桥梁的墩台和基础

第五讲桥梁的墩台和基础

一桥梁的墩台（一）梁桥的重力式墩台

依靠其自身的重力及作用其上的重力维持稳定的，称为重力

式墩台。

桥墩由墩帽、墩身和基础组成。桥台由台帽、台身、基础和

侧墙、护坡等组成。

墩（台）帽上安放支座，形成桥面横披，调整邻跨的支

座高度。

1. 墩帽

墩帽宽度，顺桥方向为b：： b≥f + a0 + 2c1 + 2c2≥ 100cm 横桥方向为B B≥s + b0 + 2c1 + 2c2 f——相邻两跨支座中心的距离

S——两外侧主梁（支座）的中心距 c2---20—40cm； c1一般5—10cm

2. 墩身

平面形状可用圆端形或尖端形；墩顶宽度，小跨径桥梁不宜

小于0.8m，中跨径桥梁不宜小于1.0m；

墩身侧面坡度

5号或15号以上的混凝土浇筑或用浆砌块石或料石砌筑，也可用混凝土预制块砌筑。大桥常采用钢筋混凝土空心墩3. U形桥台

适用于填土高度小于8~10m的桥梁。

二）拱桥的重力式墩台

墩帽上设拱座，以支承拱脚；

墩顶的宽度 约为拱跨的1/10~1/25（石砌墩）， 1/15~1/30（混凝土墩）。 重力式桥台、齿键式桥台、组合式桥台

(三) 轻型墩台

利用钢筋混凝土的强度和整体刚度，或某种支承构件，形成墩台 。

1．桩柱式桥墩

桩柱式桥墩，由柱、盖梁、横系梁组成，用于跨径不大（ 8~12m）的梁桥。盖梁高度一般为盖梁宽度的0.8 ~ 1.2倍。

柱的布置，宜使恒载作用下，盖梁在柱顶内外两侧的弯矩接近相等。桩柱式墩， H大于7m时，应该设横系梁。桩柱式桥台常作成埋置式的。台帽上设耳墙

2. 轻型桥台

3. 钢筋混凝土薄壁墩台

4.城市立交的轻型墩台

二桥梁的基础

桥梁的基础，将桥梁墩、台的各种荷载传至地基。

桥梁的基础的设计首先要确定基底的埋置深度和基础类型。

要仔细分析地质勘察资料，拟定基础埋置深度，再经计算决定。

基底的埋置深度：在地面下或河床下至少1m ；在局部冲刷线下至少1.0 ~ 4.0m；在冻结线下（冻胀土）至少0.25m 。

1. 浅基础

当距现状地面几米的深度内有较合适的基础持力层时，可用浅基

础 , 基础的顶面一般设在地面下0.5m处，基础襟边宽15~50cm，基础

厚度h由荷载大小决定。α角小于材料的扩散角（刚性角αmax），刚性基础。如果α≥αmax为扩展基础（柔性基础），则应配筋，成为钢筋混凝土基础。

2.沉井基础

当地面上部土层的承载力较弱，且坚硬的持力层又不太深时，的沉井基础。沉井基础，从结构上讲是深基础，也就是应该计入土对基础的约束作用。从施工上讲是一种施工方法。

3．桩基础

当地表以下土层的承载力较弱，可作为持力层的土层较厚、而又无大直径的卵石和漂石时，可以采用桩基础。桩基础由基桩和承台组成，支承在岩层或

硬土层上的桩称为端承桩,支承在中等的土层之中的桩称为摩擦桩。

基桩按施工方法分为沉入桩和钻（挖）孔灌注桩两类。沉入桩用锤击沉桩法、震动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法、钻孔埋置法钻（挖）孔灌注桩是、钻孔、清孔、灌注水下混凝土等工序在桩位处筑成的钢筋混凝土桩。

承台的作用是将桥基内的多根桩的桩顶联结成刚性整体 . 承台有低桩承台、高桩承台。承台内要配筋（按规范）、混凝土标号不得低于15号，承台厚度不宜小于1.5m；基桩埋入承台的长度、桩的最小间距、边桩外侧距承台边缘的距离等都有具体规定。

三. 桥梁墩台及浅基础的设计要点

1. 荷载及其组合

首先考虑可能同时出现的荷载。 还要考虑墩身、基础和地基的工作特性

a 、墩身等承受最大竖向力时，两跨均有活载Np 。

b 、墩身等承受顺桥向最大力矩时,一跨布有活载(组合Ⅰ)，或同时布置制动力和纵向风力(组合Ⅱ)。

c 、墩身等承受横桥向最大力矩时，两跨活载偏置(组合Ⅰ)，或同时布置横向风力等(组合Ⅳ)。

用于验算墩身强度的荷载效应，要乘以荷载安全系数，并累计至墩底；用于验算地基承载力的荷载效应，不乘荷载安全系数，并累计至基底。 2. 墩身计算

墩身计算，应按桥墩结构特性进行。

重力式圬工墩身，验算抗压强度、荷载偏心距、抗剪强度；][0

o N M

e e

=∑∑=

对于高度大于20m 的重力式墩还应验算其稳定性问题。 对于钢筋混凝土墩台、盖梁，应按其静力图式验算。 3. 刚性浅基础计算

刚性浅基础 ，稳性仅由基底土与基础的相互作用来维持。

地基土的承载力:

h

W

M

A

N ][0

max min

σσ

≤≥±=

∑∑ σmin ≤0 时， h

e b

a N

][)2

(320max σσ≤-=

∑ 这里[σ]h 是地基土的容许

承载力，是经过宽深修正、并按规范予以提高后的值；

基底的偏心距

e 0≤ηρ 规范规定了不同的η值（0.1～1.5）。 基础的整体稳定性

K e y

M N y K i

i

≥=

=

∑∑0

0 K Ti

N K i

c ≤=

∑∑μ式中: y —基础底面形心轴至接截面最大受压边缘的距离

μ —基底与地基的摩擦系数 T i —水平力总和 Ko —倾覆稳定系数 Kc —滑动稳定系数

墩台的沉降和位移，地基总沉降量， 墩顶水平位移 。

四 桩基础的设计要点 1．单桩的竖直承载力 摩擦桩的容许承载力

)(2

1][στA l U P i i +=∑