橋梁工程考試題目輔導(dǎo)(附答案)一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列橋梁結(jié)構(gòu)中，以受壓為主的是（）A.簡支梁橋B.懸索橋C.拱橋D.斜拉橋2.橋梁設(shè)計(jì)中，汽車荷載屬于（）A.永久作用B.可變作用C.偶然作用D.地震作用3.鋼筋混凝土梁橋中，設(shè)置預(yù)拱度的主要目的是（）A.美觀B.抵消恒載和活載產(chǎn)生的撓度C.提高承載力D.方便施工4.拱橋的矢跨比是指（）A.拱頂截面高度與跨度之比B.拱圈計(jì)算矢高與計(jì)算跨度之比C.拱腳水平推力與垂直反力之比D.拱圈厚度與跨度之比5.斜拉橋的主要承重構(gòu)件是（）A.主梁B.索塔C.斜拉索D.錨碇6.橋梁支座的作用不包括（）A.傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載至墩臺B.適應(yīng)梁體溫度變形C.限制梁體水平位移D.調(diào)整梁體標(biāo)高7.混凝土收縮徐變對橋梁結(jié)構(gòu)的影響是（）A.增加跨中撓度B.降低預(yù)應(yīng)力損失C.提高截面壓應(yīng)力D.減少基礎(chǔ)沉降8.簡支梁橋的跨中截面，在汽車荷載作用下的最大彎矩計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用（）A.全跨均布荷載B.跨中集中荷載C.最不利荷載布置D.半跨均布荷載9.下列不屬于橋梁基礎(chǔ)類型的是（）A.擴(kuò)大基礎(chǔ)B.樁基礎(chǔ)C.沉井基礎(chǔ)D.懸索基礎(chǔ)10.橋梁抗震設(shè)計(jì)中，“強(qiáng)柱弱梁”原則是為了（）A.提高橋墩延性B.減少梁體重量C.簡化計(jì)算D.降低地震力二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述簡支梁橋與連續(xù)梁橋在受力特點(diǎn)上的主要區(qū)別。2.拱橋設(shè)計(jì)中，矢跨比的選擇對結(jié)構(gòu)受力有何影響？3.斜拉橋的索力調(diào)整通常需要考慮哪些因素？4.混凝土收縮徐變對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的長期性能有哪些不利影響？5.橋梁支座按材料和功能可分為哪幾類？各舉一例說明。三、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.某鋼筋混凝土簡支梁橋，計(jì)算跨徑L=20m，梁高h(yuǎn)=1.5m，截面為矩形（寬度b=1.2m）。已知恒載集度g=25kN/m（含梁自重），汽車荷載采用公路Ⅰ級，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q_k=10.5kN/m，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值P_k=360kN（按規(guī)范計(jì)算）。試計(jì)算跨中截面在恒載+汽車荷載作用下的最大彎矩設(shè)計(jì)值（結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ_0=1.0，恒載分項(xiàng)系數(shù)γ_g=1.2，汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)γ_q=1.4）。2.某雙曲拱橋，計(jì)算跨度L=40m，計(jì)算矢高f=8m，拱圈為等截面圓弧拱，截面面積A=2.5m2，彈性模量E=3.0×10^4MPa。已知拱頂截面恒載彎矩M_g=500kN·m，拱腳水平推力H_g=1200kN。若考慮溫度下降ΔT=20℃（線膨脹系數(shù)α=1.0×10^5/℃），試計(jì)算溫度變化引起的附加水平推力ΔH（不考慮拱圈彈性壓縮影響）。四、案例分析題（20分）某城市混凝土連續(xù)梁橋（三跨，跨徑組合40m+60m+40m）通車5年后，發(fā)現(xiàn)中跨跨中出現(xiàn)明顯下?lián)希ㄗ畲髶隙冗_(dá)30mm，超過設(shè)計(jì)允許值15mm），且梁底出現(xiàn)多條縱向裂縫（寬度0.2~0.4mm）。經(jīng)檢測，混凝土強(qiáng)度等級符合設(shè)計(jì)要求（C50），但梁體跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼束的實(shí)際張拉力僅為設(shè)計(jì)值的80%，且部分鋼束存在銹蝕現(xiàn)象。同時(shí)，橋梁運(yùn)營期間曾多次通行超重車輛（最大軸重達(dá)120kN，設(shè)計(jì)允許軸重為100kN）。問題：（1）分析該橋梁跨中撓度過大及梁底裂縫的主要原因；（2）提出針對性的加固處理措施。答案與解析一、選擇題1.C（拱橋以受壓為主，梁橋受彎，懸索橋受拉，斜拉橋拉彎組合）2.B（汽車荷載為可變作用，永久作用如恒載，偶然作用如地震、撞擊）3.B（預(yù)拱度用于抵消恒載和活載產(chǎn)生的長期撓度，避免橋面下?lián)希?.B（矢跨比f/L，直接影響拱圈受力和經(jīng)濟(jì)性）5.C（斜拉索是主要傳力構(gòu)件，將主梁荷載傳遞至索塔）6.C（支座允許水平位移或轉(zhuǎn)動，限制位移的是限位裝置）7.A（收縮徐變會增加長期撓度，增大預(yù)應(yīng)力損失，降低壓應(yīng)力）8.C（汽車荷載需布置最不利位置以產(chǎn)生最大彎矩）9.D（懸索是上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類型包括擴(kuò)大、樁、沉井等）10.A（強(qiáng)柱弱梁確保橋墩在地震中先于梁體破壞，提高延性）二、簡答題1.簡支梁橋與連續(xù)梁橋受力區(qū)別：（1）簡支梁為靜定結(jié)構(gòu)，跨中彎矩大，支座僅受垂直反力；（2）連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu)，跨中彎矩減小，支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩；（3）連續(xù)梁整體剛度大，變形小，適用于大跨度；（4）簡支梁施工方便，但跨徑受限，連續(xù)梁需考慮混凝土收縮徐變和溫度影響。2.矢跨比f/L對拱橋的影響：（1）大矢跨比（f/L≥1/5）：拱圈水平推力小，對基礎(chǔ)要求低，但拱高大，施工難度大；（2）小矢跨比（f/L≤1/8）：拱圈水平推力大，基礎(chǔ)需承受更大水平力，但拱高小，造型低矮；（3）合理矢跨比需平衡受力、經(jīng)濟(jì)性和景觀要求，一般取1/5~1/10。3.斜拉索索力調(diào)整的考慮因素：（1）主梁應(yīng)力：確保各截面應(yīng)力在允許范圍內(nèi)（不出現(xiàn)拉應(yīng)力或壓應(yīng)力超限）；（2）主梁線形：調(diào)整索力使成橋后梁體線形符合設(shè)計(jì)標(biāo)高；（3）索塔偏位：避免索塔因兩側(cè)索力不平衡產(chǎn)生過大偏移；（4）索力均勻性：減少各索應(yīng)力差異，延長拉索壽命；（5）施工階段影響：分階段調(diào)整時(shí)需考慮混凝土收縮徐變和溫度變化。4.收縮徐變對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的不利影響：（1）預(yù)應(yīng)力損失：導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力降低，跨中撓度增大；（2）截面應(yīng)力重分布：受拉區(qū)混凝土拉應(yīng)力增加，可能引發(fā)裂縫；（3）長期撓度增加：徐變變形隨時(shí)間增長，可能超過設(shè)計(jì)允許值；（4）次內(nèi)力產(chǎn)生：在超靜定結(jié)構(gòu)（如連續(xù)梁、剛構(gòu)橋）中引起附加彎矩，影響結(jié)構(gòu)安全。5.橋梁支座分類及示例：（1）按材料：鋼支座（如鑄鋼支座）、橡膠支座（如板式橡膠支座）、聚四氟乙烯支座（如盆式支座）；（2）按功能：固定支座（限制所有位移）、活動支座（允許水平或轉(zhuǎn)動位移，如單向活動支座、雙向活動支座）；（3）按結(jié)構(gòu)形式：板式支座、盆式支座、球型支座（適用于大跨度橋梁）。三、計(jì)算題1.跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算：（1）恒載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：M_gk=(1/8)gL2=(1/8)×25×202=1250kN·m（2）汽車荷載彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：公路Ⅰ級集中荷載P_k=360kN（L=20m≤5m時(shí)P_k=270+18×(205)=360kN），均布荷載q_k=10.5kN/m。最不利布置為全跨均布荷載+跨中集中荷載，故M_qk=(1/8)q_kL2+(1/4)P_kL=(1/8)×10.5×202+(1/4)×360×20=525+1800=2325kN·m（3）彎矩設(shè)計(jì)值：M_d=γ_0(γ_gM_gk+γ_qM_qk)=1.0×(1.2×1250+1.4×2325)=1500+3255=4755kN·m2.溫度下降引起的附加水平推力ΔH：溫度變化引起的拱頂水平位移Δ_HT=αΔTL（自由膨脹量），但因拱為超靜定結(jié)構(gòu)，水平位移受約束，產(chǎn)生附加推力。對于無鉸拱，溫度變化引起的水平推力公式為：ΔH=(EIAαΔT)/(f2L)×(1/(1+15EI/(GAs2)))（簡化后，忽略剪切變形）因題目要求不考慮彈性壓縮，取簡化公式ΔH=(EαΔT)/(L/f2)×A（適用于等截面圓弧拱）。計(jì)算參數(shù)：L=40m，f=8m，故f/L=1/5，L/f2=40/(82)=0.625m?1；E=3.0×10^4MPa=3.0×10^10Pa，α=1.0×10^5/℃，ΔT=20℃（降溫，ΔT取負(fù)值），A=2.5m2；ΔH=(3.0×10^10×1.0×10^5×(20)×2.5)/(40/(82))=(1.5×10^7)/(0.625)=2.4×10^7N=24000kN（負(fù)號表示推力方向與溫度下降引起的收縮方向一致）。四、案例分析題（1）主要原因分析：①預(yù)應(yīng)力不足：實(shí)際張拉力僅為設(shè)計(jì)值的80%，導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力降低，無法抵消恒載和活載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，引起跨中撓度增大和梁底裂縫；②鋼束銹蝕：銹蝕導(dǎo)致鋼束截面積減小，進(jìn)一步削弱預(yù)應(yīng)力效果，且銹蝕產(chǎn)物膨脹可能加劇混凝土裂縫；③超重車輛影響：長期超重荷載（軸重超標(biāo)20%）增大了梁體跨中彎矩，超過設(shè)計(jì)承載能力，加速撓度發(fā)展和裂縫開展；④混凝土收縮徐變：通車5年，混凝土徐變變形累積，與預(yù)應(yīng)力損失疊加，加劇下?lián)?；⑤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能存在不足：如預(yù)拱度設(shè)置不當(dāng)，或未充分考慮長期荷載效應(yīng)。（2）加固處理措施：①體外預(yù)應(yīng)力加固：在梁底或腹板布置體外預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉至設(shè)計(jì)值，補(bǔ)償原有預(yù)應(yīng)力損失，減小跨中彎矩和撓度；②裂縫修補(bǔ)：對寬度＞0.2mm的裂縫采用