蔡顺枝高等桥梁结构重点

1、1、 长悬臂行车道板（宽度超过2.5m的悬臂）与短悬臂计算的差异？离主梁支承附近悬臂板是属于半无限宽度，仍用有效分布宽度难以描述真实受力状态。将双向受力的悬臂板，用等效梁（概念：在活载作用下，悬臂行车道板按横向受弯梁来计算，才可利用“荷载有效分布宽度”的概念来确定板的计算宽度）代替近似处太多。有效分布宽度概念计算短悬臂板还勉强可行，但对长悬臂行车道板因其除沿悬臂跨径有负弯矩外，无限宽度的板条中还有正弯矩出现。短悬臂板按规范（JTJ023-85）用有效分布宽度尚属可行。在长悬臂的脊骨梁桥中仍用有效分布宽度方法的公式计算配筋，将造成配筋过少，对结构不安全。2、 自由扭转与约束扭转的不同（应力）？当

2、截面纵向翘曲不受约束，截面上只存在扭转剪应力而无正应力，这种扭转称为自由扭转。如果箱梁扭转时，纵向变形受到约束，则称为约束扭转。约束扭转除了在箱梁截面产生剪应力外，同时产生所谓翘曲正应力。约束扭转剪应力有两项剪应力之和，第一项为自由扭转剪应力，第二项为由于约束正应力的变化而产生的剪应力。*箱梁约束扭转正应力通常是由活载偏载引起扭转产生的，在常用对称预应力混凝土箱梁截面中，由偏载产生的约束扭转正应力占活载玩去正应力的15%左右。在大跨度预应力混凝土桥梁中，由于恒载引起的弯曲正应力占总应力的比例增大，因而在大跨度桥梁中，约束扭转正应力在总应力所占比值较小，在一般设计中可不予考虑，但对于钢结构或单边

3、跳出较长悬壁板的箱梁，该项应力所占比例可能增加，设计中应予以重现。*上面计算扭转应力前提：3、 畸变在箱梁上产生哪些应力？箱形梁截面在扭转荷载作用下，除了产生刚周边扭转变形外，还产生截面畸变，即周边变形。箱梁畸变产生变形和内力都是反对称的。对无横隔板的薄壁箱梁，这种变形是比较明显的，畸变使箱梁产生横向弯曲应力，同时畸变还导致箱梁截面沿纵向翘曲，产生纵向翘曲应力和翘曲剪应力，而且应力分布也是反对称的。4、 箱形梁桥变形及应力综述箱形梁桥在承受偏心荷载下，将产生弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种变形。纵向弯曲会产生正应力和剪应力（考虑剪力滞）；箱梁扭转（指刚性扭转）分为自由扭转和约束扭转，前者产生剪应

4、力，后者产生剪应力，以及在截面产生翘曲正应力和由引起的约束扭转剪应力；畸变产生畸变翘曲正应力和畸变剪应力。以及引起的横向弯曲应力；局部荷载也产生横向弯曲应力及相应剪应力。综上所述，对于箱梁在偏心荷载作用下，在横截面上纵向正应力=+，剪应力=+；在纵截面上，有横向弯曲正应力=+5、 剪力滞效应概念？箱梁弯曲时，按照初等梁弯曲理论，翼缘板和底板正应力均匀分布，但实际上，薄壁箱梁弯曲时，翼缘板的正应力沿宽度分布并非如此，通常情况下是靠近腹板的翼缘板正应力要大些，而远离腹板的翼缘板正应力逐渐减小。原因：由于翼缘板上剪应力分布的不均匀，肋板处翼缘剪应力最大，远离肋板的翼缘剪应力逐渐减小，剪应力沿翼缘板分

5、布的不均匀引起翼缘板纵向的剪切变形也是不均匀的，通常远离腹板的翼缘板其纵向位移滞后于靠近肋板翼缘板的纵向位移，由此造成翼缘板弯曲正应力分布呈曲线形状。这种由于翼缘板的剪切变形不均匀，造成弯曲正应力沿梁宽方向不均匀分布的现象称为剪力滞。6、 剪力滞与箱梁尺寸关系？ 跨宽比越小（宽短梁），上下板对截面形心惯性矩占整个截面对形心惯性矩的比重越大，剪力滞越严重。 7、 剪力滞沿跨长方向影响程度（变化趋势）。简支梁承受集中荷载：集中荷载越接近支点值越大；简支梁承受均布荷载：值在支点约1.2，往跨中方向值越来越小；连续梁承受均布荷载：以等截面二等跨连续梁为例，值沿跨径变化图，在反弯点处趋于无穷大。 8、

6、T梁截面翼缘的有效宽度：有效宽度是处理剪力滞对工程影响的一个简便实用方法，主要应用于基于简单梁理论计算的杆系结构模型设计计算时的修正。有效宽度主要思路是根据翼缘板实际正应力变化的贵了在箱梁或T梁的翼缘板的实际几何宽度上选取其中一部分作为有效工作截面参与截面几何特征（惯性矩）的计算，然后按简单梁理论计算翼缘板的弯曲应力，这是以合理减小箱梁截面，提高计算弯曲应力，达到考虑剪力滞应力放大作用。有效宽度确定简单方法如下：下图为翼缘板实际应力分布，最大应力为。假定沿翼缘板厚度方向没变化，翼缘板上正应力合力为。有效宽度B区域内应力按简单梁理论分布，其值为，所产生合力为。令得9、以悬臂梁为例，说明负剪力滞效

7、应：远离肋板的翼板的纵向位移滞后于近肋板的翼板的纵向位移，使弯曲应力的横向分布呈现不均匀状态，靠近肋板的应力要比远离肋板处的应力大很多，这种现象称为剪力滞效应。当悬臂梁受荷载弯曲时，不仅在固定端附近的截面有剪力滞效应，使得肋板与翼板交界处的应力要比弯曲初等梁理论求得的值大得多，而且剪力滞沿纵向的变化也很复杂，在均布荷载作用下，在离固定端一定距离（越1/4）后，则会出现负剪力滞效应，即近肋板的翼板的纵向位移剪力滞后于远离肋板的翼板的纵向位移，出现了翼板中心的应力反而要大于翼板与肋板交界处的应力，这种与剪力滞相反的效应称为负剪力滞。悬臂箱型梁是负剪力滞效应表现最为突出的典型结构，桥梁中的悬臂箱梁以

8、及悬臂施工阶段均属悬臂体系，这种体系多会出现负剪力滞效应，而且应特别关注，容易造成翼板的破损与失稳。10、曲线桥有别于直线桥的特点：曲线桥外边缘弯曲应力大于内边缘，而直线桥中无此特征；曲线桥外边缘挠度大于内边缘；曲线桥中无论恒载还是可变荷载都会产生扭矩，弯扭耦合现象在曲线桥中占重要地位。11、曲线桥支座布置问题：单跨曲梁结构，包括单跨静定曲梁，单跨超静定曲梁。对于两端设抗扭支承的超静定曲梁，支承的偏心只能改变支承处哥哥支座上的反力分布而绝不能改变梁的扭矩分布。如果一侧支承斜向变化时，改支点截面随斜角a的增大而增加负弯矩。而a角需到某一个负角内，该截面都有正弯矩产生。此负角度将随弯矩刚度比值的增

9、大而增大。这里规定当曲梁半径顺时针转动与斜支撑线重合时，所得角的锐角为正。反之为负。多跨超静定曲梁，三种支座布置：a）两端点均设抗扭支座，中间跨设铰支座；b)当跨数较多时，两端点设抗扭支座，中间也设置一抗扭支座，中间跨设置向外侧有偏心的铰支座。中间设偏心铰支承的连续曲梁，不仅在造型上比较美观，而且受力性能也比全抗扭支承或中间为中心铰支座具有更大的优越性。中间铰支点再外侧方向预设一定的偏心值，可以调整梁内的抗扭分布，有利于降低曲梁的扭矩。事实上，偏心点支撑连续曲梁的内力，可以看成是由中心支承时连续曲梁的内力和中心支承曲梁上作用的偏心支承扭矩的内力两部分组成。支承偏心只能调小曲梁的扭矩，但绝不会消

10、除扭矩。12、斜交板桥受力特征。斜交板与直交板不同，它有许多特殊之处，其受力特征比斜梁排更为突出，斜交板随宽跨比，抗弯刚度，抗扭刚度，斜交角，支承条件，荷载形式的不同而变化，现扼要说明如下：斜交板在均布荷载作用下，沿桥跨方向的最大弯矩随角的增大从跨中向钝角部位移动；由于斜交，将使纵向弯矩减小，均布荷载比集中荷载时的减小量更为显著；斜交板的扭矩变化更为复杂，它与斜交板的抗扭刚度有关；斜交板在支承处的反力分布很不均匀，钝角角隅处出现的反力可能比正交板大好几倍；而在锐角角隅处出现的反力很小，甚至是负反力，因此要埋置螺栓防止其上拔，钝角处产生负弯矩应在板顶层配筋，避免混凝土开裂；斜交板的最大纵向弯矩，

11、虽然比同等跨径的正交桥小，可是横向弯矩却比同等大小的正交板桥要大好几倍，尤其跨中部分产生的横向弯矩与正交板桥有较大差异，有些场合符号也相反；钝角等分线上垂直方向产生的负弯矩，有时其数值接近跨中的正弯矩，这一负弯矩随角的增大而增加，但其范围不宽，而且迅速减小。13、超静定简支斜梁的内力，受力特点。超静定简支斜梁在竖向荷载作用下的正弯矩较同等跨径的简支正梁要小，在斜梁支承处会产生负弯矩，斜交角越大负弯矩也越大；超静定简支斜梁的弯矩图被包在简支正梁和固端梁之间；在竖向集中荷载P作用下，超静定简支斜梁存在扭矩，而相应的简支正梁和固端梁的扭矩均为零，体现了带抗扭约束支承的斜梁呈弯扭耦合的重要特征。14、

12、梁格法基本概念以及一般原则15、砼的徐变、收缩对桥梁结构产生什么影响？ 16、非线性温度分布是什么原因引起的？混凝土桥梁竣工后，某一时刻结构内部与表面各点的温度状态即为温度分布。由于混凝土的导热系数较小，在外表温度急变的情况下，内部温度的变化存在明显的滞后现象，导致每层混凝土所得到的的或扩散的热量有较大的差异，随之形成非线性分布的温度状态。17、非线性温度梯度对静定及超静定结构的影响？非线性分布温度作用产生的自约束效应将使构件产生变形并发生结构效应。若为静定结构时，将产生变形为不引起相应内力；但为超静定结构时，外部的多余约束将使结构产生多余内力。但温度按线性温度梯度作用在结构上，结构不会发生自

13、我约束应力，但当温度以非线性的折线或曲线形的温度梯度作用在结构上将产生自我约束应力（无论是静定还是非静定的）。18、横向温度效应分析均由自约束效应和框架约束效应两部分组成。19、桥梁的空间效应的近似处理方法桥梁的空间效应实质上是相对我们熟悉的满足全截面假定的、采用开口截面、仅考虑竖向剪力的窄梁而言的。“横向分布系数”（各腹板因横截面受力不均匀而分配到的荷载不同的处理方法）、“有效分布宽度”、“放大系数”（闭口箱形截面在弯扭变形导致薄壁结构产生附加应力）都是对于空间效应的近似处理方法，目的是相同的：即把复杂断面的桥梁简化为窄梁，从而可以采用现行规范的配筋和验算体系。20、轴心受压构件整体稳定理想

14、受压构件弹性屈曲需要用到欧拉公式；几何初始偏心受压弹性屈曲需要用到perry公式（含压杆稳定系数）N=fA;等截面轴心受压构件的弹塑性稳定用到切线模量理论（较精确且保守）21、 为何足够的强度阻止不了金属结构的破坏？疲劳定义？原因是传统强度理论假定材料匀质各向同性且无缺陷，而这些假定和实际情况有很大差别。实际上，材料内部不可避免的缺陷和裂纹会在反复作用的低应力下扩展直至断裂。疲劳是指材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。一般，钢材疲劳破坏分为裂纹萌生、扩展和诗文断裂三阶段。22、正交异性板内力及应力由

15、哪几部分组成？正交异性钢桥面板，是用纵横向互相垂直的加劲肋连通桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构，可分为三个结构体系：主梁体系：由盖板和纵肋组成主梁的上翼缘，是主梁的一部分。桥面体系：由纵肋，横梁和盖板组成的结构，盖板成为纵肋和横梁的共同上翼缘。盖板体系：仅指盖板，它被视作支承在纵肋和横梁上的各向同性连续板，直接承受车轮局部荷载，并把荷载传递给纵肋和横梁。在荷载作用下，钢桥面板任意点的内力（或应力）可由上述三个基本体系的内力（或应力）经适当叠加而近似求出。23、正交异性桥面板最突出的缺点：疲劳开裂24、结合梁计算的特点？基本原理？结合梁桥是指采用抗剪栓钉（或称剪力传递器）将钢板梁、钢箱梁、

16、钢桁梁等结构构件和钢筋混凝土行车道板结合在一起共同工作的一种复合梁式结构。结合梁材料分布的合理原则，即梁上翼缘应是适宜受压的混凝土板，下缘是有利于受拉的钢梁。结合梁受力的关键所在是钢梁和混凝土板连接部件的抗剪栓钉，该处受力复杂又是容易产生疲劳破坏的地方，特别是在结合梁负弯矩工作的钢筋混凝土板，因为要承受拉应力，故如果不施加预应力，则必须充分保证抗剪栓钉的安全度。结构梁的计算除了按弹性状态分析梁的受力外，还应考虑混凝土材料的徐变和收缩效应以及由于混凝土板和钢筋导热性能不同所产生的温差应力。计算原理：弯曲应力：（这里与计算钢筋混凝土的换算截面刚刚材料相反，原理一致）在混凝土板和钢梁连续牢固的前提下

17、，结合梁弯曲时，截面符合平面变形假定，材料服从胡克定律，故引进两种材料的弹性模量之比：n0=Est/Eb计算时，在相同位置上混凝土截面换算成1/n0倍的等价钢梁换算截面，并据此计算各种换算截面的特性。温度应力：结合梁在温度变化时，由于混凝土和钢的导热率不同，二者之间有温度变化的滞后现象，即产生温度差异。当这种温差变形受到约束时，就产生温差内应力及温度应力。25、 非线性的组成及各自特点？26、研究拱桥的稳定问题要抓住以下三点：27、非保守力效应的概念？对上承式、下承式拱桥的影响情况？传力构件随着结构的失稳变形而改变传力方向，进而对结构的稳定性产生影响，这种力系成为非保守力系。上承式拱桥面内失稳

18、，由于桥面抗弯刚度较小，当拱发生失稳时，立柱受到梁施加的水平约束而变成倾斜，有加速拱肋失稳趋势。上承式拱桥侧倾失稳时，立柱受到梁施加的侧向约束而变成倾斜，产生的水平分力有加速其倾斜的趋势。系杆拱桥（下承式）侧倾失稳时，吊杆受到梁施加的水平约束而变成倾斜，产生的水平分力有减缓其发生失稳的趋势。28、斜拉桥索力优化概念（1）斜拉桥成桥恒载内力分布好坏是衡量设计优劣的重要标准之一。恒载内力的优化过程也是设计过程，对于中、边跨不对称的斜拉桥结构，可以通过调整其恒载分布、改变边跨斜拉索锚固位置等方法来改善结构受力。由于受到设计施工中各种条件的限值，要求每座斜拉桥都满足零弯矩状态是不可能的也是不现实的。但

19、是，一旦斜拉桥结构体系确定，总能找到一组斜拉索力，它能使结构体系在确定性荷载作用下，某种反应受力性能的目标达到最优。这组索力对应的成桥状态就是该目标下最优的成桥内力状态。求解这组最优索力，并在斜拉桥中加以实施，也就实现了斜拉桥的恒载受力优化。因此，在不改变结构参数的前提下，斜拉桥恒载状态的优化，也就转化成为斜拉索力的优化问题。（2）索力优化的基本概念索梁组成的一次超静定体系，赘余力用拉索的张力N表示 梁的弯矩为：如果按变形协调条件计算赘余力，易得 ：取， ， ，上式变成 ，这一状态对应于斜拉桥一次落架时的恒载内力状态。 为了优化梁的受力，可以根据需要拟定一个目标函数，现以梁上弯矩平方和为例，目标函数为： 将式(1)代入式(3)，使目标函数f最小的赘余力为：这一状况相当于优化后的斜拉桥恒载状态。这时的内力状态是通过索的张拉来实现的，相应的索力不能使结构满足变形协调，正是这一张拉力，改善