石家庄铁道学院2009-2010学年第1学期
2006级本科班期末考试试卷（A）
课程名称：桥梁墩台与基础工程任课教师：考试时间：120 分钟学号：姓名：班级：
考试性质（学生填写）：正常考试（）缓考补考（）重修（）提前修读（）
注：所有题目均按顺序做在答题纸上
一、填空题（共23分）
1．桥梁中常用的三大基础是、、。
2．桥墩计算中常用的荷载组合有、、。
活载加载图式有、、、。
3．重力式桥墩力学检算的主要内容有、、、等。
4．桥台在结构及受力上是不对称的，因此其检算分为与检算。
5．单桩的破坏模式有、、。
6．常用的围堰形式有、、、等。
二、简答题（共32分）
1.铁路桥梁在曲线上布置时，梁和桥台各有几种布置方法？各是什么？偏角法定墩位三要素是什么？其定义各是什么？(8分)
2. 简述扩大基础力学检算的主要项目？(5分)
3. 画出柔性墩计算图式，并说明其中各符号的含义。
(5分)
4. 简述钻孔灌注桩施工中护筒的作用、泥浆护壁的原理及作用？(6分)
5. 沉井施工中出现下沉困难和沉井偏斜时各如何处理？写出具体措施。
(5分)
6. 简述地基系数的物理意义。
(3分)
三、计算题（共35分）
1. 试计算单线、直线上16m 等跨度铁路简支梁桥（梁全长16.5m ，梁缝10cm ），在进行“双孔重载”活载布置时，检算墩所受到的列车产生的水平力取值为多少（支座一端为固定支座、另一端为滚动支座）？（10分）
2. 某桥梁基础如2题图所示，基底为土层，[σ0]=300kPa ，基础材料为混凝土。
已知基底荷载N=1000kN ，M=1200kN·m ，检算该基础的尺寸是否符合强度要求。
(15分)
3. 某单排桩基础,单桩桩身刚度为EI ，露出地面长度为l ，地面处桩的柔度系数为QQ δ，
QM MQ δδ=，MM δ。
试推求在3题图示荷载作用下，单桩桩顶的水平位移△为多少?（10
分）
2题图 3题图
四、平时成绩（共10分）
2005级本科班桥梁墩台与基础工程试卷（A）
标准答案
一、填空题（共25分）
1．前端、后端
2．高桩承台桩基、低桩承台桩基、柱桩、摩擦桩
3．托盘式、飞檐式、曲线桥桥墩顶帽、不等跨桥墩顶帽
4．冲击成孔、冲抓成孔、旋转成孔、抽碴法、吸泥法、换浆法
5．偏角、偏距、交点距、切线布置、平分中矢布置
6．土围堰、钢（或木）板桩围堰、双壁钢围堰、钢吊箱围堰、锁口钢管桩围堰等（答对其中任意四个即可）
二、简答题（共30分）
1.何为“刚性角”？判定“刚性角”的容许值有何意义？(4分)
答：刚性角是扩大基础下层基础外缘（或基底外缘）与上一层基础外缘点（或墩底与基顶的交点）之间的连线与竖直线的夹角（也可通过画图说明其意）。
只要基础刚性角不超过容许值，即可防止基础开裂破坏。
2. 重力式桥墩的力学检算内容及目的？(5分)
答：（1）墩身合力偏心距检算：目的是为了控制截面裂缝的开展不致过大；
（2）墩身截面应力检算：保证桥墩具有足够的强度；
（3）墩身受压稳定性检算：防止墩身纵向弯曲失稳破坏；
（4）墩顶水平位移检算：保证桥墩有足够的刚度。
3. 画出柔性墩计算图式，并说明其中各符号的含义。
(5分)
答：柔性墩计算图式如答图1所示。
其中q为风荷载，N0为墩顶支座竖向反力，M0为墩顶支座反力产生的偏心力矩，Δ为一联上总的制动力和梁的变形以及施工误差等所引起的设计墩顶水平位移。
答图1：柔性墩计算图式
4. 试列举4种明挖基础施工中基坑开挖的支护方法。
(4分)
答：衬板支护，板桩支护，喷射混凝土护壁，混凝土围圈支护。
5. 单桩的破坏模式有哪几种？如何确定单桩轴向容许承载力？(6分)
答：轴向屈曲破坏，土层整体剪切破坏，刺入式破坏。
应按照土的阻力和桩身材料强度分别计算单桩轴向容许承载力，并取其中较小者作为单桩的实际轴向容许承载力。
6. 沉井施工中出现下沉困难和沉井偏斜时各如何处理？写出具体措施。
(6分)
答：沉井下沉困难时，可采取增加沉井重量和减小井壁摩阻力的方法。
具体有：
增加沉井重量：（1）提前接筑上一节沉井；（2）井顶压重；（3）不排水下沉时抽水；
减小井壁摩阻力：（1）井外射水，（2）井外除土（3）炮振下沉。
沉井偏斜时可采用的纠偏方法有：（1）井内偏挖、加垫法（2）井外偏挖、井顶偏压或套拉法（3）井外支垫法（4）井外射水法（5）摇摆法下沉等。
三、计算题（共35分）
1 试计算单线、直线上24m等跨度铁路简支梁桥（梁全长24.6m，梁缝100mm），在进行“双孔重载”活载布置时，检算墩所受到的列车产生的水平力取值为多少（支座一端为固定支座、另一端为滚动支座）？（10分）
答：双孔重载活载布置图如答图2所示。
答图2 双孔重载荷载布置图
按照
12
12
G G L L =时中墩支反力最大，可求出图中的x 值。
L 1=L 2＝24m ，故G 1=G 2。
192(24.60.1)2272.4G kN =⨯+= 292[(24.60.1)7.5]2205G x =⨯+--+⨯
由G 1=G 2得，x ＝4.56m 。
中间墩左侧支反力R1＝2272.4/2＝1136.2kN 假设中间墩左端为滚动支座，右端为固定支座
120.125%0.1100%t P G G =⨯⨯+⨯⨯
＝0.1×2272.4×0.25+0.1×2272.4×1 ＝284.1kN
一孔梁满布最大活载时制动力
max 0.1[5220(24.77.5)92]100%t P =⨯⨯+-⨯⨯＝268.2kN
max t t P P >，故制动力取268.2kN 。
2. 某桥梁基础如图2，基底为土层，[σ0]=300kPa ，基础材料为混凝土。
已知基底荷载N=1000kN ，M=1200kN·m ，检算该基础的尺寸是否符合强度要求。
(15分) 答：A ＝5.5×
3.5＝19.25m 2 ，W=1/6×5.5×3.52＝11.23m 3 max
2min 158.8
10001200/55
19.2511.23N M kN m A W σ=
±=±=-
最小应力为负，因基底为土层，故需进行应力重分布计算。
e ＝M/N ＝1200/1000＝1.2m ，
2121
4.211 1.233()()22 3.5e d λ=
==--
10004.222019.25
N kPa A σλ==⨯=<300kPa
基础尺寸符合强度要求。
3. 某桩柱式桥墩，已知地面处桩的柔度系数为QQ δ，QM MQ δδ=，MM δ。
试推求在图示荷载作用下，桩顶的水平位移△为多少?（10分）
答：土面处桩受力为剪力Q=ql ，弯矩M ＝ql×l/2
桩顶水平位移△由三部分组成：分别由Q 和M 引起的桩顶位移及由q 引起的固端悬臂梁的梁端挠度B f ，即Q M B f +∆=∆+
0042234231182231822
Q M B B
QQ QM QM MM QQ QM MM f x l f ql ql ql ql ql EI ql ql ql ql EI φδδδδδδδ+∆=∆+=++=++++=+++。