桥梁工程桥梁墩台的设计与构造精要.pptx

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1、1第一节 概述组成部分墩(台)帽墩(台)身基础承受荷载上部结构竖向力水平力弯矩地震力风力流水压力等第1页/共48页2(1)单柱式墩(2)多柱式墩(3)矩形薄壁墩(4)双叉形和四叉形图；(5)T形、v形和x形第2页/共48页3第3页/共48页4第4页/共48页5第5页/共48页6第二节 梁桥墩台一、梁桥桥墩第6页/共48页7一、梁桥桥墩1.实体桥墩1）墩帽）墩帽桥桥规规规规定定，墩墩帽帽的的厚厚度度，对对于于大大跨跨径径的的桥桥梁梁不不得得小小于于40cm；对对于于中中、小跨径的桥梁不得小于小跨径的桥梁不得小于30cm。顺桥向墩帽宽度：顺桥向墩帽宽度：横桥向墩帽宽度：横桥向墩帽宽度：2）墩身）墩

2、身墩墩身身顶顶宽宽，对对于于小小跨跨径径桥桥不不宜宜小小于于80cm；对对于于中中跨跨径径桥桥不不宜宜小小于于100cm；对于大跨径桥应视上部构造类型而定。对于大跨径桥应视上部构造类型而定。墩身侧坡一般采用墩身侧坡一般采用20：130：1，小跨径桥的桥墩可采用直坡。，小跨径桥的桥墩可采用直坡。为为了了便便于于水水流流和和漂漂浮浮物物的的通通过过，墩墩身身平平面面形形状状可可做做成成圆圆端端形形或或尖尖端端形形；无无水水岸岸墩墩或或高高架架桥桥墩墩可可以以做做成成矩矩形形，在在水水流流与与桥桥梁梁斜斜交交或或流流向向不不稳稳定定时时，宜宜做成圆形。做成圆形。3）基础）基础基础的平面尺寸较墩身底截

3、面尺寸略大，四周放大的尺寸对每边约为基础的平面尺寸较墩身底截面尺寸略大，四周放大的尺寸对每边约为25-75cm。基础可做成单层的，也可做成。基础可做成单层的，也可做成23层台阶式。层台阶式。重力式桥墩是实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥重力式桥墩是实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较

4、浅的地基上。高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。第二节 梁桥墩台第7页/共48页8第二节 梁桥墩台第8页/共48页9表5-1-1第二节 梁桥墩台第9页/共48页10第二节 梁桥墩台第10页/共48页11第二节 梁桥墩台第11页/共48页12第二节 梁桥墩台第12页/共48页13第二节 梁桥墩台第13页/共48页14第二节 梁桥墩台第14页/共48页152、空心桥墩 空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。心桥墩。第二节 梁桥墩台第15页/共48页163.柱式桥墩 柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它

5、具有线条简捷、明快、柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它具有线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市美观，既节省材料数量又施工方便的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。桥梁和立交桥。柱柱式式桥桥墩墩一一般般可可分分为为独独柱柱、双双柱柱和和多多柱柱等等形形式式，它它可可以以根根据据桥桥宽宽的的需需要要以以及及地地物物地地貌貌条条件件任任意意组组合合。柱柱式式桥桥墩墩由由承承台台、柱柱式式墩墩身身和和盖盖梁梁组组成成，对对于于上上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。柔性排架桩墩是

6、由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是，可以通过一些构造措施，将上部结构传来的水平力（制动力、其主要特点是，可以通过一些构造措施，将上部结构传来的水平力（制动力、温度影响力等）传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，以减少单温度影响力等）传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，以减少单个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面的目的个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面的目的第二节 梁桥墩台第16页/共48页17第17页/共48页18第二节 梁桥墩台4.柔性排架桩墩 柔性排架桩墩(图

7、5-1-18)是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是，可以通过一些构造措施，将上部结构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传递到全桥的各个柔性墩台或相邻的刚性墩台上，以减小单个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桥墩截面的目的。因此，柔性墩可以为单排桩墩、柱式墩或其它隧壁式桥墩。柔性排架桩墩适用的桥长，应根据温度变化幅度决定，一般为5080m。温差大的地区，桥长应短些，温差小的地区桥长可以适当长些。桥长超过5080m，受温度影响大，需要设量滑动支座或没置刚度较大的温度墩。第18页/共48页19第二节 梁桥墩台第19页/共48页20 当桥梁孔数较多且桥较长时，柔性排架桩

8、墩的墩顶会因位移过大而处于不利状态，这时宜将桥跨分成若干联，一联长度的划分视温度、地形、构造和受力情况确定。一般来讲，当墩的高度在5m以内时，可采用一段式、二段式和多段式桩墩，每段l4孔，每段全长为4045m。对于多段式桩墩的中间段，由于不受土压力的影响，全长可以达到50m。段与段之间设温度墩，即为两排互不联系的桩墩，为的是在温度变化的情况下，段与段之间互不影响。当墩的高度为67m时，也可组成上述的三种图式，但应在每段内设置一个由盖梁联成整体的双排墩，以增加结构的刚度。此时每段长度可适当加长，中间段的孔数可以多达6孔。第20页/共48页21第二节 梁桥墩台第21页/共48页225.框架墩 框架

9、式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架代框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或多层的框架替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或多层的框架第二节 梁桥墩台第22页/共48页23第二节 梁桥墩台三、桥墩防撞 流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。对此，在中等以上流冰河道（冰厚大于0.5 m，流水速度1 m/s左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱体。航运繁忙的河道，船只往往因突发原因引起航行失控，或是因能见度低造成船舶与桥墩相撞。桥墩在设

10、计中不但要有一定抵抗船舶冲击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏第23页/共48页24二、梁桥桥台类型重力式桥台轻型桥台组合式桥台承拉桥台1.重力式桥台 重力式桥台也称实体重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。桥台平衡台后的土压力。桥台台身多数由石砌、片石混台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造施建造，并采用就地建造施工方法工方法第二节 梁桥墩台第24页/共48页25第二节 梁桥墩台第25页/共48页26顺桥向台帽最小宽度为：顺桥向台帽

11、最小宽度为：第二节 梁桥墩台 常用的重力式桥台为常用的重力式桥台为U U型桥台，由台帽、台身和基础三部分组成。型桥台，由台帽、台身和基础三部分组成。U U型型桥台的台身是由前墙和平行于行车方向的两侧翼墙构成，其水平截面呈桥台的台身是由前墙和平行于行车方向的两侧翼墙构成，其水平截面呈U U字形。字形。U U型桥台常采用锥形护坡与路堤连接，锥坡的坡度根据坡高、地形型桥台常采用锥形护坡与路堤连接，锥坡的坡度根据坡高、地形等确定。等确定。第26页/共48页27 横桥向台帽宽度一般应与路基同宽，特大、大跨径桥梁台帽厚度一般横桥向台帽宽度一般应与路基同宽，特大、大跨径桥梁台帽厚度一般不小于不小于50cm5

12、0cm，中小跨径桥梁也不应小于，中小跨径桥梁也不应小于40cm40cm，台帽可用，台帽可用C C2020以上钢筋混凝土以上钢筋混凝土或素混凝土做成，也可用或素混凝土做成，也可用MUMU3030以上石料圬工砌筑，所用砂浆不可低于以上石料圬工砌筑，所用砂浆不可低于M M5 5。U U形桥台前墙正面多采用形桥台前墙正面多采用1010：1 1或或2020：1 1的斜坡，侧墙与前墙结合成一体，的斜坡，侧墙与前墙结合成一体，兼有挡土墙和支撑墙的作用。侧墙正面一般是直立的，其长度视桥台高度兼有挡土墙和支撑墙的作用。侧墙正面一般是直立的，其长度视桥台高度和锥坡坡度而定。前墙的下缘一般与锥坡下缘相齐，因此，桥台

13、越高，锥和锥坡坡度而定。前墙的下缘一般与锥坡下缘相齐，因此，桥台越高，锥坡越坦，侧墙越长。侧墙尾端，应有不小于坡越坦，侧墙越长。侧墙尾端，应有不小于0.75m0.75m的长度伸入路堤内，以保的长度伸入路堤内，以保证与路堤有良好的衔接。台身的宽度通常与路基的宽度相同。证与路堤有良好的衔接。台身的宽度通常与路基的宽度相同。第二节 梁桥墩台第27页/共48页282.轻型桥台（1）设有支撑梁的轻型桥台 这种桥台的特点是，台身为直立的薄壁墙，台身两侧有翼墙(用于挡土)。在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，上部结构与桥台通过锚拴连接，于是便构成四铰框架结构系统，并借助两端台后的土压力来保持稳定。第28页/共

14、48页29 钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。（2 2）钢筋混凝土薄壁桥台 薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。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构成。挡土墙由前墙和间距为2.53.5m2.53.5m的扶壁所组成。台顶由竖直小墙和支于扶壁上的水平板构成，用以支承桥跨结构。两侧薄壁可以与前墙垂直，有时也做成与前墙斜交：前者称U U字形薄壁桥台后者称八字形薄壁桥台。这种桥台不仅可以减少圬工体积40405050，同时因自重减轻而减小了对地基的压力。故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

15、较多。第29页/共48页30第30页/共48页31 对于台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高在35m时，可采用加筋土桥台【图5-1-28a)】这类桥台一般由台帽和竖向面板、拉杆、锚定板及其间填料共同组合的台身组成。拉杆两端分别与竖向面板和锚定板连接，组成为加筋土的挡土结构。它的工作原理是，坚向面板后填料的主动土压力作用到固板上，再通过拉杆将该力传递给锚定板，而锚定板则依靠位于板前且具有一定抗剪能力的土体所产生的拉拔力来平衡拉杆拉力，使整个结构处于稳定状态。（3）加筋土桥台第31页/共48页32（4 4）埋置式桥台 埋置式桥台是将台身埋在锥形护被中，只露出台帽在外以安置支座及上部构造。这样

16、，桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也就相应地减小。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、存在着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性的验算。第32页/共48页33第33页/共48页34第34页/共48页35第35页/共48页36第36页/共48页37第37页/共48页383.组合式桥台第38页/共48页394.承拉桥台第39页/共48页40第三节 拱桥墩台 拱桥墩台同梁桥墩台一样，也分为两大类型，一类是重力式墩台、另一类是轻型墩台，其作用原理与梁桥墩台大致相同。第三节 拱桥墩台一、拱桥桥墩 1.重力式桥墩 拱桥桥墩分普通墩和单向推力墩两种。普通墩除了承受相

17、邻两跨结构传来的竖向反力外，一般不承受恒载水平推力，或者当相邻孔不相同时只承受经过相互抵消后尚余的不平衡推力。单向推力墩又称制动墩，它的主要作用是在它一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受单侧拱的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾坍。而且当施工时为了拱架的多次周转，或者当缆索吊装设计的工作跨径受到限制时，为了能按桥台与某墩之间或者按某两个桥墩之间作为一个施工段进行分段施工，在此情况下也要设置能承受部分恒载单向推力的制动墩，由此可见，为了满足结构强度和稳定的要求，普通墩的墩身可以做得薄一些，单向推力墩则要做得厚实一些。第40页/共48页41第41页/共48页422.轻型桥墩（1）柱式桥

18、墩第42页/共48页43在采用轻型桥墩的多孔拱桥中，每隔35孔应设单向推力墩。当桥墩较矮或单向推力不大时，可采用轻型的单向推力墩这种桥墩的特点是在普通墩的墩柱上，从两侧对称地增设钢筋混凝土斜撑和水平拉杆，用来提高抵抗水平推力的能力，其优点是阻水面积小，并可节约圬工体积。为了提高构件的抗裂性，可以采用预应力混凝土结构。这种桥墩只在桥不大高的旱地上采用。3悬臂墩 在桩柱式墩上加一对悬臂，拱脚支承在悬臂端。当一孔坍塌时，邻孔恒载单向推力对桩柱身产生的弯矩被恒载竖向反力产生的反向弯矩抵消一部分，从而减小桩柱身的弯矩，而能够承受拱的单向恒载推力。2斜撑墩第43页/共48页44二、拱桥桥台 拱桥桥台既要承受来自拱圈的推力、竖向力及弯矩，又要承受台后土的侧压力，从尺寸上看，拱桥桥台一般较梁桥要大。根据桥址具体条件可选用不同的构造形式，可分为重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台、空腹式桥台和齿槛式桥台等。1.重力式桥台 第44页/共48页452.轻型桥台第45页/共48页46第46页/共48页47第47页/共48页48感谢您的观看。第48页/共48页