桥梁工程拱桥试题及答案解析

桥梁工程拱桥经典试题及答案解析

一、单选题（每题2分，共20分）

1.拱桥的主要承重结构是（）A.桥面板B.主拱圈C.桥墩D.拉索【答案】B【解析】拱桥主要依靠主拱圈承受和传递荷载

2.拱桥的线形通常设计为（）A.直线B.曲线C.折线D.抛物线【答案】B【解析】拱桥线形多为曲线以减小水平推力

3.拱桥按材料可分为（）A.梁桥、板桥B.钢桥、混凝土桥C.板拱桥、箱型拱桥D.石拱桥、钢拱桥【答案】D【解析】按材料可分为石拱桥、钢拱桥、混凝土拱桥等

4.拱桥的拱脚处通常设置（）A.伸缩缝B.支座C.防水层D.沉降缝【答案】B【解析】拱脚处需设置支座以传递竖向力和水平力

5.下列哪种拱桥形式稳定性最好？（）A.三铰拱B.两铰拱C.无铰拱D.悬索拱【答案】C【解析】无铰拱整体刚度最大，稳定性最好

6.拱桥的拱轴线通常采用（）A.抛物线B.圆弧线C.椭圆线D.双曲线【答案】D【解析】恒载作用下，理想拱轴线为压力线，常为双曲线

7.拱桥的矢跨比一般取值范围是（）A.1:5～1:10B.1:4～1:8C.1:3～1:6D.1:2～1:4【答案】C【解析】矢跨比影响拱桥受力性能，一般取1:3～1:

68.拱桥的恒载主要是（）A.活载B.风载C.桥面铺装D.温度变化【答案】C【解析】桥面铺装属于恒载主要组成部分

9.拱桥的活载包括（）A.雪载B.地震力C.车辆荷载D.风荷载【答案】C【解析】车辆荷载属于拱桥活载典型代表

10.拱桥计算中通常考虑（）A.几何非线性B.材料非线性C.几何非线性+材料非线性D.静不定问题【答案】C【解析】拱桥计算需考虑双重非线性因素【答案】C【解析】拱桥计算需考虑双重非线性因素

二、多选题（每题4分，共20分）

1.拱桥的主要优点包括（）A.跨越能力强B.受力合理C.造型美观D.施工方便E.耐久性好【答案】A、B、C【解析】拱桥跨越能力强、受力合理、造型美观，但施工较复杂

2.拱桥的常见类型有（）A.石拱桥B.钢拱桥C.桁架拱桥D.箱型拱桥E.悬索桥【答案】A、B、C、D【解析】悬索桥属于另类桥梁体系，非拱桥范畴

3.拱桥设计需考虑的因素有（）A.跨径B.矢高C.材料强度D.温度变化E.地震烈度【答案】A、B、C、D、E【解析】拱桥设计需全面考虑各种因素

4.拱桥的支座形式有（）A.固定支座B.滑动支座C.固定铰支座D.活动铰支座E.拉索支座【答案】A、B、C、D【解析】拉索支座常见于悬索桥，非拱桥支座

5.拱桥的荷载组合包括（）A.恒载+活载B.恒载+风载C.恒载+地震力D.活载+温度变化E.地震力+温度变化【答案】A、B、C、D、E【解析】拱桥荷载组合需考虑多种工况【答案】A、B、C、D、E【解析】拱桥荷载组合需考虑多种工况

三、填空题（每题4分，共20分）

1.拱桥的几何参数包括______、______和______【答案】跨径；矢高；矢跨比

2.拱桥的受力特点主要是______和______【答案】受压；受弯

3.拱桥的支座布置应考虑______和______【答案】水平推力；竖向反力

4.拱桥的常用材料有______、______和______【答案】石料；钢材；混凝土

5.拱桥的线形设计需满足______和______要求【答案】受力合理；美观协调

四、判断题（每题2分，共10分）

1.拱桥的拱轴线越陡，受力越好（）【答案】（×）【解析】拱轴线过陡会导致弯矩增大，不利于受力

2.拱桥的恒载对拱圈受力影响较小（）【答案】（×）【解析】恒载是拱圈主要荷载，影响显著

3.拱桥的活载分布通常均匀（）【答案】（×）【解析】车辆荷载具有集中和动载特性

4.拱桥的抗震性能优于梁桥（）【答案】（×）【解析】拱桥抗震性能与设计密切相关

5.拱桥的计算通常简化为静定结构（）【答案】（×）【解析】实际拱桥多为超静定结构

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述拱桥的受力特点【答案】拱桥主要承受轴向压力，同时存在弯矩和剪力拱圈通过合理线形将荷载转化为压力，主要发挥材料抗压性能但在实际受力中，由于几何偏差、材料非匀质性等因素，拱圈仍会产生弯矩和剪力，需进行精确计算

2.拱桥设计需考虑哪些主要因素？【答案】拱桥设计需考虑跨径、矢高、材料选择、支座形式、荷载组合、温度影响、地震烈度、施工条件、美观要求等其中跨径和矢高决定结构几何特性，材料选择影响耐久性和经济性，荷载组合决定结构安全性

3.拱桥与梁桥相比有哪些优缺点？【答案】优点跨越能力强、受力合理、造型美观缺点施工复杂、造价较高、对地基要求严格拱桥将荷载转化为压力，充分发挥材料抗压性能，特别适用于大跨径桥梁但拱桥施工工艺复杂，对地基承载力要求高，整体造价通常高于梁桥

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析拱桥在温度变化下的受力特点【答案】拱桥在温度变化下会产生热胀冷缩效应，导致结构变形和内力重分布温度升高时，拱圈受压增大，可能产生附加弯矩；温度降低时，拱圈受压减小，可能出现拉应力对于超静定拱桥，温度变化会导致显著的附加内力，需在设计中予以考虑通常采用以下措施

①合理选择材料线膨胀系数；

②设置温度缝；

③采用预应力技术；

④进行温度应力计算温度变化对拱桥受力影响显著，是设计中不可忽视的因素

2.分析拱桥抗震设计的关键要点【答案】拱桥抗震设计需考虑以下关键要点

①合理选择结构形式，优先采用刚度较大的无铰拱；

②加强拱脚支座设计，确保其能承受水平地震力；

③设置耗能装置，如阻尼器、减隔震装置；

④考虑地基液化影响，采取相应防护措施；

⑤进行抗震性能化设计，确保结构在地震作用下满足安全要求拱桥抗震设计需综合考虑结构体系、材料性能、支座特性、场地条件等多方面因素，确保结构在地震作用下保持稳定

七、综合应用题（每题20分，共40分）

1.某拱桥跨径50m，矢高10m，采用混凝土材料，试分析其荷载组合及内力计算要点【答案】

①荷载组合恒载（桥面铺装、人行道等）、活载（汽车荷载）、风荷载、温度变化、地震力

②内力计算要点

①恒载计算拱圈自重、桥面铺装等重量，按几何参数计算竖向反力和水平推力

②活载采用汽车荷载标准，考虑车道布置和冲击系数，计算最大弯矩和剪力

③风荷载计算风速和风力，考虑风振系数，计算风荷载产生的附加内力

④温度变化计算温度变化量，考虑材料线膨胀系数，计算温度应力

⑤地震力采用地震烈度，计算地震动参数，采用时程分析法或反应谱法计算地震作用

⑥组合计算将各荷载组合进行组合计算，确定最不利组合工况，进行截面设计拱桥内力计算需考虑多种荷载组合，确保结构在各种工况下均能满足承载能力要求

2.某石拱桥需进行加固设计，试分析其加固原则和措施【答案】

①加固原则

①确保结构整体性和稳定性；

②提高结构承载能力；

③延长结构使用寿命；

④保持原有风貌

②加固措施

①材料修补对裂缝进行灌浆、表面凿毛等处理；

②截面增大增设钢筋混凝土保护层；

③支座更换更换为性能更好的支座；

④基础加固采用桩基础或注浆加固；

⑤结构体系改造增设斜撑或拉索石拱桥加固需根据结构状况和病害类型，选择合适的加固措施，确保加固效果加固设计需考虑原结构特点，尽量保持原有风貌，同时满足安全要求---标准答案

一、单选题

1.B

2.B

3.D

4.B

5.C

6.D

7.C

8.C

9.C

10.C

二、多选题

1.A、B、C

2.A、B、C、D

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.跨径；矢高；矢跨比

2.受压；受弯

3.水平推力；竖向反力

4.石料；钢材；混凝土

5.受力合理；美观协调

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（×）

五、简答题（略）

六、分析题（略）

七、综合应用题（略）。