桥梁支座结构

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5.1实腹式拱桥的主要组成部分有哪些？哪些属于上部结构?哪些属于下部结构？答：1、主拱圏2、拱顶3、拱脚4、拱轴线5、拱腹6、拱背7、栏杆8、人行道块石9、变形缝10、侧墙11、防水层12、填料13、路面14、桥台15、桥台基础16、盲沟其中上部结构有：6、拱背7、栏杆8、人行道块石9、变形缝10、侧墙11、防水层12、填料13、路面其中下部结构有：14、桥台15、桥台基础16、盲沟5.3石板拱应满足的基本要求有哪些？答：1、拱石受压面的砌缝应与拱轴线相垂直。这种辐向砌缝一般可做成通缝，不必错缝。2、当拱圏厚度不大时，可采用单层拱石砌筑，并应纵横错缝，其错缝间距≧10cm.。3、灰缝的宽度宜≦2cm。4、拱圏与墩台及空腹式的腹拱墩连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。五角石不得带有锐角，以免施工时易破坏和被压碎。5、当用块石砌筑拱圏时，应选择较大的平整面与拱轴线垂直，砌缝必须交错，块石的大头在上，小头在下。石块间的砌缝必须相互交错，较大的缝隙应用小石块嵌紧。同时还要求砌缝用砂浆或小石子混凝土灌满。5.6简述布置伸缩缝、变形缝、防水层的位置及做法.通常是在相对变形较大的位置设置伸缩缝，而在相对变形较小处设置变形缝。人行道、栏杆、缘石和混凝土桥面，在腹拱铰的上方或侧墙有变形缝处，均应设置贯通全桥宽度的伸缩缝或变形缝。对于实腹式拱桥，防水层应沿拱背护拱、侧墙铺设。对空腹式拱桥，防水层沿拱圈跨中的拱背和腹拱上方设置设置。防水层在全桥范围内不宜断开，当通过伸缩缝或变形缝处应妥善处理，使其既能防水又可以适应变形6.1、拱桥的总体布置有哪些主要内容？答：拱桥的总体布置包括确定拱桥的设计标高和矢跨比、不等跨连续拱桥的处理方法。6.2确定拱桥的标高要考虑哪些因素？拱桥桥面的标高，即指桥面与缘石相接处的高程，一方面由两岸线路的纵断面设计来控制；另一方面还要保证桥下净空泄洪或通航的要求。根据跨径大小、荷载等级、主材料规格等条件估算出拱圈的厚度，拱背的标高减去拱圈厚度即可得到拱顶底面标高。起拱线标高受到通航净空、排洪、流水等条件的限制。基础底面的标高主要根据冲刷深度、地质情况即地基承载力等因素确定6.3矢跨比的影响因素有哪些？ 答：（1）拱圈内力的大小；（2）拱桥的构造形式和施工方法；（3）拱桥的外形是否美观，与周围景物能否协调。6.4不等跨连续拱桥有哪些处理方法？答：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。6.5常用拱轴线的类型及选择拱轴线的基本要求有哪些？答：拱轴线的类型有：圆弧形、抛物线和悬链线三种。在选择拱轴线时应满足以下要求：要求尽量减小拱圈截面的弯矩，使主拱圈各主要截面的应力相差不大、且最大限度减小截面拉应力，最好是不出现拉应力。（1）对于无支架施工的拱桥，应满足各施工阶段的要求，并尽可能少用或不用临时性施工措施。（2）计算方法简便，易为生产人员掌握。（3）线型美观，便于施工。7.3什么是“五点重合法”？空腹式无铰拱为何能采用悬链线作为拱轴线？答：“五点重合法”是要求在五个点（拱顶、两个4/1点和两个拱脚）上，拱轴线与三铰拱拱轴线重合。由于拱轴线与恒载压力线之间的偏差，在拱顶和拱脚处都产生了偏离弯矩。拱顶的偏离弯矩为负值，而拱脚的偏离弯矩为正值。这一情况正好与该两截面的控制弯矩符号相反，有利于降低控制截面的应力，改善拱顶、拱脚截面的受力性能。7．4恒载、活载作用下拱的内力计算要考虑什么因数？答：恒载、活载作用下拱的内力计算要考虑弹性压缩。7.6什么是调整应力的假载法、临时铰法和改变拱轴线法？答：假载法是：在拱脚和拱顶两个控制截面中，如一个控制截面的弯矩较大，而另一个控制截面的弯矩较小，我们就可以调整拱轴系数m来改变拱轴线，使拱顶和拱脚两控制截面的弯矩值接近，从而改善拱截面的受力状态的方法。临时铰法为：拱圈施工时，在拱顶和拱脚截面处设置铅垫板做成临时铰，拆除拱架后，拱圈成为静定的三铰拱。待拱上建筑砌筑完毕后，再用高标号水泥浆将铰封死，最后形成无铰拱。改变拱轴线法：将千斤顶平放在拱顶预留的空洞内。利用千斤顶对两个半拱缓缓施加推力，使两半拱既分开又抬升。千斤顶施加推力时，可以抵消（或部分抵消）拱圈恒载的弹性压缩内力、拱圈材料收缩内力，而拱被抬升则使拱架易于卸除，同时拱桥基础立即产生的变形影响亦可消除；调整千斤顶施力点的位置和加力的大小，即可达到调整主拱应力的目的。 8.1简支体系、悬臂体系、连续体系的结构特性有何不同？答：从恒载弯矩图来分析，当跨径和恒载集度相同的情况下，简支梁的跨中弯矩值最大。悬臂体系与连续体系则由于支点负弯矩的存在，使跨中正弯矩值显著减小。从静力图式来说，简支梁和悬臂梁都属于静定体系，而连续梁是超静定体系。从运营条件来说，简支体系在梁衔接处、悬臂体系在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线，都会发生不利于行车的折点；而连续体系则无此缺陷。8.3在结构特点上，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥、钢筋混凝土连续梁桥有何异同点？答：仅就超静定结构而言，预应力混凝土连续梁桥与普通钢筋混凝土连续梁桥具有相同的特点。仅就预应力结构而言，预应力混凝土连续梁桥能充分发挥高强材料的特性，使结构轻型化而具有更大的跨越能力，同时能有效地避免混凝土开裂（尤其是负弯矩区的桥面板开裂）。仅就此特性而言，预应力混凝土连续梁桥与预应力混凝土简支梁桥（乃至其他预应力结构）几乎没有区别。然而，在预加应力的作用下，超静定的连续梁将产生“次内力”，这是预应力混凝土连续梁与普通钢筋混凝土连续梁不同的重要力学特点。8.8预应力混凝土连续梁桥采用悬臂施工法时，为什么要特别重视合拢段的设计与施工？为此应采取哪些相应的措施？答：因为合拢段混凝土从浇筑到张拉预应力筋，需要经过一定的时间；在此期间内，由于昼夜温差、新浇混凝土的早期收缩、已成梁段混凝土产生变形和内力；这对新浇筑的合拢段混凝土的质量有直接影响。如合拢段设计部合理或施工措施不力，势必引起合拢段混凝土的开裂，其后果非常严重。采取的措施：（1）在满足施工需要的前提下，尽量缩短合理段长度，以减小现浇混凝土数量。（2）锁定支撑：在合拢段采用设置临时劲性支撑和临时预应力束，以“锁定”左右“T结构”，使合拢段两端形成能承受一定弯矩、剪力和轴力的刚节点，保证合拢前后结构变形协调；防止在合拢尚未完成前由温度等因素产生的变形。（3）合拢顺序应与设计一致，使得体系转换的二次应力与设计符合。（4）为了避免新浇混凝土早期受到较大的拉力（降温收缩引起的），通常在当天气温最低的时刻浇筑合拢段混凝土。（5）还应在混凝土配合比、预应力筋张拉、结构变位控制等方面采取必要的措施。8.9何为刚架桥？它在结构上有哪些特点？桥跨结构（主梁）和墩台（支柱）整体相连的桥梁叫做刚架桥。在竖向荷载作用下，由于主梁和支柱之间为刚性连接，主梁端部将产生负弯矩；负弯矩的代偿作用减小了跨中正弯矩，进而减小了跨中截面尺寸。因此，刚架桥的主梁高度可以较梁桥为小，在需要较大的桥下净空和建筑高度受限制时 就具有明显的优势。刚架桥在竖向荷载作用下，支柱除承受压力外，还要承受弯矩，并在柱脚产生水平推力。因此，刚架桥对地基条件要求较高，或者要以深基础和特殊构造措施来抵抗推力。刚架桥大多做成超静定的结构形式，在混凝土收缩、温度变化、墩台不均匀沉降和预加应力等因素和作用下，会产生附加内力（次内力）。8.11钢管混凝土有何特点？答：钢管混凝土本质上属于套箍混凝土，除了具有一般套箍混凝土的强度高、塑性好、质量轻、耐疲劳、耐冲击等特点外，还具有以下特点：1)钢管本身就是耐侧压的模板，浇注混凝土时无需支模、拆模，并可适应先进的泵送混凝土工艺。2)钢管本身就是钢筋，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，既能受压也能受拉。3)钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段可起到劲性钢骨架的作用，在使用阶段又是主要承重结构；可节约脚手架、缩短工期、减少施工用地，降低工程造价。4)在受力构件中采用钢管混凝土，可大幅度节约材料。钢管混凝土具有刚度大、承重能力大、质量轻等优点，这些优点与桥梁转体施工工艺相结合，可以解决转体质量大和转体结构的强度、刚度的矛盾。8.13什么是钢管混凝土的套箍指标？它有何意义？答：①钢管本身就是耐测压的模板，浇注混凝土时无需支模、拆模，并可适应现金的泵送混凝土工艺；②钢管本身就是钢筋，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，既能受压又能受拉；③钢管本身又是劲性承重骨架，在施工阶段可起到劲性刚骨架的作用，在使用阶段又是主要的承重结构；④在受压构件中采用钢管混凝土，可大幅度节省材料。钢管混凝土具有刚度大、承载能力大、质量轻等有点，这些有点与桥梁转体施工工艺想结合，可以解决转体质量大和转体结构的强度、刚度的矛盾。8.14试比较柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱的结构特点。柔性系杆刚性拱的弯矩均由拱肋承受，系杆只受拉力以平衡拱的推力。刚性系杆柔性拱相当于把桁架弦杆与梁组合起来，以梁为受力主体，而曲线桁架对梁加劲，形成具有刚性梁的曲线桁架。它的特点是内力分配均匀，刚性系杆与吊杆、横撑可以组成刚度较大的框架；在适用跨度内，拱肋不会发生面内S状变形，拱的稳定性有充分保证。刚性系杆刚性拱，当（EI）拱/（EI）系在1/80~80之间时，拱肋和系杆都有一定的抗弯刚度，荷载引起的弯 矩在拱肋和系杆之间按刚度分配，二者共同承受纵向力合弯矩，其特点介于柔性系杆刚性拱和刚性系杆柔性拱之间。8.16斜拉桥的索塔的之承体系有哪几种？各有何特点？答：索塔的支承体系一般可分为四种型式，由此也形成斜拉桥的不同结构体系（1）塔墩固结、塔梁分离。塔柱下端与桥墩固结，这种索塔的整体刚度较大，对施工有利，但对地基要求高。（2）塔梁固结、塔墩分离。塔柱下端与主梁固结，并通过支座支承在桥墩顶部；因此也称支座支承体系或塔梁固结体系。这种支承型式可减少塔柱弯矩，对地基要求低，可在软土地基上建造。（3）塔墩铰结，梁墩分离。塔柱下端铰结于墩顶或主梁顶部。这种索塔支承型式可减少塔柱的弯矩，降低结构的超静定次数。（4）塔、梁、墩固结。塔、梁、墩固结也称刚构体系。这种支承体系，由于索塔刚度大，对施工有利，但因为温度内力较大，故在双塔三跨式斜拉桥中较少采用;一般适用于中小跨径的独塔双跨式斜拉桥。8.21悬索桥与斜拉桥的主要区别有哪些？答：悬索桥与斜拉桥的区别，显而易见的是前者跨越能力更大，但这只是悬索桥与斜拉桥不同之处的一种具体表现。悬索桥与斜拉桥的区别主要有以下几个方面：1)结构受力方面悬索桥主要靠主缆承受荷载，并通过主缆将力传给锚固体系，加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用；采用地锚时，加劲梁中不受轴向力作用，由加劲梁自重引起的恒载内力较小。斜拉桥由斜拉索与主梁共同承受荷载，斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力，恒载内力所占比重很大。悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力，而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。2）材料方面大跨度悬索桥的加劲梁多采用自重较轻的钢材，而斜拉桥的主梁材料可以是钢、混凝土或钢-混凝土结合。3)刚度方面悬索桥的竖向刚度较小，且基本由主缆提供；调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。斜拉桥的竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供，相对于线索去而言，刚度可以较大；对结构刚度的影响较大；改变斜拉桥的结构布置形式，可调整其竖向刚度。4）施工方面悬索桥的施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁，施工需要的机械、技术和工艺相对较简单；结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度，因而施工控制相对比较简单。斜拉桥在施工中将发生多次的结构体系转换，必须严格控制结构的线形和拉索索力，施工控制较复杂、技术难度相对较大。9.2、支座按其容许变形的可能性分为哪几类？答：可以分为固定支座、单向活动支座、多向活动支座。9.3支座布置应服从怎样的总原则？ 答：(1)在坡道上的桥梁，固定支座应设在较低的一侧，这是首要的原则；(2)当车流具有某种明显的方向性特征时，则固定支座应根据其特征设定，如设在重车行进或减速行进的方向一侧；(3)除非特殊设计，不得将相邻两跨的固定支座设在同一桥墩上。9.6板式橡胶支座的平面尺寸由哪些因素决定？板式橡胶支座的平面尺寸由1.橡胶板的抗压强度；2.梁部或墩台顶部混泥土的局部承压强度。9.7板式橡胶支座的厚度取决于什么？板式橡胶支座的厚度取决于梁端所需要的纵向最大水平位移Δ。9.8、板式橡胶支座的受压偏转验算的目的是什么？其判据是什么？答：板式橡胶支座的受压偏转验算的目的是要保证支座不与梁底脱空。保证支座不与梁底脱空的条件是：支座外侧（最小）竖向压缩变形δ1≥0.9.10盆式橡胶支座有何特点？答：盆式橡胶支座是一种钢与橡胶的混合型支座，其变形原理综合了板式橡胶支座和四氟板支座的特点，利用设置在钢盆中的橡胶承压和转动。它用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的纵向位移，而安放在钢盆中的橡胶板因受压时处于三向受压状态，其承受力得到大幅提高盆式橡胶支座变位量大、转动灵活，适用于支座承载力在1000kN以上的大跨径桥梁。10.2简述桥梁墩台的分类特点及使用条件。重力式墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定。它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。选用时必须根据桥位的地形、地质、水文和施工条件等因素综合考虑确定。这类墩台的刚度小、受力后允许在一定的范围内发生弹性变形11.2、试述涵洞出入口建筑的类型及特点。答：八字式，施工简单端墙式，构造简单，但水力条件不佳锥坡式，体积较大，稳定性较好直墙式，因翼墙短，且洞口铺砌少，较为经济扭坡式，水流顺畅，但施工工艺稍复杂平头式，因需制作特殊的洞口管节，模板耗用较多走廊式，施工困难，目前采用较少流线型，用于压力式涵洞时，可增大涵前水深，有效地提高了涵洞的宣泄能力11.3涵洞类型如何选择?答：（1）石拱涵洞是山区公路常采用的一种类型。石拱涵洞通常适用于盛产石料的地区，设计流量一般大于10，路堤填土高度在2~2.5m以上，跨径等于或大于2m，地基条件较好。（2）石盖板涵除了具有石拱涵能就地取材，结构坚固等特点，还具有建筑高度较小，对地基要求不高，施工简便、易于修复等特点。但由于其力学性能较差，因而一般仅适用于跨径小于2m，设计流量通常在10以下的小型涵洞。（3 ）钢筋混凝土盖板涵洞是无石材料地区常用的一种类型。装配式涵洞能在工厂预制，再运至现场安装，具有施工不受气候条件影响、工期短、节省模板等优点，适用于涵洞分布集中并有运输及吊装条件的公路。就地浇筑的涵洞，整体性好，施工不需要运输及吊装设备、施工简便，适用于分散或改建的单个涵洞，以及不具备运输及吊装条件的公路。（4）钢筋混凝土圆管涵也是一种在缺石料地区常采用的涵洞，其主要特点是：力学性能好，对地基的适应性较强，构造简单，不需要墩台，污工数量较少，施工方便，适于工厂预制，便于装配运输，工期较短。（5）钢筋混凝土箱涵是一种闭合式的钢筋混凝土薄壁结构。多用于无石材料地区，主要特点是整体性能较好、对地基适应性较强，但用钢量多、造价高，一般用现场浇筑施工，施工难度较大。通常适于软地基情况。由于箱涵整体性好，结构坚固，跨度尺寸适中，常用于高速公路的人行通道。