架混凝土拱橋有哪些特點。跨越能力達,潛在超載能力大,除了施工方便外,勁性骨架混凝土因含鋼量大,構造徐變影響較小。混凝土徐變造成內力向鋼骨架轉移,鋼骨架尺寸大,不易發生屈曲。22在連續梁拱組合體系的橋梁中,哪些部位易產生裂縫或斷裂,如何控制。1上承式連續梁拱組合體系的立柱裂縫:將立柱上、下端設計成鉸結,特別是對于短柱更有必要

10、;2中承式連續梁拱組合體系短鋼吊桿的斷裂:加大短吊桿的截面面積,以降低應力幅,防止短吊桿產生過大的水平位移如設置伸縮縫;3下承式連續梁拱組合體系的拱座裂縫:在梁與拱圈結合部一定長度區段內,在拱腳上緣布置預應力索,其下端錨于梁體內適宜位置。23為什么混凝土拱橋的承載潛力比梁橋大。梁橋以受彎為主,拱橋以受壓為主。共圈內不僅彎矩遠小于同等跨徑梁橋內的彎矩,而且在超載P作用下N和M同時增長,由應力公式=N/MM/W可知,拱圈截面拉應力的增長將遠小于梁橋截面拉應力的增長。其次,拱橋拱上建筑與主拱圈的聯合作用具有較大的承載能力,一般在設計中并未計入這個有利因素,這也是比梁橋承載力大的另一個原因。24預拱度

11、包括:1拱圈自重產生的彈性下沉,即拱架卸落后拱圈在自重作用下的彈性下沉;2拱圈溫度變化產生的彈性變形,即拱圈合攏溫度與年平均溫度差異而引起的變形;3墩臺水平位移產生的拱頂下沉,即公家卸落后拱圈因墩臺水平位移產生的彈性下沉。4拱架在承重后的彈性及非彈性變形;5支架根底在受載后的非彈性下沉。25拱圈內力調整包括:假載法、臨時鉸法、改變拱軸線的形體。26根據腹桿的不同布置情況,可分為:豎桿式、三角形、斜壓桿、斜拉桿。27拱橋中設置鉸的情況有哪幾種。1按兩鉸拱或三鉸拱設計的主拱圈;2按構造要求需要采用兩鉸拱或三鉸拱的腹拱圈;3需設置鉸的矮小腹孔墩,即將鉸設置在墩的上端與頂梁連接和下端與底梁連接。4在施

12、工過程中,為了消除或減小主拱圈的局部附加內力,以及對主拱圈內力作適當調整時,需要在拱腳或拱頂處設置臨時鉸。鉸分為:弧形鉸、鉛墊鉸、平鉸、不完全鉸、鋼鉸。斜拉橋斜拉橋構造體系有哪幾種形式。1按照塔、梁、墩相互結合方式,可劃分為漂浮體系、半漂浮體系、塔梁固結體系和剛構體系。2按照主梁的連續方式,有連續體系和T構體系等。3按照斜拉索的錨固方式,有自錨體系、局部地錨體系和地錨體系。4按照塔的高度不同,有常規斜拉橋和矮塔局部斜拉橋體系。漂浮體系:優點是主跨滿載時,塔柱處的主梁截面無負彎矩峰值;缺點是懸臂施工時,塔柱處主梁需臨時固結,成橋后解除臨時固結時,主梁會發生縱向擺動。半漂浮體系:在墩頂設置一種可以

13、用來調節高度的支座或彈簧支承來替代從塔柱中心懸吊下來的拉索“零號索,并在成橋時調整支座反力,以消除大局部收縮、徐變等的不利影響。 塔梁固結體系:優點是顯著地減小塔柱彎矩,并且在索塔和主梁中的溫度內力極小;缺點是中孔滿載時,主梁在墩頂處轉角位移導致塔柱傾斜,使塔頂產生較大的水平位移,從而顯著地增大主梁跨中撓度和邊跨負彎矩。剛構體系:優點是既免除了大型支座又能滿足懸臂施工的穩定要求;構造的整體剛度比擬好,主梁撓度又小;缺點是主梁固結處負彎矩大,使固結處附近截面需要加大;再那么,為消除溫度應力,應用于雙塔斜拉橋中時要求墩身具有一定的柔性,常用于高墩的場合,以防止出現過大的附加內力。另外,這種體系比擬

14、適合于獨塔斜拉橋。斜拉橋的邊跨和主跨之比在什么范圍內較適宜。論述題1當主跨有活載時邊跨梁端點的端錨索產生正軸力拉力,而當邊跨有活載時鍛模阿索又產生負軸力拉力松減,有此引起較大的應力幅而產生疲勞問題。邊跨較小時,邊跨主梁的剛度較大,主跨的剛度也相應增大,而拉索的應力變幅也將減小。對于活載比重較小的公路和城市橋梁,合理的邊主跨之比為0.40.45,而對活載比重大的鐵路橋梁,邊主跨之比宜為0.20.25。2活載往往在邊跨梁端附近區域產生很大的正彎矩,導致梁體轉動,伸縮縫易受損,但這可以通過加長邊梁以形成引跨或設置輔助墩的方法予以解決。密索體系的優點:索距小,主梁彎矩小;索力較小,錨固點構造簡單;錨固

15、點附近應力流變化小,補強范圍小;利于懸臂法架設;易于換索。按拉索平面數量和布置形式,斜拉索可分為哪幾種P461:單索面主梁剛度大,自重大,跨越能力小,必須采用箱形截面、豎向雙索面整體性好、斜向雙索面要求有足夠的塔高,視覺容易凌亂,不利于行車平安。采用雙索面時,斜拉索空間索力可以協助主梁抵抗不對稱荷載產生的扭矩,使抗扭剛度非常小的邊主梁甚至板式主梁的截面成為可能。7斜拉橋中設置輔助墩起什么作用。1斜拉橋在邊跨設置輔助墩,可以增加構造體系的整體剛度,即主跨作用活載時,輔助墩可以約束塔身的變形,從而改善塔和主跨的內力并提高主跨的剛度。2明顯地改善邊跨的涅利和減小繞度,特別是對輔助墩附近主梁截面的內力

16、有明顯改善。3為克制邊跨拉索的上提力,邊主梁常需設置配重,當設置了輔助墩后,在梁端和輔助墩之間再設配重就比擬容易。4設置輔助墩后大大減小了活載引起的梁端轉角,使伸縮縫不易受損。5設置輔助墩后,邊跨主梁可提前上墩,就可使施工中雙懸臂狀態迅速變為單懸臂狀態,從而加強施工平安。8為什么一般很少采用三塔式或更多的多塔多跨式斜拉橋。多塔多跨斜拉橋的中間塔頂沒有端錨索能有效地限制它的變位,因此,已經是柔性的斜拉橋將使構造的柔性更加增大,隨之而來的是變形及內力過大,特別是在抗風性能上顯得更加突出。在同等荷載條件下,三塔斜拉橋的中跨跨中繞度或振幅要比雙塔的大許多。9目前多跨多塔斜拉橋采用了哪些構造措施來保證中

17、塔的穩定。主塔采用A形塔和X形框架墩;將兩個雙塔斜拉橋串聯;用較將三座獨塔斜拉橋串聯;中塔增設錨固斜纜;綜合處理。10為什么鐵路橋很少采用斜拉構造。因為鐵路橋是重載橋,跨中繞度大,假設為斜拉橋,跨度不能太大,此時斜拉橋的經濟性無法表達。11為何斜拉橋不用一根索貫穿連接。兩邊索力不相等;假設為一根索,在塔柱上需安裝過渡裝置,使施工復雜化;拉索不便更換;張拉不方便,效率不高。懸索橋懸索橋的邊中跨比應在何范圍內。論述題懸索橋的邊中跨比一般為0.30.5。從提高懸索橋剛度的角度來看,那么以減小邊中跨比有利,這是因為減小了邊跨比就縮短了主纜在邊跨的長度,從而提高了邊跨主纜的線剛度。懸索橋的垂跨比是指什么

18、。P492垂跨比是指中跨主纜的垂度f與其跨長l之比。從力學分析得知,在跨徑為定值的情況下,垂跨比變大,主纜中的拉力就變小,相應的,用主纜鋼量便愈小,但這樣做橋塔需要增高,而且懸索橋豎向整體剛度變小,加勁梁容易繞曲,因此,絕大局部實際橋梁在1/111/9之間。注意:單跨懸索橋由于邊跨主纜的垂度較小為什么,因此活載剛度較大,但在架設時主塔頂部須設置較大的鞍座預偏量。為什么懸索橋的加勁梁多采用鋼構造而少采用混凝土構造。1當設計的橋梁主孔跨徑在50000m以上時,懸索橋的橋型才具有競爭力;否那么,使用混凝土構造不但造價昂貴相對其他橋型,施工也比擬麻煩,在跨徑大的情況下,加之混凝土加勁梁的恒載集度比鋼構

19、造重,索力與恒載集度及跨長的平方成正比,索力大導致主纜截面必須加大,用以抵抗拉力的重力式錨碇體積也必須加大,橋塔塔頂鞍座所承受的垂直分力也十分大,必須要加大橋塔及其根底的截面尺寸。2混凝土加勁梁需預制,而鋼加勁梁可以逐段懸拼,施工方便。主纜與錨碇是如何聯結的。無論是重力式還是隧洞式錨碇,主纜進入錨室和巖洞之前必須先經過散索鞍座或喇叭形散索套,將原先捆緊的主纜截面散開,變成以一股一股的鋼絲索股為單位,逐股錨固。6懸索橋主纜的形式主要有哪兩種:空中邊纜法AS法和預制平行絲股法PPWS法7懸索橋為何要采用非連續構造而非連續構造。受力:采用連續體系,塔根部有支座較大負彎矩,此處彎矩控制設計構造處理復雜

20、,不經濟,配筋較多;施工:懸索橋吊桿吊加勁梁,吊桿必須設置在一定范圍內,或者為高支墩,在支座處要斜設,而且連續體系的加勁梁必須穿過塔,此時施工上不方便,并不能像非連續體系那樣使塔豎直放置。8彈性理論及繞度理論的幾個根本假設。彈性理論:1懸索假定完全柔性;2假定懸索曲線形狀和縱坐標在加載后保持不變;3加勁梁沿跨徑懸掛在懸索上,其截面的慣性矩沿跨徑不變;4吊桿為豎直,且沿橋跨密布,不考慮在活載作用下的拉伸和傾斜;5一期恒載完全由主纜承當,恒載作用下主纜線形為二次拋物線,加勁梁中僅有二期恒載、活載、風力和溫度變化產生的內力。繞度理論與彈性理論根本的區別在于第二條:即假定構造在荷載作用下的變形不可忽略

21、,構造的內力平衡建立在變形后的幾何形狀上。9懸索橋施工工藝。一塔柱及錨碇施工;二纜索系統的架設:1準備工程2架設導索3架設牽引索及貓道索4架設貓道面板及橫向天橋5架設抗風索以完成貓道6主纜架設7將貓道轉載于主纜后撤除抗風索,并架設豎吊索;三加勁梁的制造和架設一般從跨中到兩邊。10影響橋梁跨徑的原理,橋長、分跨確實定原那么。影響橋梁跨徑的原理:材料強度、施工方法、抗風穩定性、建橋經歷、爬模,滑模,翻模、主纜處于貓道中的位置。橋長、分跨確實定原那么:地形、地質、河勢、水文、通航、防洪、接線等。11懸索橋與斜拉橋的比擬。斜拉橋剛度比懸索橋大;斜拉橋的活載撓度比懸索橋小。纜索用鋼量上,懸索橋用量較多。

22、假定塔高度一樣,1000m以內的斜拉橋的鋼索重量比懸案橋小3050%。對鋼斜拉橋而言,由鋼索拉力的水平分力所引起的主梁鋼重的增加,雖然對于跨度300米以上的斜拉橋是有影響的。但即使跨度在1400m以上,因鋼重增加而增加的費用,比懸索橋鋼索錨固費還要廉價。不管用何種方法架設斜拉橋都比懸索橋節省費用。斜拉橋屬于高次超靜定構造,其構造的剛度大,只要有一個較好的主梁斷面就可以得到較好的抗風穩定性。斜拉橋,尤其是密索體系斜拉橋,索能很快干擾主梁的振動,以使整個超靜定構造減震防止危險振動的形成。懸索橋那么較容易形成大振幅的共振狀態。12重力剛度:是指柔性的主纜因承受巨大的恒載內力而被張緊后,具有了抵抗進一步變形的剛度。橋墩臺橋墩的形式和特點:梁橋橋墩分為兩種:重力式墩,這類墩的主要特點是靠自身重力平衡外力保持其穩定;輕型墩,這類墩的剛度小,受壓后允許在一定的范圍內發生彈性變形。拱橋橋墩分為兩種:實體式重力式墩、樁柱式墩。它與梁橋墩不同之處:1拱式推力構造,它給予橋墩臺比擬大的水平推力;2橋墩的相對水平位移將給拱橋以較大的附加內力,因而拱橋橋墩臺對地基的要求比梁橋高;3梁橋橋面與支座頂面的高差就是主梁的建筑高度;而對上承式或中承式拱橋來說,拱橋橋面到拱座之間還有拱上建筑構造高度。橋臺的形式和特點:

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