2012一级建造师《公路工程》正版考试用书增值服务第三次（一）

2012-07-24 08：37　　来源：　　字体：大小　　打印

　　全国一级建造师执业资格考试用书

　　《公路工程管理与实务》

　　2012年网上增值服务（3）

　　1B413000公路桥梁工程

　　1B413010桥梁的构造

　　1B413011掌握桥梁的组成与类型

　　比较相关尺寸术语名称

　　净跨径梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距，用表示。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

　　总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径（Σ），它反映了桥下宣泄洪水的能力。

　　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，用表示。拱圈（或拱肋）各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。

　　桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，以L表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。

　　桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。

　　桥下净空高度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，以H表示，它应保证能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。

　　建筑高度是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。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，又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。

　　净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离，以表示；计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离，以表示。

　　矢跨比是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比（），也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。

　　涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。为了区别于桥梁，单孔跨径不到5m的结构物，均称为涵洞。

　　1B413012掌握桥梁基础分类和受力特点

　　1．比较按桩承载性能分类

　　（1）摩擦桩：当软土层很厚，桩端达不到坚硬土层或岩层上时，则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承，桩尖处土层反力很小，可忽略不计。

　　（2）端承桩：桩穿过软弱土层，桩端支承在坚硬土层或岩层上时，则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承，桩侧摩擦力很小，可以忽略不计。

　　（3）摩擦端承桩：桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩端阻力承受。

　　（4）端承摩擦桩：桩顶的极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但主要由桩侧阻力承受。

　　2．沉井

　　沉井基础是一种断面和刚度均比桩要大得多的井筒状结构，是依靠在井内挖土，借助井

　　体自重及其他辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的一种结构深基础形式。沉井基础施工时占地面积小，坑壁不需设临时支撑和防水围堰或板桩围护，与大开挖相比较，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，操作简便，无需特殊的专业设备。

　　当桥梁结构上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，但在一定深度下有好的持力层，扩大基础开挖工作量大，以及施工围堰支撑有困难；或采用桩基础受水文地质条件限制时，此时采用沉井基础与其他深基础相比，经济上较为合理。

　　沉井是桥梁墩台常用的一种深基础形式，有较大的承载面积，可以穿过不同深度覆盖层，将基底放置在承载力较大的土层或岩面上，能承受较大的上部荷载。

　　沉井基础刚度大，有较大的横向抗力，抗震性能可靠，尤其适用于竖向和横向承载力大的深基础。

　　沉井基础按其制造情况可分为就地浇筑下沉沉井、浮式沉井；按其横截面形状分为圆形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形沉井等；按其竖向剖面形状可分为柱形、锥形、阶梯形沉井等；按材料可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石、木沉井等。

　　1B413013掌握桥梁下部结构分类和受力特点

　　1．梁桥轻型桥墩、台

　　（1）梁桥轻型桥墩

　　钢筋混凝土薄壁桥墩：施工简便，外形美观，过水性良好，适用于低级土软弱的地区。需耗费用于立模的木料和一定数量的钢筋。

　　1）柱式桥墩：外形美观，圬工体积少，而且重量较轻。

　　2）钻孔桩柱式桥墩：适合于多种场合和各种地质条件。通过增大桩径、桩长或用多排桩加建承台等措施，也能适用于更复杂的软弱地质条件以及较大的跨径和较高的桥墩。

　　3）柔性排架桩墩：优点是用料省、修建简便、施工速度快。主要缺点是用钢量大，使用高度和承载能力受到一定限制。因此它只适合于在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用。

　　（2）梁桥轻型桥台

　　1）设有支撑梁的轻型桥台：适用于单跨桥梁，桥孔跨径6～10m，台高不超过6m.

　　2）埋置式桥台：桥台所受的土压力小，桥台的体积相应的减少。但是由于台前护坡是用片石做表面防护的一种永久性设施，存在有被洪水冲毁而使台身裸露的可能，故设计时必须进行强度和稳定的验算。分为后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式等类型。其中桩柱式桥台对于各种土的地基都适宜。其适用范围是：桥孔跨径8～20m，填土高度3～5m.当填土高度大于5m时宜采用框架式埋置式桥台。

　　3）钢筋混凝土薄壁桥台：适用于软弱地基的条件，但其构造和施工比较复杂，并且钢筋用量也较多。

　　4）加筋土桥台：在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高3～5m时，可采用加筋土桥台。

　　2．桥梁下部结构的受力特点

　　桥梁墩台承担着桥梁上部结构所产生的荷载，并将荷载有效地传递给地基基础，起着“承上启下”的作用。

　　桥墩为多跨桥梁中的中间支承结构物，除承受上部结构产生竖向力、水平力和弯矩外，还承受风力、流水压力、及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力。

　　桥台设置在桥梁两端，除了支承桥跨结构外，又是衔接两岸接线路堤的构筑物；它既要能挡土护岸，又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。

　　桥梁墩台不仅自身应有足够的强度、刚度和稳定性，而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也有一定的要求，避免在上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移。

　　桥梁墩台受力计算时的荷载及其组合应根据可能出现的各种荷载情况进行最不利的荷载组合。

　　1B413014掌握桥梁上部结构分类和受力特点

　　连续体系桥梁

　　（1）由于支点存在负弯矩，使跨中正弯矩显著减少，可以减少跨内主梁的高度，提高跨径，当加大支点截面附近梁高形成变截面时，还可进一步降低跨中弯矩。

　　（2）由于是超静定结构，产生附加内力的因素包括预应力、混凝土的收缩徐变、墩台不均匀沉降、截面温度梯度变化等。

　　（3）配筋要考虑正负两种弯矩的要求，顶推法施工要考虑截面正负弯矩的交替变化。

　　1B413015了解桥梁计算荷载

　　1．比较桥梁工程作用的分类

　　公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类，规定于表1B413015-1.

　　1B413020常用模板、支架和拱架的设计与施工

　　1B413021掌握常用模板、支架和拱架的设计

　　1．模板、支架和拱架的设计原则

　　（1）宜优先使用胶合板和钢模板。

　　（2）在计算荷载作用下，对模板、支架及拱架结构按受力程序分别验算其强度、刚度及稳定性。

　　（3）模板板面之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面美观，线条流畅，可设倒角。

　　（4）结构简单，制作、装拆方便。

　　2、强度及刚度要求

　　验算模板、支架及拱架的刚度时，其变形值不得超过下列数值：

　　（1）结构表面外露的模板，挠度为模板构件跨度的1/400；

　　（2）结构表面隐蔽的模板，挠度为模板构件跨度的1/250；

　　（3）支架、拱架受载后挠曲的杆件（盖梁、纵梁），其弹性挠度为相应结构跨度的1/400；

　　（4）钢模板的面板变形为1.5mm；

　　（5）钢模板的钢棱和柱箍变形为L/500和B/500（其中L为计算跨径，B为柱宽）。

　　受压杆件的长细比不得超过下列数值：主要受压杆件（立柱）的长细比为100，次要受压杆件的长细比为150.

　　拱架各截面的应力验算，根据拱架结形式及所承受的荷载，验算拱顶、拱脚及1/4跨各截面的应力、铁件及节点的应力，同时应验算分阶段浇筑或砌筑时的强度及稳定性。验算时不论板拱架或桁拱架均作为整体截面考虑，验算倾覆稳定系数不得小于1.3.

　　1B413022掌握常用模板、支架和拱架的施工

　　1．模板安装的技术要求

　　混凝土的模板板面应采用下列材料之一：金属板、木制板及高分子合成材料面板、硬塑料或玻璃钢板等材料。外露面的模板板面宜采用钢模板、胶合板，为减少模板的拼缝，对于大面积的混凝土，其每块模板的面积宜大于1.0㎡.梁及墩台帽的突出部分，应做成倒角或削边，以便脱模。并按图纸所示或监理工程师指示，在结构物的某些部位设置凸条或凹槽的装饰线。在模板内的金属连接件或锚固件，应按图纸规定及监理工程师的要求将其拆卸或截断，且不损伤混凝土。模板内应无污物、砂浆及其他杂物。以后要拆除的模板，应在使用前彻底涂以脱模剂或其他相当的代用品，应使能易于脱模，并使混凝土不变色。

　　2．支架、拱架的制作及安装

　　支架按其构造分为立柱式、梁式和梁－柱式支架；按材料可分为木支架、钢支架、钢木混合支架和万能杆件拼装的支架等。拱架按结构分有支柱式、撑架式、扇形、桁式拱架、组合式拱架等；按材料分有木拱架、钢拱架、竹拱架和土牛拱胎。支架、拱架应尽量采用标准化、系列化、通用化的钢结构拼装。钢支架目前定型产品较多，可根据工程需要购买或租用，工程施工中常用支架主要有钢管支架、六四式军用梁、万能杆件设备和贝雷梁等。支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，底部应加设垫板以分布和传递压力。地基土必须进行夯实或碾压坚实，必要时须进行换填或其他有效的处理，并有良好的排水设施。在施工中出现最多的质量问题就是由于地基处理不好，发生沉降。在风力较大地区应设置风缆。

　　3．支架和拱架应预留施工拱度，在确定施工拱度值时，应考虑的因素

　　（1）支架和拱架拆除后上部构造本身及活载一半所产生的挠度；

　　（2）支架和拱架在荷载作用下的弹性压缩；

　　（3）支架和拱架在荷载作用下的非弹性压缩；

　　（4）支架和拱架基底在荷载作用下的非弹性沉陷；

　　（5）由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度；

　　（6）承受推力的墩台，由于墩台水平位移所引起的拱圈挠度。

　　1B413030桥梁工程施工技术

　　1B413031掌握钢筋和混凝土施工

　　1．混凝土施工一般规定

　　（1）在进行混凝土强度试配和质量评定时，混凝土的抗压强度应以边长为150mm的立方体尺寸标准试件测定。试件以同龄期者三块为一组，并以同等条件制作和养护，每组试件的抗压强度应以三个试件测值的算术平均值为测定值，如有一个测值与中间值的差值超过中间值的15％时，则取中间值为测定值；如有两个测值与中间值的差值均超过15％时，则该组试件无效。

　　（2）混凝土抗压强度应为标准尺寸试件在温度为20℃±3℃及相对湿度不低于90％的环境中养护。做抗压试验时所测得的抗压强度值（单位MPa），在进行混凝土强度试配和质量评定时，取其保证率为95％。拌制混凝土所使用的各项材料及拌合物的质量应经过检验，试验方法应符合现行《公路工程水泥混凝土试验规程》JTGE30的有关规定。

　　2．混凝土的拌制与运输

　　（1）拌制混凝土配料时，各种衡器应保持准确。对骨料的含水率应经常进行检测，雨天施工应增加测定次数，据以调整骨料和水的用量。放入拌合机内的第一盘混凝土材料应含有适量的水泥、砂和水，以覆盖拌合筒的内壁而不降低拌合物所需的含浆量。每一工作班正式称量前，应对计量设备进行重点校核。计量器具应定期检定，经大修、中修或迁移至新的地点后，也应进行检定。

　　（2）对于在施工现场集中搅拌的混凝土，应检查混凝土拌合物的均匀性。

　　1）混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。

　　2）混凝土拌合物均匀性的检测方法应按现行国家标准《混凝土搅拌机技术条件》GB9142的规定进行。

　　3）检查混凝土拌合物均匀性时，应在搅拌机的卸料过程中，从卸料流的1/4～3/4之间部位，采取试样，进行试验，其检测结果应符合下列规定：

　　①混凝土中砂浆密度两次测值的相对误差不应大于0.8％；

　　②单位体积混凝土中粗骨料含量两次测值的相对误差不应大于5％。

　　（3）混凝土搅拌完毕后，应按下列要求检测混凝土拌合物的各项性能：

　　1）混凝土拌合物的坍落度，应在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌合物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。在检测坍落度时，还应观察混凝土拌合物的黏聚性和保水性。

　　2）根据需要还应检测混凝土拌合物的其他质量指标并应符合《公路桥涵施工技术规范》JTGF50的有关规定。

　　（4）混凝土的运输能力应适应混凝土凝结速度和浇筑速度的需要，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇筑地点时仍保持均匀性和规定的坍落度。

　　（5）采用泵送混凝土应符合下列规定：

　　1）混凝土的供应必须保证输送混凝土的泵能连续工作。