第 1 次作业一、名词解释题（本大题共 30 分，共 10 小题，每小题 3 分）1. 双向板2. 桥下净空高度3. 截面效率指标4. 桥梁全长5. 偶然荷载6. 单向板7. 变形8. 作用标准值9. 桥梁的容许建筑高度10. 抖振二、计算题（本大题共 40 分，共 4 小题，每小题 10 分）1. 下图所示为一桥面净空为-7+2×0.75m 人行道的钢筋混凝土 T 梁桥，共设五根主梁，试求荷载位于支点处时 1 号梁和 2 号梁相应于车辆荷载和人群荷载的横向分布系数。 2. 一座五梁式装配式钢筋混凝土上简支梁桥得主梁和横隔梁截面如图所示，计算跨径 L=19.5m。验算主梁变形，已知该主梁开裂截面换算惯性矩[M_6269950204539AA61FCC5BDC04679E91]（已知每侧得栏杆及人行道构建重量得作用力为 5KN/m）。 3. 计算图如下图所示 T 梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。荷载为公路-I 级。桥面铺装为 8cm 沥青混凝土（重度为 23KN/m3）和 9cm 厚的 C30 混凝土垫层（重度为 24 KN/m3），T 梁翼板的重度为 25 KN/m3。 评分标准：解答过程对答案错给 80%，全对的给满分。三、问答题（30 分，共 6 题，每小题 5 分）1. 参考答案：1)截面挖空率大，挖空率可达全截面的 so%一 GQg'c ,与板拱相比，可节省大量污工体积，减轻重量; 2}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; 3)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; 4）单条箱肋刚度较大，稳定性较好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装; 5)制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥。解题方案：1)截面挖空率大，挖空率可达全截面的 so%一 GQg'c ,与板拱相比，可节省大量污工体积，减轻重量; 2}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; 3)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; 4）单条箱肋刚度较大，稳定性较好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装; 5)制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥。评分标准：关键点答对可给全分2. 参考答案：拱桥通常为超静定的空间结构，当活载作用于桥跨结构时、拱上建筑参与主拱 受力，共同承受活载的作用，这种现象被称为“拱上建筑与拱的联合作用”，简称“联合作用”。解题方案：拱桥通常为超静定的空间结构，当活载作用于桥跨结构时、拱上建筑参与主拱受力，共同承受活载的作用，这种现象被称为“拱上建筑与拱的联合作用”，简称“联合作用”。评分标准：关键点答对可给全分3. 参考答案：桥梁墩、台的主要作用是承受上部结构传来的荷载，并通过基础又将此荷载及本身自重传递到地基上。解题方案：桥梁墩、台的主要作用是承受上部结构传来的荷载，并通过基础又将此荷载及本身自重传递到地基上。评分标准：关键点答对可给全分4. 参考答案：钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设备、伸缩缝、人行道（或安全带）、缘石、栏杆和灯具等构造。解题方案：钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥桥面部分通常包括桥面铺装、防水和排水设备、伸缩缝、人行道（或安全带）、缘石、栏杆和灯具等构造。评分标准：关键点答对可给全分5. 参考答案：计算跨径是对桥跨结构进行力学分析的基准。对于设支座的桥梁为相邻两支座中心间的水平距离;对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚架桥)为上、下部结构相交面中心间的水平距离。解题方案：计算跨径是对桥跨结构进行力学分析的基准。对于设支座的桥梁为相邻两支座中心间的水平距离;对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚架桥)为上、下部结构相交面中心间的水平距离。评分标准：关键点答对可给全分6. 参考答案：1 在坡道上，设在较低一端; 2 在车站附近，设在靠车站一端; 3 在区间平道上， 设在重车方向的前端。解题方案：1 在坡道上，设在较低一端; 2 在车站附近，设在靠车站一端; 3 在区间平道上，设在重车方向的前端。评分标准：关键点答对可给全分 4. 计算图 1 所示由 T 梁翼板构成悬板的恒载及活载内力。桥面铺装为 2cm 得沥青混凝土面层（容重为 21KN/m5）和平均 9cm 厚的混凝土垫层（容重为23KN/m5）。T 梁翼板得容重为 25KN/m5.已知荷载为汽车-20 级和挂车-100.桥规规定，汽车-20 级加重车着地长度为 az=0.2m,宽度为 bz=0.2m,冲击系数 1+μ 取 1.3；挂车-100 车轮的着地长度为 az=0.2m,宽度为bz=0.5m。三、问答题（本大题共 30 分，共 6 小题，每小题 5 分）1. 箱形拱的主要特点是什么？2. 什么叫“联合作用”？3. 桥梁墩（台）的作用是什么？4. 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥桥面包括哪些部分？5. 怎样确定桥梁的计算跨径?6. 桥梁固定支座的布置符合哪些规定？答案：一、名词解释题（30 分，共 10 题，每小题 3 分）1. 参考答案：长宽比小于 2 的板。解题方案：双向板就是：长宽比小于 2 的板。评分标准： 主要意思答对可给全分2. 参考答案：设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离。解题方案：桥下净空高度就是：设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离。评分标准：主要意思答对可给全分3. 参考答案：截面核心距与梁高 h 的比值。解题方案：预应力混凝土梁截面效率指标就是：截面核心距与梁高 h 的比值。评分标准：主要意思答对可给全分4. 参考答案：是指桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙端点之间的距离。用 L 表示。解题方案：桥梁全长就是指桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙端点之间的距离。用 L 表示。评分标准：主要意思答对可给全分5. 参考答案：包括地震力和船只或漂流物的撞击力。解题方案：偶然荷载就是：包括地震力和船只或漂流物的撞击力。评分标准：主要意思答对可给全分6. 参考答案：把边长比或长宽比等于和大于 2 的周边支承板看作由短跨承受荷载的单向受力板。解题方案：单向板就是：把边长比或长宽比等于和大于 2 的周边支承板看作由短跨承受荷载的单向受力板。评分标准：主要意思答对可给全分7. 参考答案：荷载引起的结构或构件中各点间的相对位移。可恢复的变形为弹性变形，不可 恢复的变形为塑性变形。解题方案：荷载引起的结构或构件中各点间的相对位移。可恢复的变形为弹性变形，不可恢复的变形为塑性变形。评分标准：主要意思答对可给全分8. 参考答案：作用的主要代表值。其值可根据设计基准期内最大概率分布的某一分位值确定。解题方案：作用的主要代表值。其值可根据设计基准期内最大概率分布的某一分位值确定。评分标准：主要意思答对可给全分9. 参考答案：公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，对通航净空顶部标高之差。解题方案：桥梁的容许建筑高度就是公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，对通航净空顶部标高之差。评分标准：主要意思答对可给全分10. 参考答案：大气中的紊流成分所激起的强迫振动，也称为紊流风响应。抖振是一种限幅振动，由于它的发生频率高，可能会引起结构的疲劳。过大的抖振振幅会引起人的感觉不适，甚至危及桥上高速行车的安全。解题方案：大气中的紊流成分所激起的强迫振动，也称为紊流风响应。抖振是一种限幅振动，由于它的发生频率高，可能会引起结构的疲劳。过大的抖振振幅会引起人的感觉不适，甚至危及桥上高速行车的安全。评分标准：主要意思答对可给全分二、计算题（40 分，共 4 题，每小题 10 分）1. 参考答案： 解题方案：评分标准：2. 参考答案： 解题方案： 评分标准：解答过程对答案错给 80%，全对的给满分3. 参考答案：（一） 恒载及其内力（以纵向 1m 宽板条进行计算） 1. 每延米板上的恒载 g: 沥青混凝土面层 g1 ：0.08×1.0×23=1.84 KN/m C30 混凝土垫层 g2 ：0.09×1.0×24=2.16 KN/m T 梁翼板自重 g2 ： （0.08+0.14）÷2×1.0×25=2.75 KN/m 合计： g=∑gi=6.75 KN/m 解题方案：评分标准：4. 参考答案：解：(1)沥青混凝土面层 g1：0.02×1.0×21=0.42kN/mC25 号混凝土垫层g2：0.09×1.0×23=2.07kN/mT 梁翼板自重 g5：0.08+0.142×1.0×25=2.75kN/m 每米宽板条得恒载合计为：g=Σg1=5.24kN/m 每米宽板跳的恒载内力为：Mmin⁡g=−12gl02=−12×5.24×0.712=−1.32kN⋅mQAg=gl2=5.24×0.71=3.72kN (2)汽车-20 级产生得内力降加重车后轮作用于铰缝轴线上（参见图 2），后轴作用力为 P=120kN，轮压分布宽度如图 3 所示，则： a1=a2+2H=0.2+2×0.11=0.42mb1=b2+2H=0.6+2×0.11=0.82m 荷载对于悬臂根部得有效分布宽度：a=a1+d+2l0=0.42+1.4+2×0.71=3.24m 作用于每米宽板条得弯矩为：Mming=−(1+μ)P4a(l0−b14)=−1.3×120×24×3.24(0.71−0.824)=−12.16kN⋅m 作用于每米宽板条的剪力为：QAp=(1+μ)P4a=1.3×120×24×3.24=24.07kN⋅m （3）挂车-100 产生的内力 a1=a2+2h=0.2+2×0.11=0.42mb1=b2+2h=0.5+2×0.11=0.82m 铰 缝处 2 个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为：a=a1+d+2l0=0.42+1.2+2×0.71=3.04m 悬臂根部得车轮尚有宽度为 c得部分轮压作用： c=b12−(0.90−l0)=0.722−(0.90−0.71)=0.17m 轮压面 c×a1 的荷载对悬臂根部得有效分布宽度为：a′=a1+2c=0.42+2×0.17=0.76m 轮压面 c×a1 得荷载并非对称于铰缝轴线，为简化计算，这里偏安全地按悬臂梁来计算内力（图 4）。最后，可得悬臂根部每米板宽得弯矩为： MAp′=−P4a(l0−b14)−P4a′⋅cb1⋅c2=−2504×3.04(0.71−0.724)−250×0.1728×0.76×0.72=−10.09−1.65=−12.55kN⋅m 作用在每米板条上得剪力为：QAp′=P4a+Pc4a′b1=2504×3.04+250×0.174×0.76×0.72=20.56+19.42=39.98kN 附图：解题方案：