桥梁工程-拱桥题库（含解答）

第一节 概 述

1．拱桥与梁桥相比在受力性能上有哪三点差异？

答 ：① 竖向荷载作用下，支承处存在水平推力H，且全拱均相等 ② 由于水平推力使拱桥截面弯矩比同截面的梁桥小 ③ 主拱主要承受弯压内力

2．拱桥按拱上结构的形式可分为哪两种类型？ 答 ：分为 ① 实腹式拱桥 ② 空腹式拱桥

3．拱桥按结构体系可分为哪两类？各自受力特点是什么 ？ 答 ：如下表 分 类 简单体系拱桥 组合体系拱桥

受 力 特 点 由主拱圈单独承受桥跨上的全部荷载作用 ② 水平推力由桥墩直接承受 由车行道梁和主拱圈共同承受桥跨上的全部荷载作用 ② 水平推力的传递受组合方式的制约 4．拱桥按主拱圈的横截面形式可分为哪四类？

答 ：分为 ①板拱桥 ②肋拱桥 ③双曲拱桥 ④箱形拱桥 5．何谓计算矢跨比？何谓净矢跨比？

答：计算矢跨比（D）：拱圈（或拱肋）的计算矢高（f）与计算跨径（l）的比值

净矢跨比（D。）：拱圈（或拱肋）的净矢高（f。）与净跨径（l。）的比值

拱顶截面拱背拱轴线f 0f拱腹起拱线l0 l

第二节 拱桥的构造与设计

起拱线 1.何谓板拱？

答 ：主拱圈为矩形实体截面的拱桥，称为板拱 2.何谓肋拱桥？其上部结构由哪几部分组成？

答 ：肋拱桥是由两条或多条分离的平行拱肋，以及在拱肋上设置的立柱和横梁支承的形成部分组成的拱桥，其上部结构由横系梁、立柱、横梁、纵梁及桥面板组成。

3.箱形拱的主要特点有哪五点？ 答 ：① 截面挖空率大，减轻了自重

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的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 单条肋箱刚度较大，稳定性好，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 4.箱形截面常用的组成方式有哪四种？各种的优缺点是什么？ 答 ：① U型肋组成的多室箱形截面

优点：预制不需要顶模，吊装稳定性好

缺点：浇筑顶层砼时需要侧模，安装不方便 ② I型肋组成的多室箱形截面

优点：无需浇筑顶层砼（不需要侧模），施工工序少 缺点：吊装稳定性差 ③ 箱形肋组成的多室箱形截面

优点：吊装稳定性好，抗弯、抗扭刚度大 缺点：吊装自重大 5.实腹式拱上建筑的特点是什么？

答 ：① 构造简单 ② 施工方便 ③ 填料数量较多 ④ 恒重大 6.拱上侧墙、护拱的作用各是什么？

答 ：侧墙的作用是承受拱腹填料及车辆荷载所产生的侧压力（推力） 护拱的作用是加强拱脚段拱圈，同时便于在多孔拱桥中敷设防水层和排出积水

7.空腹式拱上建筑的特点是什么？

答 ：空腹式拱上建筑的最大特点是除了具有实腹拱上建筑相同构造外，还具有腹孔和腹孔墩，减轻了拱桥恒重，同时增加了美观性 8.拱上腹孔的布置原则是什么？

答 ：① 应对称布置在靠拱脚侧的一定区段内 ② 一般为奇数孔

③ 腹孔构造宜统一，以便与施工和有利于腹孔墩的受力 ④ 腹拱高度应布置在主拱圈允许的高度内

⑤ 应尽量减轻贡上建筑恒重，不使腹孔墩过分集中或者过分分散 9.伸缩缝与变形缝的作用是什么？

答 ：① 符合受力图式 ② 避免不规则开裂 10．排除拱桥腹内积水有哪两个重要性？ 答 ：① 避免含水量的增大，确保路面强度

② 防止雨水渗到主要结构内，使其发生冻胀破坏 11．拱桥中铰按性质可分为哪两种类型？ 答 ：分为 ① 永久性铰 ② 临时性铰

12．拱桥的主要设计标高有哪四个？

答 ：① 桥面标高（主要有三个：桥梁起点、终点及跨中点的桥面标高） ② 拱顶底面标高 ③ 起拱线标高 ④ 基底标高

13．为什么说拱桥的主拱的矢跨比是拱轴设计中的主要参数之一？ 答 ：① 拱桥的水平推力与垂直反力之比值，随矢跨比的减小而增大 ② 当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之则水平推力减小

③ 无铰拱随矢跨比减小其弹性压缩、温度变化、混凝土收缩及墩台位移产生的附加内力越大

④ 拱的矢跨比过大使拱脚段施工困难

⑤ 矢跨比对拱桥的外形及周围景观的协调产生影响

14．不等跨拱桥的主要受力特点是什么？在处理不等跨分孔时应注意控制的实质性问题是什么？如何作？

答 ：不等跨拱桥的主要受力特点是：恒载产生的相邻跨的水平推力不等 处理不等跨分孔时应注意控制的实质性问题是：尽量减小因恒载引起的不平衡推力对桥墩基底的偏心作用

处理不等跨分孔的方法：采用不同的矢跨比；采取不同的起拱线标高；

15．什么是拱轴线？什么是合理拱轴线？拱轴线的种类有哪些？各对应哪种荷载模式？

答 ：拱轴线是拱圈横截面形心点的连线

将恒载作用下的压力线作为主拱圈的设计拱轴线则称为合理拱轴线

圆弧拱轴线：等静水压力； 抛物线拱轴线：均布荷载； 悬链线：与竖坐标成比例的荷载。

16．拱轴线的型式与拱上建筑的布置一般有哪四点关系？ 答 ：① 小跨径实腹式拱桥采用圆弧线拱轴线。

② 小跨径空腹式拱桥采用悬链线拱轴线 ③ 大、中跨径可采用空腹式近似悬链线拱轴线 ④ 轻型拱桥或全透空的大跨径拱桥可采用抛物线拱轴线

第三节 拱桥的计算

1．什么是联合作用？其大小与拱上建筑结构的类型存在什么样的关系？ 答 ：联合作用是指拱上建筑与主拱圈共同承担荷载的作用 其大小与拱上建筑结构类型的关系：

① 当拱上建筑为腹拱时，联合作用较大；当拱上建筑为梁板时，联合作用较小

② 当腹拱圈、腹拱墩对主拱的相对刚度越大，联合作用越大 ③ 腹拱越坦，其抗推刚度越大，联合作用越大 ④ 拱脚与四分之一跨的截面联合作用较拱顶大 2．拱轴系数的定义是什么？

答 ：拱轴系数是指拱脚的恒载强度与拱顶的恒载强度之比值，即

m?gjgd

3．悬链线拱桥的拱轴系数m与y1的变化特性是什么？

答 ：y1随m的增大而减小，拱轴线抬高；随m的减小而增大，拱轴线降低

由于两个四分点水平距离为l /2 = 55 m，可知计算跨径l= 110 m

又

f/l?1/6 所以

110f?l/6?m6

yl/4?

f?2m?2?2110/6?3.85m2?2.814?2?2

y?yl/4?h/2?3.85?1.8/2?5.75m

4．何谓五点重合法？空腹式拱桥采用悬链线作拱轴线的控制条件是什么？

答 ：五点重合法 ：对于空腹式拱桥，在求其拱轴系数时认为拱顶、拱脚及四分点压力线与拱轴线完全重合的方法 控制条件是 ：ΣMd=0 ΣMj=0 ΣM14?0

5．已知某等截面悬链线空腹式拱桥恒载产生的弯矩∑M1/4 =2480 KN·M， ∑Mj = 10980 KN·M，试求其拱桥轴线系数m。

解 ：

yl/4?Ml/42480kNM??f?Mj10980kNM

21?m??2?∴

??2??f1?1?2??1???2??1yl/42?yl/4???f???

2???1?1m???2??1?2.4462?2480??10980?代入数据求得

6．试绘出拱桥主拱弹性中心计算的两种基本结构图式，并正确标明各基本结构的坐标系及其三个内力的正值方向。在拱桥受力计算中其三个内力正负号的符号有何规定？

答 ：如图所示 图（a）为悬臂曲梁式，图（b）为简支曲梁式

PxX202X1X331y1 （a）PxX20X2XX13X3X1y1 △l

（b） 在拱桥计算中内力符号采用以下规定：（如下图所示）

① 拱中弯矩以使拱腹受拉为正 ② 拱中剪力以绕脱离体逆时针转动为正 ③ 轴力以使拱圈受压为正

xys MQNy1

y s ys 7．何谓拱的弹性压缩？弹性压缩对无铰拱有何影响？

答 ：拱的弹性压缩是指拱圈在结构自重作用下产生弹性压缩，使拱轴线缩短的现象

由于无铰拱是超静定结构，弹性压缩会在拱中产生附加内力

8．拱桥在荷载作用下其拱圈的内力计算可分为哪两大步后再叠加？试绘出恒载作用下主拱内力计算的分解、叠加图式。

答 ：可分为 ① 不考虑弹性压缩的内力（纯压）计算 ② 有弹性压缩引起的内力（弹压）计算 然后再进行叠加，求得总内力 恒载作用下内力计算图式如下：

9．何谓合拢温度？

SSS总内力计算=1EI→∞纯压内力计算+2△l

弹压内力计算 答 ：合拢温度是指施工时主拱圈封拱（合拢）时的桥位气温（t1） 10．当桥位平均温度大于或小于施工合拢温度时，拱桥轴线各有什么变化？主拱各承受何核种附加内力？ 答 ：如下表 合拢温度与施工温度关系 t > t1 t < t1 △t> 0, △l> 0 △t< 0, △l< 0 拱轴线变化 伸长 缩短 附加内力类型 压应力 拉应力 11．拱桥有哪三类变位？ 答 ：① 相对的水平位移 ② 不均匀沉降 ③ 拱脚截面相对转动

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kknf.html