第一章-绪论桥梁墩台基础

桥梁墩台基础

桥梁墩台基础

课程安排

绪论桥墩构造与设计桥台构造与设计天然地基上浅平基设计与计算

桩基础构造与设计

沉井基础构造与设计其他基础与地基加固简介

墩台与基础施工

铁路简支梁桥在曲线

上的布置

桥梁墩台基础

桥梁工程等

钢结构

钢筋混凝土结构

土力学等结构力学

材料力学

建筑材料

计算机等数学

物理化学等专业课专业基础课专业基础课基础课

桥梁墩台基础本课程在桥梁工程科学体系中的地位

桥梁墩台基础本课程的特点

公式多，且多和规范相联系，知识点多，体系不太紧凑。和工程实际联系多，理论与实践结合多。

桥梁墩台基础本课程的学习方法

•认真听讲，力争课堂上解决90%以上的问题•把数量不多的作业做好•及时把讲课中的重点记下来

桥梁墩台基础参考资料•及时把讲课中的重点记下来•把数量不多的作业做好

123•桥梁工程

范立础•桥梁工程

姚玲森•桥梁规范12桥梁墩台基础绪

论

第一章主讲内容概述

e

桥墩类型及特点桥台类型及特点

to

add

Title拼装式墩台特点

Title基础类型及特点e

12

3

4

513桥梁墩台基础第一节概

述桥梁

2一、桥梁的组成

上部结构

包括支座在

内的以上部分，

也称桥跨结构

下部结构

支座以下的部分，也称主体工程。也就是桥梁墩台及其基础工程。1

2桥梁墩台基础第一节概

述3基础墩台帽二、桥梁墩台的组成、作用

桥梁墩台的主要作用是承受上

部结构荷载，并通过基础将此荷载

及其本身的重量传到基础上。

墩台身桥梁墩台基础第一节123

概

述桥梁墩台的组成桥梁墩台基础第一节概

述

三、要求•本身具有足够的强度、刚度、稳定性。12•

对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力有一定要求，避免引起过大的竖向位移、水平位移、转动，对超静定结构桥梁尤为重要。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点2桥墩的类型

桥墩桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点一、重力式墩

重力式桥墩分为梁桥重力式桥墩和拱桥重力式桥墩

（一）梁桥重力式墩

梁桥重力式桥墩截面形状有多种形式，选用时主要考虑它的流水特性，尽量减轻局部冲涮和不妨碍航运，在此前提下力求节省圬工和施工方便.

矩形墩

圆形墩

圆端形墩

尖端形墩桥梁墩台基础2第二节桥墩类型及特点不同截面桥墩几种形式、矩形桥墩、圆端形桥墩、圆形桥墩

、尖端形桥墩桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点不同截面桥墩平面图外形简单，施工方便，圬工数量省，对水流阻力大，局部冲刷大流水特性好，浪费圬工矩形两端各接一个圆，施工复杂，适合水流通过，减少局部冲涮外形简单，河床不允许有严重冲刷，桥墩尖端可起破冰作用。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点不同截面桥墩工程图片

2矩形桥墩桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点

武广客运线圆端形桥墩

2桥梁墩台基础2第二节桥墩类型及特点(二）拱桥重力式桥墩

1.拱桥是推力

结构，由拱圈

传给桥墩的除

竖向力外还有

较大水平力，

这是与梁桥的

最大不同。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点普通墩和单向

推力墩①普通墩：不承受恒载水平推力，或仅受不等跨结构相互作用后剩余的推力②单向推力墩：在一侧的桥孔坍塌后，能承受另侧的单向恒载水平推力，保证不致连续顷塌，一般3—4跨设一个，比普通墩厚实桥梁墩台基础第二节

受力不同

桥墩类型及特点梁桥墩:以承受竖向力为主拱桥墩:除竖向力外,还有较大的水平推力构造不同拱座拱座的位置墩顶以上构造桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点二、轻型桥墩

轻型桥墩

分为梁桥轻型

桥墩和拱桥轻

型桥墩（一）梁桥轻型桥墩

当地基土质较差时，为了减轻地基的负

担，或者为了让减轻蹲身重量，节约圬

工，可采用轻型桥墩。

空心墩

桩柱式桥墩及双柱式桥墩

各式柔性墩桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点1.空心墩

墩身高度在30m以上的高墩，如将其墩身该为厚壁

式空心墩，可节约圬工20%--30%，墩身高在50m以上时

可用钢筋混凝土空心墩，可节省圬工达50%左右。

株六复线新莲花塘2#桥，全长362米，2台10墩，其中4个墩墩高70米以上，最高74米，除1#墩为实体墩外，其余均为薄壁柔性空心墩桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点2.桩柱式桥墩及双柱式桥墩

2桥梁墩台基础2第二节桥墩类型及特点桥梁墩台基础2第二节桥墩类型及特点桥梁墩台基础桥墩类型及特点

2第二节

开

封

黄

河

桥

双

柱

式

桥

墩

第二节3.各式柔性墩

空心墩

桩柱式墩

双柱式墩

通过改变

建筑材料

，改变桥

墩的结构

形式而使

桥墩轻型

化。

桥梁墩台基础柔性墩

改变桥梁

的受力体

系使桥墩

轻型化。桥墩类型及特点

（1）轻型化途径不同桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点

（2）柔性墩的受力特点桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点排架桩柔性墩

上

柔

下

刚

墩（３）柔性墩的形式

刚架式柔性墩

版

式

柔

性

墩柔性墩截面纤细，抗撞击能力较低，不宜在山坡有落石的傍山谷高架桥上或有泥石流、流冰、漂流物、通航的河流上采用。近30年的运营经验表明：为保证在运营过程中有较高的安全度，柔性墩高一般不宜大于30m。联长不宜大于132m。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点（4）柔性墩的适用范围

柔性墩截面纤细，

抗撞击能力较低，不

宜在山坡有落石的傍

山谷高架桥上或有泥

石流、流冰、漂流

物、通航的河流上采

用。

近30年的运营经验表明：为保证在运营过程中有较高的安全度，柔性墩高一般不宜大于30m。联长不宜大于132m。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点（二）拱桥轻型桥墩

2

拱桥所使用的轻型桥墩，一般为配合钻孔灌注桩的

桩柱式桥墩，从外形上看，与梁桥的桩柱式桥墩非常

相似。

与梁桥主要差别就是在梁桥墩帽上设支座，而在

拱桥墩顶部分则设置拱座。桥梁墩台基础第二节桥墩类型及特点

在采用轻型桥墩的多孔拱桥中，每隔3—5孔应设

单向推力墩。当桥墩较矮或单问推力不大时，可以考虑一些轻型的单向推力墩。其优点是阻水面积小，并可节约圬工体积。轻型单向推力墩形式有：斜撑悬臂

拱座墩柱带三角杆件的推力墩

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椎力的能力，为了提高构件的抗裂性，可以采用预应力钢筋混凝土结构。

悬壁式单向推力墩

工作原理：当该塌的一侧桥孔遭到破坏以后，可以通过另一侧拱座上的竖向分力与悬臂长度所构成的稳定力矩来平衡由拱的水平推力所导致的倾覆力矩桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点

•矩形与U形桥台

•T形桥台

•埋式桥台

•耳墙式桥台

•桩柱式桥台•梁桥轻型桥台•拱桥轻型桥台•锚定板桥台•八字形桥台

•U字形桥台•背撑式桥台•背靠式桥台

•其他轻型桥台桥梁墩台基础2第三节桥台类型及特点一、重力式桥台

1.矩形桥台与U形桥台

优点：造形简单，整体性好，对抗震有利。

缺点：台身较高时，圬工用量大，不经济。为减少

圬工数量，做成U形，中空部分用土料填实。

适用范围：此二种桥台—般用于填土高H<4m的

小跨桥梁。桥梁墩台基础桥台类型及特点

第三节2.T形桥台

带洞形式和工字截面

铁路桥中使用较多，从经济条件考虑。它适用在填土高度H=4—12m。通常，T形桥台的纵向长度是根据锥体填土的构造要求和锥体填土的坡脚不超出桥台前缘的条件确定的。

当填土较高时，台长因而加长，圬工数量增大，故有时将锥体适当伸入台前一部分，有的为减少圬工量，将T形改造成带洞的形式，或做成工字形截面。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点”与3.埋式桥台

（1）综合权衡“减小台长2

“增大孔跨”二者的利弊。

（2）

a为矩形埋式，结构简单，宜于混凝上施工。

（3）

b为十字型埋式，台宽变化，节省圬工，但一

般用石砌施工。桥梁墩台基础桥台类型及特点

第三节4.耳墙式桥台优点：用两片钢筋混凝土耳墙代替台尾一部分实体圬工与路堤相连，从而缩短实体台身长度而能较多的节省圬工。

缺点：两片耳墙位于地面较高部位，其

施工工艺的要求较高，如施工质量不高，

在耳墙与台身连接的根部较易产生裂缝，

为此也要求耳墙不宜做得太长。。适用范围：当填土高大于7m时，此类桥台的锥体往往也伸出桥台前墙形成埋式桥台。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点二、轻型桥台

（一）梁桥轻型桥台

1.桩柱式桥台

它的桩柱既是基础也是台身，台顶部分由帽梁，两侧耳墙

及胸墙组成。它适用于地基承载力较低，填土不高的情况。桥梁墩台基础锚定板挡土板分开式梁

桥台类型及特点立柱

拉杆

拉杆台身锚定板档土板整体式台身梁

第三节2.锚定板桥台

在后设置由挡墙、拉杆和锚定板组成的锚定结构来承受土压力，以达到本身轻型化的一种桥台。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点3.钢筋混凝土薄壁轻型桥台悬臂式扶壁式撑墙式箱式特点：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桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点（二）拱桥轻型桥台•适用于公路跨度13m以下的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。•当桥台受到拱的推力后，便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便产生抗力来品恒推理，从而使桥台尺寸大大小于实体重力式桥台。•常用的轻型桥台有八字形和U形桥台，以及由此派生出来的Π形、

E形等背撑式桥台，还有靠背式框架桥台，桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点1.八字形和U形桥台八字形桥台构造简单，台身前墙和两侧的八字翼墙构成。两者之间通常留沉降缝分砌。

前墙可以是等厚度的，也可以是变厚度的

。

2

U形轻型桥台前墙的构造和八字形桥台相同，但侧墙却是拱上侧墙的延伸，它们之间应设变形缝,以适应桥的可能变位。

拱座前墙前墙侧墙

八字形

翼墙

基础基础前墙侧墙拱座八字形翼墙桥梁墩台基础2第三节桥台类型及特点桥梁墩台基础桥台类型及特点第三节2.背撑式桥台：1-5：1

当桥台较宽时,为了保证结构的强度和稳定性，可以在八字形或U形桥台的前墙背后加一道或几道背撑,构成П字形、

E字形等水平截面形式的前墙。

这种桥台比八字形桥台的稳定性

要好，但土方开挖及圬工体积都有

所增多。然而加背撑的U形桥台却

能适用于较大跨径的高桥和宽桥。1:1板

100x200x801:0.5抵桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点3.背靠式框架桥台半立面半背面断面拱座立柱与老土紧贴单位尺寸：

耳墙

斜撑

40x80横隔板连杆

40x80II

这种桥台是用三角形框架把台帽、前壁、耳墙和设置在不同标高且具有不同斜度的分离式基础联接而成。优点：受力合理、

圬工体积小，且基坑挖方量小，尤其显著的是水中的挖方量要减少很多。缺点：稍多用了一点钢筋。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点

后座沉降线

钻空灌注桩（三）拱桥的其他形式桥台

1.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，一般采用桩基础或沉井基础；拱的水平推力则主要由后座基底的摩阻力及台的土侧压力来平衡，因此后座基底标高应低于拱脚下缘的标高。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点2.空腹式桥台

后墙

前墙

板

墙

空腹式挢台是由前墙、后墙、基础板和撑墙等部分组成。前墙承受拱圈传来的荷载，后墙支承台后的土压力。

在前后墙之间设置撑墙3～4道，作为传力构件，并对后墙起到扶壁和对基础板起到加劲作用。桥梁墩台基础第三节桥台类型及特点

撑墙后墙板3.齿槛式桥台

侧墙

前墙

拱圈护坡齿槛

齿槛式桥台是由前墙、侧墙、底板和撑墙几个部分组成

。

结构特点：基底面积较大，可以支承一定的垂直压力；底板下的齿槛可以增加摩擦和抗滑的稳定性；台背做成斜挡板，用它背面的原状土和前墙背面的新填土，共同平衡拱的水平推力；前墙与后墙板之间的撑墙可以提高结构的刚度。桥梁墩台基础第四节

拼装式墩台的特点1.概述

墩台结构的拼装化，可将构件集中在工地成工厂预制，与基础施工平行作业，如配合吊装作业的机械化，可大大加速施工进度，尤其在缺砂石，缺水以及自然条件恶劣、施工季节短的地区，采用拼装式墩台更为有利。

建国以来，在新建铁路线上曾采用过以混凝土砌块拼

装的实体墩，

由于优点不显著，并未推广。随着墩台向轻

型化发展，曾做过轻型墩台的拼装化试点研究，如板登式

拼装桥墩、排架式拼装墩台以及预应力棍凝土拼装式空心

墩等。但根据我国目前情况，拼装式墩台仅在特殊地区使

用，尚未推广。：1桥梁墩台基础用混凝土封闭

×

预留空×挖空桩×第四节

拼装式墩台的特点

2.实例

（1）板凳式拼装桥墩由顶帽、

桩

柱、

横撑和基础四部分组成

连结角钢

预埋角钢伸入顶帽

预埋角钢焊接后8：1桥梁墩台基础第四节

拼装式墩台的特点8预留孔

§ж

0钻孔桩正面单位：厘米侧面8用混凝土封闭

预留孔

§ж

0钻孔桩侧面正面（2）排架式拼装墩台

桥墩和桥台分别采用六根和八根桩柱，桩柱之间加设横撑。桥墩顶帽是拼装的六支点的厚板，为配合起重机能力，顶帽分三层预制。

桥台顶帽为拼装的八支点厚板，在桥台填土后就地灌筑混凝土。

挡

土板

预埋角纲焊接后

用混凝土封闭

预埋角纲焊接后实体墩身实体墩身

基础桥梁墩台基础第四节

拼装式墩台的特点ⅣⅣ

顶板

基本构件

检查孔

预

应力φ4钢绞线

隔板顶帽平板ⅢⅠⅡⅠⅡⅢ1/2侧面1/2侧剖面1/2正面1/2正剖面Ⅲ－Ⅲ

Ⅳ－ⅣⅡ－ⅡⅠ－Ⅰ（3）预应力混凝土拼装式薄壁空心墩

，

它由基本构件、隔板、顶板、顶帽和墩身实体段组成。拼装后通过预留的上下贯通的孔道，穿入钢铰线或高强钢丝束，张拉锚固而成整体。

设置实体段的作用是锚固预应力筋、调节拼装墩身高度及抵御洪水漂流物的冲击等。

顶板为顶帽与墩身的过渡段，其作用是承托顶帽。顶帽因重量大，采用分块预制。拼装空心墩，可用于较高桥墩。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点

桥梁基础根据埋置深度分为浅置基础和深置基础两类，它们的施工方法不同，设计计算原理也不同。浅置基础深置基础

浅置基础是在桥台和桥墩下直接修建埋深较浅的基础，一般小于5m；由于浅层土质不良，有时把基础埋置于较深的良好地层上，这样的基础为深置基础，埋深大于5m。第五节基础类型及特点各类桥梁基础预制桩基础按传力方式桥梁墩台基础

柱桩摩擦桩按施工方法锤击下沉桩

振动下沉桩

钢桩按材料不同

混凝土桩

预应力混凝土桩

人工挖孔灌注桩

冲击型钻机成孔桩旋转式钻机成孔桩

套管法施工桩扩大基础浮桥的浮体

桩及大型管柱基础沉井基础

就地成孔灌注桩基础

管柱钻孔桩基础开口沉井基础气压沉箱基础地下连续墙基础索口钢管桩基础组合基础桥梁墩台基础第五节基础类型及特点一、浅置基础（扩大基础、明挖基础）1.

适用范围2.优点3.缺点

适合在岸上或水流冲刷不大的浅水处，且浅表地基承载力合适的地层。对于荷载较大，上部结构对沉降变形较为敏感，持力层土质较差较厚的情况，不宜采用。

稳定性好，施工简单，取材容易，能承受较大的荷载，所以只要地基承载力满足，明挖扩大基础是桥梁首选的基础形式。

自重大，在持力层为软弱土时，由于基础面积不能无限扩大，需要对地基进行处理或加固后才能采用。桥梁墩台基础基础类型及特点第五节

4.构造特点d

2l

2db

平面形状常为矩形，立面形状可为单层或多层台阶扩大形式，每层台阶高度通常为50

～

100cm。

α为基础刚性角，其不应超过某一限值，以防基础开裂破坏。α

基础常用材料有混凝土，片石混凝土，浆砌片石等。

c为襟边，作用扩大基地面积，调整施工误差，立模需要，值20

～

50cm。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点二、桩及大型管柱基础

适用范围：墩台所处位置的覆盖层

很厚，或同时水深也较大，往往需

要深基础，桩基础就是一种常用的

深基础。

组成：桩基础由若干根桩和承台两

部分组成，桩在平面排列上可以是

一排或几排，桩身可全部或部分埋

入地基土中，桩的顶部由承台连成

一个整体。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点1.按承台位置分类水下混凝土封底有支撑的临时吊箱围堰墩身有支撑的钢板桩围堰（施工时间）

水下混凝土封底

基桩a）水上高桩承台b）水下高桩承台c）低桩承台承台底面位于地面或一般冲刷线以上

承台底面位于地面或一般冲刷线以下特点：高桩承台可减少墩台的圬工数量，避免水下作业，施工方便。但桩身内力

和位移较大，稳定性也较低桩承台差。高桩承台桩基础低桩承台桩基础桥梁墩台基础第五节基础类型及特点机械或人工成孔孔内放入钢筋笼灌注桩身混凝土2.按施工方法分类

（1）钻挖孔就地灌注桩

施工过程

123

4在桩顶浇筑承台钻机成孔人工挖孔

钻孔桩挖孔桩桥梁墩台基础第五节基础类型及特点施工特点：施工设备简单，操作方便。钻孔桩直径为0.8

～3.0m，长度几米至百米；挖孔桩直径不宜小于1.2m，长度不宜大于20m。适用范围：各类砂性土、黏性土，也适用于碎乱石类土

层和岩层。钻孔桩施工设备为冲击型钻机和旋转

式钻机。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点（2）沉入桩

沉入桩是通过汽锤，柴油锤或震动锤等打

桩机械将各种预制好的桩沉入或打入地基中所

需要的深度。

适用范围：适用于桩径较小（一般直径在

0.6

～

1.5m），地基土质为砂性土、塑性土、

粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎

卵石类土。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点3.按基础传力方式分类柱桩摩擦桩

柱桩是将桩尖通过软弱的覆盖层以后再嵌入坚硬的岩面，荷载由桩尖直接传到基岩中，桩像柱子一样受力。

摩擦桩是当基岩埋藏很深，桩尖不可能达到时，荷载通过位于覆盖层中桩的侧壁与土壤间的摩擦力和桩的端部的支承力共同承受的桩基础。桥梁墩台基础第五节基础类型及特点4.

桩基础的构造

桩基础内基桩的布置应根据荷载大小、地基

土质、基