2009届桥梁设计组答辩问题
交通工程系 宋帅奇
1. 桥梁设计的基本原则是什么？
答：桥梁设计的基本原则是：应符合技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理、美观、环境保护和可持续发展的要求，同时应考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
2. 桥梁设计建设的一般程序有哪些环节？
答：桥梁设计建设的一般程序包括：预可行性研究（预可）阶段、工程可行性研究（工可）阶段、初步设计阶段、技术设计阶段、施工图设计阶段。（还可以进一步展开）
3. 桥梁工程中常用的作用效应组合有哪些？
答：桥梁工程中常用的作用效应组合分为两大类共四种：第一类是按结构承载力极限状态设计时采用的两种组合：分别是基本组合和偶然组合；另一类是按正常使用极限状态设计时采用的两种组合，分别是作用短期效应组合和作用效应长期效应组合。
4. 分别介绍一阶段设计、两阶段设计及三阶段设计的内容及其适用情况？
答：一阶段设计即施工图设计，适用于简单桥梁或临时桥梁；两阶段设计即初步设计和施工图设计，适用于一般桥梁；三阶段设计即初步设计、技术设计和施工图设计，适用于大型桥梁或结构复杂桥的梁。
5. 作用的概念是什么？设计中需要考虑的作用的类型有哪些？
答：作用是作用在结构上的荷载或引起结构产生附加变形、约束变形的原因，作用分为可变作用、永久作用、偶然作用。
6. 混凝土连续梁桥的特点有哪些？
答：混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平稳舒适、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强等优点。与混凝土简支梁桥相比，具有较为显著的经济性，可以减小跨中最大弯矩和最大挠度。由于是超静定体系，对地基要求较高。
7. 合理拱轴线的概念、常用拱轴线的类型及其适用情况如何？
答：①最理想的拱轴线是与拱上各种作用产生的压力线相吻合，拱圈截面只有轴向力，而无玩具和剪力，应力均匀，能充分利用材料强度和圬工材料的良好抗压性能，这样的拱轴线称为合理拱轴线。②常用的拱轴线的类型有：圆弧线、抛物线和悬链线。③圆弧拱轴线拱圈各截面受力不够均匀，但线性型较好，美学效果突出，适用于15-20m以下的小跨径拱桥和空腹式拱桥的拱式腹拱中，有些大跨径的钢筋混凝土拱桥，为简化施工，也有采用圆弧线作为拱轴线方案；悬链线拱轴线受力最为合理，在理论上可以设计成拱截面只受轴向力，不受弯矩的合理拱轴线，适用于中、大跨拱桥；抛物线拱轴线受力稍逊于悬链线拱轴线，适用于恒载强度比较接近均布的拱桥，也适用于中、大跨拱桥中。
8. 荷载横向分布系数的计算方法有哪些？各自的假定及适用情况如何？
答：①荷载横向分布系数的计算方法有：杠杆原理法、偏心压力
法和修正偏心压力法、铰接板（梁）法、刚接梁法和比拟正交异性板法。②杠杆原理法的假定是：忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假定桥面板在主梁梁肋处断开，而当作沿横向支撑在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑；偏心压力法的基本前提是：其一、在车辆荷载作用下，中间横隔梁可以近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁，横隔梁全长呈直线变形，其二、忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩；修正偏心压力法是在偏心压力法的基础上考虑了主梁抗扭刚度的影响，其他假定与偏心压力法相同；铰接板（梁）法基本假定为：在竖向荷载作用下，接缝内只传递竖向剪力，采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律；刚接梁法是在铰接板梁法的基础上，在铰接处引入了赘余弯矩；比拟正交异性板法将有主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的桥梁比拟为一块矩形的平板作为弹性薄板，按弹性理论进行分析。③杠杆原理法适用于计算支点处的荷载横向分布系数，其他几种方法适用于计算跨中的荷载横向分布系数，偏心压力法（修正偏心压力法）主要用于具有可靠横向联系的窄桥；横向铰接板（梁）法适用于相邻板梁之间为铰接（如用现浇混凝土企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥），而横向刚接梁法适用于相邻主梁之间为刚接，并且均无中间横隔梁的装配式桥；比拟正交异性板法适用于桥面连续、横向联系较多的宽桥。斜拉桥和悬索桥共同点及异同点？
9. 多肋式混凝土简支梁桥主梁内力计算的思路是什么？
答：多肋式混凝土简支梁桥主梁内力计算的思路是：恒载内力一般按均匀分摊计算，往往将横梁、铺装层、人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受，按均布荷载进行计算。活载内力的计算应先根据要求计算跨中及支撑处荷载横向分布系数并绘制出荷载横向分布系数沿主梁纵向的分布规律，确定主梁所承担的最大荷载值，再从桥跨纵向结合主梁内力分布影响线按照计算单梁的方法计算最不利内力值。
10.桥梁墩台设计和验算分别包含的内容有哪些？
答：（1）桥梁墩台设计包含的内容包括：选定墩台类型、拟定墩台各部分尺寸、计算各项外力并进行最不利荷载组合、计算墩台各截面内力、进行配筋设计、选取控制截面进行验算。（2）为了确保墩台满足强度、稳定性、变形、变位等要求，应对墩台进行下列项目验算：各截面强度验算、各截面合力偏心距验算、墩台身的受压纵向弯曲稳定性验算、墩顶的弹性水平位移验算。需要验算的控制截面一般有：墩台身基础顶面、截面突变处、墩台帽及墩台帽与与墩台身交界处墩台身截面，对高墩要增加验算位置。
11.请结合桥梁工程发展情况以及我国国情阐述一下桥梁工程在我国今后的发展方向和发展前景。
答：（1）我国今后桥梁发展的趋势：1）大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展。2）高强、高弹模、轻质、节能、环保的新材料、新结构体系应用与现代桥梁，如聚合物混凝土、纤维混凝土、预应力技术等。3）在设计阶段采用计算机辅助手段，进行优化和仿真，
在部件生产上采用智能化制造系统，在施工上采用GPS和遥感技术。
4）发展大型深水型基础工程。5）采用自动检测和管理系统保证建成桥梁的安全和正常运行。6）重视桥梁美学和环境保护。
（2）我国桥梁建设的前景：我国公路里程数、桥梁数量及桥梁建设成就、技术水平均居世界前列，但是我国地大物博、人口众多，人均公路里程和桥梁拥有量相对较少，尤其是在西部及其他偏僻地区，桥梁建设的现实和我国对桥梁的需求存在很大差距，与我国的大国地位有很大的差别。要想富，先修路，要修路，一般就要修桥，因此，要保持我国现代化建设步伐，加快和谐社会建设进程，路桥的建设势在必行。特别是在今天，改革开放力度加大，西部大开发进程加快、基础设施建设和固定资产规模空前，对我国桥梁建设提供了政策支持，而我国西部地区的发展的一大制约因素就是交通设施建设，并且这些地区地形复杂、天堑河流较多，因此西部大开发必将掀起桥梁建设热潮。此外，对于相对发达地区，随着经济社会发展，各等级公路更新代换，高速公路建设、立体交叉交通设施建设、高速铁路建设以及旧桥加固、翻新等问题亟待解决，这也对桥梁建设提供了空前机遇。总之，我国建桥前景一片大好。
12.梁式桥与拱式桥在受力特征上最大的区别是什么？
答：梁式桥与拱式桥在受力特征上最大的区别在于在竖向荷载作用下，梁式桥无水平反力产生，拱式桥有水平反力产生
13.桥梁纵、横断面设计的主要内容是什么？
答：纵断面设计包括桥梁总跨径的确定，桥梁的分孔，桥面标高
与桥下净空、桥上与桥头的纵坡布置。横断面设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、截面各部尺寸等
14.桥梁全长是指什么？标准跨径、净跨径和计算跨径分别是怎么定义的？
答：桥梁两个桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离称为桥梁全长； 在桥梁工程中，计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。标准跨径：对于梁式桥，是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，则指净跨径（每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离）。桥梁净跨径对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距；对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚构桥等)为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。
15.混凝土连续梁桥常用的施工方法有哪些？引起混凝土连续梁桥产生次内力的因素有哪些
答：常用的施工方法（就地现浇法（满堂支架）、悬臂、逐孔、顶推、转体）；引起次内力的因素（温度、预加力、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降）。
16.按结构形式、建筑规模、材料、用途桥梁应分别如何分类？ 答：按结构形式：梁式桥、拱桥、索桥；按建筑规模：大桥、中桥、小桥和涵洞；按材料：石桥、木桥、混凝土桥、钢桥；按用途：铁路桥、公路桥、人行桥、农用桥、管线桥等。
17.预应力混凝土桥梁设计中需要考虑的预应力损失的种类有哪些？应如何减少预应力损失？
答：
18.悬索桥常见的三种流派及各自特点是什么？
答：
19.桥面构造包含的内容有哪些？
答：
20.大跨径公路预应力混凝土连续梁桥为什么大多采用不等跨和变截面的形式？
答：连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置，则边跨内力将控制全桥设计，这样是不经济的。此外，边跨过长，削弱了边跨刚度，将增大活载在中跨跨中截面的弯矩变化幅值，增加预应力钢筋数量。从预应力混凝土连续梁受力特点来分析，连续梁的立面以采用变高度的布置为宜。连续梁在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律。
21.箱型梁的主要特点有哪些？
答：节约材料、整体性能好，抗扭惯矩大，上下缘均可受压、适合于连续桥梁及中等以上跨径桥梁，施工模板复杂！
2009届桥梁设计组答辩问题
交通工程系 宋帅奇
1. 桥梁设计的基本原则是什么？
答：桥梁设计的基本原则是：应符合技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理、美观、环境保护和可持续发展的要求，同时应考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
2. 桥梁设计建设的一般程序有哪些环节？
答：桥梁设计建设的一般程序包括：预可行性研究（预可）阶段、工程可行性研究（工可）阶段、初步设计阶段、技术设计阶段、施工图设计阶段。（还可以进一步展开）
3. 桥梁工程中常用的作用效应组合有哪些？
答：桥梁工程中常用的作用效应组合分为两大类共四种：第一类是按结构承载力极限状态设计时采用的两种组合：分别是基本组合和偶然组合；另一类是按正常使用极限状态设计时采用的两种组合，分别是作用短期效应组合和作用效应长期效应组合。
4. 分别介绍一阶段设计、两阶段设计及三阶段设计的内容及其适用情况？
答：一阶段设计即施工图设计，适用于简单桥梁或临时桥梁；两阶段设计即初步设计和施工图设计，适用于一般桥梁；三阶段设计即初步设计、技术设计和施工图设计，适用于大型桥梁或结构复杂桥的梁。
5. 作用的概念是什么？设计中需要考虑的作用的类型有哪些？
答：作用是作用在结构上的荷载或引起结构产生附加变形、约束变形的原因，作用分为可变作用、永久作用、偶然作用。
6. 混凝土连续梁桥的特点有哪些？
答：混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平稳舒适、伸缩缝少、养护简易、抗震能力强等优点。与混凝土简支梁桥相比，具有较为显著的经济性，可以减小跨中最大弯矩和最大挠度。由于是超静定体系，对地基要求较高。
7. 合理拱轴线的概念、常用拱轴线的类型及其适用情况如何？
答：①最理想的拱轴线是与拱上各种作用产生的压力线相吻合，拱圈截面只有轴向力，而无玩具和剪力，应力均匀，能充分利用材料强度和圬工材料的良好抗压性能，这样的拱轴线称为合理拱轴线。②常用的拱轴线的类型有：圆弧线、抛物线和悬链线。③圆弧拱轴线拱圈各截面受力不够均匀，但线性型较好，美学效果突出，适用于15-20m以下的小跨径拱桥和空腹式拱桥的拱式腹拱中，有些大跨径的钢筋混凝土拱桥，为简化施工，也有采用圆弧线作为拱轴线方案；悬链线拱轴线受力最为合理，在理论上可以设计成拱截面只受轴向力，不受弯矩的合理拱轴线，适用于中、大跨拱桥；抛物线拱轴线受力稍逊于悬链线拱轴线，适用于恒载强度比较接近均布的拱桥，也适用于中、大跨拱桥中。
8. 荷载横向分布系数的计算方法有哪些？各自的假定及适用情况如何？
答：①荷载横向分布系数的计算方法有：杠杆原理法、偏心压力
法和修正偏心压力法、铰接板（梁）法、刚接梁法和比拟正交异性板法。②杠杆原理法的假定是：忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假定桥面板在主梁梁肋处断开，而当作沿横向支撑在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑；偏心压力法的基本前提是：其一、在车辆荷载作用下，中间横隔梁可以近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁，横隔梁全长呈直线变形，其二、忽略主梁的抗扭刚度，即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩；修正偏心压力法是在偏心压力法的基础上考虑了主梁抗扭刚度的影响，其他假定与偏心压力法相同；铰接板（梁）法基本假定为：在竖向荷载作用下，接缝内只传递竖向剪力，采用半波正弦荷载来分析跨中荷载横向分布的规律；刚接梁法是在铰接板梁法的基础上，在铰接处引入了赘余弯矩；比拟正交异性板法将有主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的桥梁比拟为一块矩形的平板作为弹性薄板，按弹性理论进行分析。③杠杆原理法适用于计算支点处的荷载横向分布系数，其他几种方法适用于计算跨中的荷载横向分布系数，偏心压力法（修正偏心压力法）主要用于具有可靠横向联系的窄桥；横向铰接板（梁）法适用于相邻板梁之间为铰接（如用现浇混凝土企口缝连接的装配式板桥以及仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥），而横向刚接梁法适用于相邻主梁之间为刚接，并且均无中间横隔梁的装配式桥；比拟正交异性板法适用于桥面连续、横向联系较多的宽桥。斜拉桥和悬索桥共同点及异同点？
9. 多肋式混凝土简支梁桥主梁内力计算的思路是什么？
答：多肋式混凝土简支梁桥主梁内力计算的思路是：恒载内力一般按均匀分摊计算，往往将横梁、铺装层、人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受，按均布荷载进行计算。活载内力的计算应先根据要求计算跨中及支撑处荷载横向分布系数并绘制出荷载横向分布系数沿主梁纵向的分布规律，确定主梁所承担的最大荷载值，再从桥跨纵向结合主梁内力分布影响线按照计算单梁的方法计算最不利内力值。
10.桥梁墩台设计和验算分别包含的内容有哪些？
答：（1）桥梁墩台设计包含的内容包括：选定墩台类型、拟定墩台各部分尺寸、计算各项外力并进行最不利荷载组合、计算墩台各截面内力、进行配筋设计、选取控制截面进行验算。（2）为了确保墩台满足强度、稳定性、变形、变位等要求，应对墩台进行下列项目验算：各截面强度验算、各截面合力偏心距验算、墩台身的受压纵向弯曲稳定性验算、墩顶的弹性水平位移验算。需要验算的控制截面一般有：墩台身基础顶面、截面突变处、墩台帽及墩台帽与与墩台身交界处墩台身截面，对高墩要增加验算位置。
11.请结合桥梁工程发展情况以及我国国情阐述一下桥梁工程在我国今后的发展方向和发展前景。
答：（1）我国今后桥梁发展的趋势：1）大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展。2）高强、高弹模、轻质、节能、环保的新材料、新结构体系应用与现代桥梁，如聚合物混凝土、纤维混凝土、预应力技术等。3）在设计阶段采用计算机辅助手段，进行优化和仿真，
在部件生产上采用智能化制造系统，在施工上采用GPS和遥感技术。
4）发展大型深水型基础工程。5）采用自动检测和管理系统保证建成桥梁的安全和正常运行。6）重视桥梁美学和环境保护。
（2）我国桥梁建设的前景：我国公路里程数、桥梁数量及桥梁建设成就、技术水平均居世界前列，但是我国地大物博、人口众多，人均公路里程和桥梁拥有量相对较少，尤其是在西部及其他偏僻地区，桥梁建设的现实和我国对桥梁的需求存在很大差距，与我国的大国地位有很大的差别。要想富，先修路，要修路，一般就要修桥，因此，要保持我国现代化建设步伐，加快和谐社会建设进程，路桥的建设势在必行。特别是在今天，改革开放力度加大，西部大开发进程加快、基础设施建设和固定资产规模空前，对我国桥梁建设提供了政策支持，而我国西部地区的发展的一大制约因素就是交通设施建设，并且这些地区地形复杂、天堑河流较多，因此西部大开发必将掀起桥梁建设热潮。此外，对于相对发达地区，随着经济社会发展，各等级公路更新代换，高速公路建设、立体交叉交通设施建设、高速铁路建设以及旧桥加固、翻新等问题亟待解决，这也对桥梁建设提供了空前机遇。总之，我国建桥前景一片大好。
12.梁式桥与拱式桥在受力特征上最大的区别是什么？
答：梁式桥与拱式桥在受力特征上最大的区别在于在竖向荷载作用下，梁式桥无水平反力产生，拱式桥有水平反力产生
13.桥梁纵、横断面设计的主要内容是什么？
答：纵断面设计包括桥梁总跨径的确定，桥梁的分孔，桥面标高
与桥下净空、桥上与桥头的纵坡布置。横断面设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、截面各部尺寸等
14.桥梁全长是指什么？标准跨径、净跨径和计算跨径分别是怎么定义的？
答：桥梁两个桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离称为桥梁全长； 在桥梁工程中，计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。标准跨径：对于梁式桥，是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，则指净跨径（每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离）。桥梁净跨径对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距；对于不设支座的桥梁(如拱桥、刚构桥等)为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。
15.混凝土连续梁桥常用的施工方法有哪些？引起混凝土连续梁桥产生次内力的因素有哪些
答：常用的施工方法（就地现浇法（满堂支架）、悬臂、逐孔、顶推、转体）；引起次内力的因素（温度、预加力、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降）。
16.按结构形式、建筑规模、材料、用途桥梁应分别如何分类？ 答：按结构形式：梁式桥、拱桥、索桥；按建筑规模：大桥、中桥、小桥和涵洞；按材料：石桥、木桥、混凝土桥、钢桥；按用途：铁路桥、公路桥、人行桥、农用桥、管线桥等。
17.预应力混凝土桥梁设计中需要考虑的预应力损失的种类有哪些？应如何减少预应力损失？
答：
18.悬索桥常见的三种流派及各自特点是什么？
答：
19.桥面构造包含的内容有哪些？
答：
20.大跨径公路预应力混凝土连续梁桥为什么大多采用不等跨和变截面的形式？
答：连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式。如果采用等跨布置，则边跨内力将控制全桥设计，这样是不经济的。此外，边跨过长，削弱了边跨刚度，将增大活载在中跨跨中截面的弯矩变化幅值，增加预应力钢筋数量。从预应力混凝土连续梁受力特点来分析，连续梁的立面以采用变高度的布置为宜。连续梁在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律。
21.箱型梁的主要特点有哪些？
答：节约材料、整体性能好，抗扭惯矩大，上下缘均可受压、适合于连续桥梁及中等以上跨径桥梁，施工模板复杂！