桥梁下部结构之桥梁墩台作用与要求

桥梁下部结构之桥梁墩台作用与要求

授课人：王智超土木工程与力学学院第五篇桥梁墩台第一章桥梁墩台的构造与设计1-1桥梁墩台概述1-2梁桥墩台1-3

拱桥墩台--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一节桥梁墩台概述一、桥梁墩台的作用与要求

桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的结构物，它与基础统称为桥梁下部结构，主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将它及本身自重传给地基。桥墩支承相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位。桥台居于全桥的两端，它的前端支承桥跨,后端与路基衔接，起着支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。安全耐久、造价低、易维护且成本低、施工方便且工期短、美学上的要求等。二、桥梁墩台的基本组成与类型1.基本组成一般由墩(台)帽(或拱座)、墩(台)身和基础三部分组成。2.墩台的基本类型

桥梁上最常用、最基本的墩台类型，总体上可分为重力式墩台和轻型墩台两种。1)重力式墩台主要特点：墩、台身比较厚实，以自身重力（及桥跨重力）平衡外力，获得强度与稳定性；可以不配置钢筋，用天然石材或片石混凝土砌筑；刚度大、防撞能力强；适用于：地基承载力高、浅基岩；在砂石料方便的地区；流冰、漂浮物较多的河流中。主要缺点：圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大，对地基要求较高。2)轻型墩台主要特点：自重小、节省圬工；刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形；抗冲击能力差；以钢筋混凝土和少量配筋的混凝土为主，也有一些轻型墩台可用石料砌筑。外形轻巧美观，是目前公路桥梁中广泛采用的墩台型式之一，特别是在较宽较大的城市立交桥和高架桥中。

墩台选用时必须根据桥位处的地形、地质、水文和施工条件等因素综合考虑确定。3.墩台脆的基扰础及腾分类墩台雨基础吨是桥骄梁墩学台结备构直效接与燃地基韵接触毁的部捉分，拢主要谊承受铜墩台怎身传宣来的巴荷载管。常用悉的墩扫台基舅础分灵为以痛下几汤类：①浅姿埋基管础(刚型舍和柔间性扩宝大基萌础)；②深赚基础(桩基完础和沟沉井测基础)③深水电基础。桥梁黎基础观工程傅发展冠到今塘天，外已经碗不受滨水文膀地质纯条件伶的控箱制，焰但由萍于基寺础工浑程在鸭地面种以下扶或水喇中，酬增加雁工程艰的复甲杂程古度。在施旬工中援，应商根据趴基础柄的不时同形扬式而颜采取恋相应馋的施怀工措挡施。在桥草梁的产总体催设计阻中，奖下部峡结构兽的选保型对喷整个限设计要方案独有较腊大的融影响址。合理伪的选赶型会农使上令、下本部结咳构协验调一忍致、妙轻巧排美观揭。近年背来我宇国建塞造的乌桥梁行，下篇部结疮构的颤造型习也有蒙了显相著的轨变化撞，反控映在向着汤轻型阿、薄暂壁、少注意手造型涝的方创向发撕展。对于直城市众立交筝桥、叛高架般桥下肆部结倾构的邻选型赖就更杰应显记示出坐桥梁雪美学骑的功贫能。受力第二斯节吨梁桥蛋墩台一、世梁桥唉桥墩姜的构畜造构造实体锡墩空心拥墩柱式怕墩框架小墩等刚性滔墩柔性若墩截面民形式矩形圆形圆端秧形尖端熄形施工帮工艺就地铃浇(砌)筑桥悟墩预制劝安装添桥墩多用于无水或静水处多用于水流斜交角小于15°多用于河流急弯、流向不固定或与水流斜交角大于15°1.实体寄式桥品墩按其村截面侦尺寸位及重而量的迁不同贤又可志分为实体走重力断式桥禾墩和实体顶轻型帽桥墩。主要溪靠自码身的虫重量贱（包赏括桥筒跨结红构重罗力）幼平衡书外力虽，从健而保则证桥蚊墩的球强度巩和稳妖定。自身当刚度贸大，贡具有愉较强英的防障撞能钥力，孙但同速时存猛在阻糊水面铃积大望的缺赔陷，氏比较经适合抹于修组建在愤地基燃承载怨力较仓高、圣覆盖尼层较江薄、社基岩便埋深称较浅竖的地调基上捧。（1）矩纠形墩（2）圆懂形桥耀墩（3）圆榆端形菊桥墩1)墩帽怎的构鲁造及角其平访面尺价寸支座悬下局忽部承源压，咏应予也加强道并有酬一定唐厚度回，以绝利传放力至蹈墩身诱；厚≥40补cm（中刃小桥30营cm；特碎大、范大跨献径桥共梁50来cm）；砼≥C2姑0，加母配构立造筋炮；檐口旬：宽5～10谜cm；125~轧10科cm墩帽柜构造1-支座2-墩帽顺桥朋向的敌墩帽移宽度b式中络：双排知支座己：f——相邻鸦两跨径支座终的中智心距书；c1——顺桥伯向支剥座垫衔板至柔墩身示边缘谢最小界距离遭；c2——檐口移宽度具，50昼mm～l0秧0m滤m。

桥向跨径顺桥向(cm)横桥向(cm)圆弧形端头(自支座角量起)矩形端头大桥252540中桥202030小桥151520支座踩边缘茄到墩掏台身括边缘览的最摩小距孩离注：(1伟)采用卡钢筋酬混凝杂土悬终臂式池墩台艳帽时拣，上驳述最辫小距各离为览支座坐至墩佛台帽廉边缘印距离规；(2浮)跨径10幼0m及以齿上的指桥梁余，应办按实纽奉际情浸况而贫定。顺桥策向的轨墩帽迅宽度b：单排葵支座碑：不等比高梁典双排丧支座严：横桥组向的杆墩帽晓最小闯宽度B：B=两侧凶主梁咱间距(B1)+支座弹横向意宽度(a1)孤+2cl+2c2多片阳主梁:箱形舟梁:B=两边继支座趣中心象距(B2)+a1+2cl+2c22)墩身重力灰式墩航身墩身仔顶宽≥0.值8m户/覆1嚼.0甜m（小/中桥,大桥秀视上判部结软构类汗型而煌定）;由块乏石、迫浆砌弊片石而、混部凝土虾或钢椅筋混凶凝土(≥M材U4努0/蛾30芦,≥取C2庙5/约20股,划≥M阁7呜.5锣/5)等材困料建思造;因抗者倾覆掏稳定迹依赖拢于墩酷身重绞力，区故不臣可太腾小；侧坡姓：30包:1～20领:1（小暗跨且息矮墩争径可撇无侧会坡）触；破冰握棱可屠采用寸石材(≥M址U6道0)或混帮凝土辆预制钉块镶且面（≥C4火0，在闯迎水浇表面困埋设闹钢板幸或角脊钢）它，镶贪面砌薯筑的爷砂浆酷（≥M2蒜0）。≥100cm≤50cm倾斜挠度为3:面1～10坟:冻1实体涉薄壁翻桥墩可用槽钢筋紧混凝贴土材与料做助成，汗一般仰不设把侧坡挖。可以然显著仿减少荒巧工累体积屑，因丑而被您广泛槐使用竞于中涨、小领跨径水的桥纠梁中室，其抗旋冲击冻力较堵差，尼不宜棵用在霸流速树大并庭夹有言大量栏泥砂偿的河适流，令或可犹能有仗船舶国、冰小、漂门流物女撞击造的河芹流。钢筋贤混凝担土薄茧壁桥超墩空心农桥墩胸有两旷种形择式：浩一种贤为部分带镂空弱实体贺桥墩，另伸一种矛为薄壁很空心酿桥墩棚。2.空心坛式桥有墩对于君高大喝的桥丈墩或冻位于沸软弱悉地基歼桥位砖的桥冻墩，吹为了拾减少御巧工壶体积额、减晶轻自蜂重以捧及减毒小地版基的翠负荷蚂，可赚将墩光身内顺部做犹成空腔版体或部分膊空腔妖体，形碎成空心众桥墩。它蹦介于奇重力琴式桥医墩和喊轻型液桥墩傍之间光。钢筋暖砼构贞件，塘配筋关率0.企5%左右的；C2从0～30；壁厚即：30～50魂cm；宜设替水平迹隔板联；40窜m以上记高墩尸，不茶论壁搏厚均被设，淋间距6～10深m；墩身去表层爹内应优设置研钢筋拿网，般其面项积≥每禾米25扭0m共m2，间蚀距≤40尽cm。部分贵镂空婚：端部洲实体肝过渡街段。薄壁婚空心慕：3.柱（召桩）插式桥需墩柱式湿桥墩南是目晒前公勇路桥晃梁中爬广泛系采用巷的桥株墩型侮式，由承台、柱式谋墩身和盖梁三部饿分组成丸，具有慌线条简捷、明快、美观，既节腾省材企料数待量又枣施工稿方便的特胀点，美特别旁适用智于宽度适较大醋的城革市桥淡梁和立交炒桥。常用写的柱兼式桥承墩的惧型式垮：单柱走式、双柱顷式、哑铃悔式以及混合北双柱式四剧种。盖梁极各截尺面尺固寸与根配筋勇需通驻过受倚力计涌算确丙定：采用撤的混出凝土≥C2缸5；内痛应设浓箍筋≥8m贵m，间坐距≤20律cm；两改侧面咐应设磨纵向点水平霜钢筋盯，直醒径≥12箩mm，间饶距≤20兰cm。墩柱剖的核域心截漂面:为直赔径60～15候0c片m的圆档形或畅矩形左、六闲角形遭等,采用C2朽0～C3茧0的钢劫筋混岸凝土;竖向错受力辈钢筋孙的直奋径应≥12铁mm，配公筋率会应≥0.残4%，箍怜筋≥6m毙m。桩(或柱)的横脸系梁贼截面炒高度捡和宽旋度：取0.疲8～1.践0倍的剪桩(或0.假6～0.脉8倍的粉柱)直径题或矩茎形墩含柱纵爽桥向到边长恢；横早系梁躁一般鼠不直游接承丽受外著力，劲可不换作内茧力计厌算配怠筋，阶其截巴面构顷造钢欢筋配顽筋率≥0.两1%，截仪面四含角应傲设置刚直径≥16廊mm的纵凯向钢蚀筋，冷并设尖直径≥8m颤m的箍钥筋，穴箍筋电间距≤横饶系梁粱的短呀边尺牺寸或40蕉cm。构造率要点奥：柔性型排架棚桩墩由成畅排的震钢筋猜混凝辉土桩妨顶端帮连以倍钢筋晚混凝浅土盖蚀梁而天成。4.柔性备排架轨桩墩墩高4.0～5.0m墩高≥5.0m特点宝：材料吹用量骂省，肠修建挺简单灵，施竞工速利度快停，但祥其缺录点是奖用钢吵量大瓦，使捧用高垦度和周承载天能力觉都受惊到一衫定的部限制意。对于钻孔嚷灌注而桩排零架墩，其症桩的亲直径≤90丸cm，桩轰间距≥2.迅5倍的眼成孔晒直径，其福盖梁徒的宽唱度一晃般比申桩径松大10～20棉cm，高绵度根奥据受见力计垃算和勤构造摊要求歉而确孕定。对于预制类钢筋渴混凝叶土方笋桩排抵架墩，其穗桩的县截面锦尺寸棍与桩无长有婚关。桩长≤10照m时，剑横截炉面尺辉寸为30c匪m×增30锯cm;桩长斑在10～14制m时，特为35概cm铅×3拨5c映m;桩长＞15睁m时，稍采用40结cm书×4寇0c伟m。桩间薄距≥3倍桩吸边长，一肠般为1.植5～2.贤0m，盖梁复一般侦为矩家形截储面，属高度汁在40～50翻cm，单爽排架椅桩墩祥盖梁汉的宽何度采吧用60～80甲cm。柔性贪排架眯桩墩手在构贿造上点应注壳意以雅下几纪点:5.框架驱式桥神墩框架施墩的略墩身亏是采辟用受力丝式明确携的压么弯和开挠曲轮构件蹄组成帆的平须面框塘架。在爽横桥判向可础以做口成双嚼层或拾多层多的空踩间框插架受除力体亏系；机在桥弹梁纵洒、横下向可泛建成V形、Y形或X形的笋墩身摆结构党，在醋现代阔混凝谋土梁抛桥中余较常剃采用余。V形桥测墩和Y形桥争墩211a)1-预制跳梁2-接头211b)特点暴：减轻潜墩身冲重量培，节申约圬青工材款料，撞较美绘观。聚刚度贸较大倒，适饭用性垂广，障并可质与桩般基配仓合使寒用。缺点爪：模板包工程额较复珍杂，哪柱间魔空间培小，届易于竟阻滞更漂浮踏物适用筹：多在渣水深劫不大遭的浅珠基础你或高舌桩承蔑台上哗采用释，而陷避免杆在深标水，美深基膛础及挖漂浮扣物多和，有乏木筏画的河泄道上咽采用监。二、镇梁桥妨桥台辰的构既造梁桥翁桥台盼从构桂造上穿可分套为重力区式桥限台、轻型遵桥台和组合我式桥宽台三种凶类型床。1.重力促式桥顾台重力玻式桥奔台主抓要靠手自身撇重力珍来平段衡台姐后的播土侧释压力者，桥刷台台偷身一吊般由析巧工格材料奔采用丧就地趋浇(砌)筑施默工建仆成。降常用品的种控类有重力特式U形桥怠台等。台帽:1)对于大桥，预制精≥C3种0，现浇芝≥C2挣5,小桥，预制辈≥C2积5，现浇领≥C2霞0；2)厚度次，对萌于大跨娱径≥50筋cm，对昼于中小建跨径俯≥40踪蝶cm。台身:2.轻型秒桥台常用界的轻厅型桥河台可务分为:设有夜支撑爷梁的仿轻型宁桥台、框架倘式轻副型桥扎台以及薄壁霉轻型吨桥台等几笛种类共型。1）设质有支姨撑梁晓的轻裙型桥注台按照普翼墙锦的形欣式和况布置便方式疯可分控为:一字踪蝶形轻宁型桥祸台、八字音形轻廉型桥上台、耳墙挑式轻争型桥拐台。台墙弦厚度苏≥60庸cm支撑遮梁应旧设于俘铺砌维层或密冲刷惰线以仔下，辽中距蜻宜为2～3m破,截面请尺寸洪≥20阿cm挑×3跃0c皇m适用歪于跨炮径≤13骗m、桥传孔≤3孔的拿梁(板)桥。2)框架气式桥赶台适用扰于地护基承疮载力碗较低房诚、台遵身较拘高、船跨径汤较大分的梁者桥。常用逐的构防造形怖式有烂三种:肋板资式桥导台、柱式查桥台、构架敲式桥蜓台。肋板乡丰式桥曾台:台身高度甲≥10骡m时,设置具系梁屡，盖串梁、列系梁吩和耳守墙采避用的举混凝迎土≥C2薪5，肋理板厚乱度在40～80卫cm,混凝械土≥C2例0。柱式衣桥台巩：用于填土墙高度饥＜5m的桥宜台，罪柱间慰不需筹设置棕系梁叨。构架丘式桥蛛台:它既玻比柱拌式桥鬼台具东有更秋好的嗽刚度泡，又萝比肋熔板式快桥台欠更节究省巧活工用政量,可用嘉于填土所高度照＞5m的桥傲台。3)钢筋疑混凝扮土薄陈壁桥洁台悬臂式扶壁式撑墙式箱式扶壁白间距乐为2.起5～3.报5m4)实体皮埋置向式桥揉台适用尸：桥头籍为浅拥滩，锹溜坡小受冲凯刷较宏小且羞路堤赏填土吃高度字达8m以上晕的多多跨桥啦的高左桥台全。耳墙也长度≤3～4m，厚图度为15～30勺cm，后袍端高妖度为50辅cm,前端书高度族为10天0～25袭0c毛m，应寻将主第筋伸隶入台持帽借峰以锚盏固。皱采用越的混昂凝土≥C2饱5，台纷身和混基础腐为M7怠.5浆砌MU榴40块石，溜雕坡表砍面宜闭采用M5浆砌MU朽30片石作铺族砌护荷坡。组合室式桥赌台是拳由主伏要承泰受桥魂跨结挖构传界来的汇竖向伶力和消水平歪力的哄台体宁，与雹承受馅台后游土压陷力的钉其他寒结构吊组合亭而成倍。常薯用的济型式灯有加筋陪土桥射台、过梁卸式框皇架桥叛台以及台墙肿隔离镇桥台。3.组合踪蝶式桥挑台1)加筋蹦土桥闯台适用辽于台湿高5～6m的跨馆线桥采或台堵位不俭受河谎水冲崭刷的脚中、伯小跨卧径桥晒。（分离式）（结合式）2)过梁岂式框围架组芝合桥烂台3)台墙很隔离芦组合那桥台第三弓节误拱桥典墩台一、傅拱桥居桥墩搞的构裁造1.重力祝式桥哈墩b1≥8蒙0c灭m，混潮凝土b1=1隙/1誉5～/2牛5拱跨衰，石青砌b1=1些/1戒0～/2学0拱跨墩身察两侧牵斜面胡坡可再为20枪:1～30谜:12.轻型渠桥墩拱桥跃的轻介型桥撤墩有桩柱类式桥铸墩和斜撑馋式桥东墩几种般类型受，目娃前所旧用的撑拱桥些轻型小桥墩苦，一乡丰般为义配合劝钻孔设灌注扮桩基升础的甘柱式族桩墩泼。当拱牛桥跨仁径在10毛m左右勉时，逃常采戏用两认根直茄径为10监0c归m的钻崖孔灌董注桩;跨径疗在20故m左右焰时可葱采用伟两根书直径续为12祥0c籍m或三央根直忧径为10柔0c端m的钻娇孔灌迹注桩;跨径跃在30绘m左右划时可滑采用双三根朋直径窜为12辰0～13攀0c烦m的钻溉孔灌多注桩撒。二、踩拱桥客桥台添的构肢造1.重力酿式桥继台2.轻型得桥台拱桥违常用息的重打力式泥桥台纷是U形桥牧台，沃与梁影桥中眼的U形桥伸台相侦比，术在结嫁构构怜造上放除在拱座和前墙两部扇分有逗所差伙别外殿，其贿余部栏分也睛基本垒相同坝。常用郊的轻誓型桥省台有:八字锄形桥禁台、U字形死桥台、背撑祖式桥职台、空腹依式桥车台和齿槛透式桥业台。1)八字筋形桥乖台前墙彻可以自是等峰厚度健的，搅也可欺以是驰变厚某度的迎。变污厚度砍台身按的背幸坡为2:抗1～4:抵1，翼疾墙的判顶宽兆一般陶为40震cm。前章坡为10贪:1，后掩坡为5:治1。为苦了防述止基坊底向府桥跨键滑动职，基唐础应贫有一赌定埋乓置深播度。2)脑U字形昂桥台前墙性与侧鸭墙之屿间应团设变睡形缝蝴，以呀适应团桥跨提的可冰能变臣位。3)背撑称式桥钞台当桥岛台较王宽时补，为孟了保沫证结迫构的瓦强度避和稳返定性隙，可牙以在妖八字喜形或U字形城的前朝墙背坛后加尼一道典或几惑道背语撑，背构成∏字避形、E字形等水毛平截孔面形馒式的咽前墙岸。4)空腹气式桥怎台空腹缝式桥带台是启由前墙、后墙、基础广板和撑墙等部宜分组缓