【桥涵工程(第三版)—郭发忠】第四章桥梁墩台(3-2)墩台类型与构造特点

桥梁墩台构造•桥墩是多跨桥梁的中间支承结构物•桥台是设置在桥梁两端除了支承桥跨结构外，还是衔接两岸路堤的构造物。•基础墩台与地基接触的部分称为之•桥梁墩台与基础属于桥梁下部工程结构　　　　　图1－1桥梁结构各部立面示意图1－下部结构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构541254336桥墩类型与构造特点主要包括：桥墩的作用、类型及其适用条件；常用桥墩的构造组成及构造要求。•桥墩的作用：桥墩（ｐｉｅｒ）是指在两孔及两孔以上桥梁的中间支承结构，是桥梁的重要组成部分，它决定着桥跨结构在平面上和高程上的位置，除承受桥跨结构的荷重外，还要承受流水压力，水面以上的风力以及可能出现的流冰压力、船只或漂浮物或汽车的撞击作用，并将荷载传递给地基。•桥墩的类型：1、梁式桥桥墩主要分为五大类：重力式实体桥墩，钢筋混凝土薄壁墩，Ｖ形桥墩和Ｙ形桥墩，柱式桥墩和桩柱式桥墩，柔性排架桩墩。2、拱桥桥墩主要分为三大类：重力式实体桥墩，柱式桥墩和桩柱式桥墩，单向推力墩。重力式桥墩重力式桥墩主要是靠自身重力（包括桥跨结构重力）来平衡外力和保证桥墩的稳定性（抗倾覆稳定和抗滑稳定）的。此种桥墩墩身多做成实体式的，可以不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。因此，圬工体积较大，阻水面积大，自重也大，对地基承载力的要求高，桥墩自身刚度大，具有较强的承载能力和防撞能力。适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上或河流中流冰和漂浮物较多的桥梁。梁式桥桥墩（1）墩帽墩帽直接支承桥跨结构，并将相邻两孔桥上的结构重力、汽车荷载和人群荷载传到墩身上。由于它受到支座传来集中力作用，所以要求它具有足够的强度和厚度。其最小厚度一般不小于500mm，中小跨径梁桥也不应小于400mm。墩帽的平面尺寸应考虑上部结构形式、支座布置情况、架设上部结构施工方法的要求而决定。一般可按下式确定：顺桥向墩帽最小宽度为：212222ccaafb梁式桥桥墩•横桥向墩帽最小宽度B为:•B=桥跨结构两外侧主梁中心距+支座底板横向宽度+2c2+2c1梁式桥桥墩•（2）墩身•墩身是桥墩的主体部分，一般采用不低C20的片石混凝土浇筑，或用浆砌块石、浆砌料石，也可用混凝土预制块砌筑。墩身的主要尺寸包括墩高、墩身顶面和底面尺寸、墩身侧坡。用于梁式桥的墩身顶宽，小跨径桥不宜小于800mm，中跨径桥不宜小于1000mm，大跨径桥的墩身顶宽视上部结构类型而定。•（3）基础•基础是桥墩与地基直接接触的部分，其类型与尺寸往往取决于地基条件，尤其是地基承载力。基础的平面尺寸较墩身底面尺寸略大，四周各放大250~750mm左右。基础可以做成单层，也可以做成2~3层台阶式的。钢筋混凝土薄壁桥墩钢筋混凝土薄壁墩可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。前者墩身重量较轻，可节约圬工材料，适用于工程地质条件较差时的简支梁桥；后者适用于墩梁固结的连续刚构桥。梁式桥桥墩３.Ｖ形桥墩和Ｙ形桥墩Ｖ形和Ｙ形桥墩具有优美的外形，它能增加上部结构的跨径，减少桥墩数目，但施工比较复杂，需设置临时墩和用钢脚手架来支承斜臂的重力。梁式桥桥墩４.柱式桥墩和桩柱式桥墩柱式桥墩和桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽，当采用桩基础时，还须在桩顶设置承台或横系梁，使各桩共同受力，并通过它使柱与桩相连。桩柱式桥墩一般分为两部分，在地面以上（或柱桩连接处以上）称为柱，在地面以下称为桩。梁式桥桥墩５.柔性排架桩墩钢筋混凝土柔性排架桩墩是由成排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接组成。钢筋混凝土柔性排架桩墩适用于跨径小于１３ｍ的桥梁。对于漂浮物严重和流速较大的河流，由于桩墩容易磨耗，则不宜采用。６.轻型桥墩小跨径的钢筋混凝土板桥，一般采用石砌或混凝土轻型桥墩较为经济。墩帽用混凝土浇筑，墩帽四周挑檐宽度为５ｃｍ，周边做成５ｃｍ削角。重力式桥墩拱桥重力式桥墩，其形式基本上与梁桥重力式桥墩相仿，如图所示。因为承受较大的水平推力，所以，拱桥重力式桥墩的宽度尺寸比梁桥大。同时，墩帽顶部做成斜坡。墩帽可用浆砌块石（或料石）做成（对应于石拱桥）或用混凝土做成（对应于混凝土或钢筋混凝土拱桥）。拱桥墩身体积较大，除了用块石砌筑外，也有用片石混凝土浇筑。拱桥桥墩２.柱式桥墩和桩柱式桥墩拱桥的柱式桥墩和桩柱式桥墩与梁桥相同。由于会承受较大的水平推力，柱和桩的直径比梁桥大，根数也比梁桥多。当跨径较大（４０～５０ｍ）时，可以采用双排桩。拱座（盖梁）采用钢筋混凝土，构造与重力式桥墩拱座基本相同。３.单向推力墩多跨拱桥根据施工和使用要求，每隔３～５孔设置单向推力墩。目前常用的单向推力墩有以下几种形式。1）普通柱墩加设斜撑及拉杆的单向推力墩拱桥桥墩２）悬臂式单向推力墩悬臂式单向推力墩是在桥墩的顺桥向双向挑出悬臂。３）实体单向推力墩当桥墩较矮及单向推力不大时，只需加大实体墩身的尺寸，做成实体单向推力墩即可。桥台类型与构造特点主要包括：桥台的作用、类型及其适用条件；常用桥台的构造组成及构造要求。•桥台的作用：桥台（ａｂｕｔｍｅｎｔ）是指位于桥梁两端并与路基相连接的支承上部结构和承受桥头填土侧压力的构造物。它起着支承上部结构和连接两岸道路、挡住桥台背后填土的作用。•桥台类型：桥台具有多种形式，主要分为重力式桥台、轻型桥台、框架式桥台、组合式桥台等。梁桥桥台１．重力式Ｕ形桥台重力式Ｕ形桥台由台帽、台身（前墙和侧墙）和基础三部分组成，如图所示。梁桥桥台２．钢筋混凝土薄壁桥台钢筋混凝土薄壁桥台是由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙所构成。这种桥台比重力式Ｕ形桥台可减少圬工体积40％～50％，同时还因自身重力小而减小对地基的压力。但其构造复杂，钢筋用量也比较多，适用于在软土地基上建造的桥梁。梁桥桥台３．重力式埋置桥台当路堤填土高度超过６～８ｍ时，可采用重力式埋置桥台。它是将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽，以安放支座和上部结构。重力式埋置桥台台顶部分的内角到路堤锥坡表面的距离不应小于５０ｃｍ，否则应在台顶缺口的两侧设置横隔板，使台顶部分与路堤锥坡的填土隔开，防止土壅到支承平台上。桥台通过耳墙与路堤衔接，耳墙伸进路堤的长度一般不小于75ｃｍ。梁桥桥台４．轻型桥台轻型桥台用于跨径不大于１３ｍ的板（梁）桥，且不宜多于３孔，全长不大于２０ｍ。梁桥桥台５．枕梁式桥台枕梁式桥台是以枕梁代替台帽，并直接搁于地基上。它是桥梁中最简单的一种桥台，适用于桥梁建筑高度小，桥台下土质比较密实，河床比较稳定，无冲刷的小型桥梁。枕梁用钢筋混凝土浇筑而成，截面为矩形，尺寸按荷载大小、支承情况和地基承载力大小计算确定。枕梁下铺设50～70ｃｍ厚的碎石垫层，以保证枕梁均匀下沉。枕梁边缘到河床坡顶的水平距离应为1～1.5ｍ，以保证台前的土堤稳定。拱桥桥台１．重力式Ｕ形桥台重力式Ｕ形桥台在拱桥中用得最多，其构造与梁桥Ｕ形桥台相仿，也是由前墙、侧墙和基础三部分组成。拱桥桥台２．组合式桥台组合式桥台由台身和后座两部分组成。台身基础承受竖向力，一般采用桩基础。拱的水平推力则主要由后座基底摩阻力及台后的土侧压力来平衡。拱桥桥台３．轻型桥台１）八字形轻型桥台八字形桥台的台身可做成等厚度的或变厚度的形式。两边八字翼墙与台身分开，其顶宽为４０ｃｍ，前坡坡度为１０∶１，后坡坡度为５∶１。２）前倾式桥台前倾式桥台由于台身向桥孔方向倾斜，因此比直立台身的受力情况要好，用料要省。３）Ｕ形轻型桥台和山字形轻型桥台Ｕ形桥台由前墙（等厚度的）和平行于行车方向的侧墙组成，当桥台宽度较大时，为了保证前墙和侧墙的整体性，可在U形桥台的中间加一道背撑，成为山字形桥台。拱桥桥台４．空腹Ｌ形桥台空腹Ｌ形桥台适用于软土地基而桥台本身不高的空腹式拱桥。它由前墙、后墙、基础板和撑墙部分组成。前墙承受拱圈传来的压力，后墙支承台后土压力。５．履齿式桥台履齿式桥台又称飞机式桥台，由前墙、侧墙、底板和撑墙几部分组成，适用于软弱地基和低路堤的拱桥。６．屈膝式桥台屈膝式桥台也适用于软土地基。它可以看成为横卧的L形桥台，是直接利用原状土做拱座，施工中应尽量不破坏表层好土。屈膝式桥台在构造上较履齿式桥台更为简单。它的受力面最好与桥台外力的合力方向垂直，且没有偏心是最为理想的。桥墩、桥台、基础的定义是什么？2.简述桥墩、桥台、基础的作用。3.桥墩、桥台的主要类型有哪些？4.埋置式桥台在构造和受力上有何特点？其适用范围有哪些？L/O/G/OThankYou!