第七章 桥梁支座、墩台与基础

氟乙烯板李；亚东6《不桥梁锈工程钢概板论》 第七章
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二、支座类型和构造（续）
q 钢筋混凝土支座（较少 采用） Ø 摆柱式支座 Ø 混凝土铰
q 橡胶支座（构造简单、加 工方便、省钢材、造价低、 结构高度小、安装方便 ）
Ø 板式橡胶支座（纯橡 胶、加劲橡胶）
Ø 盆式橡胶支座
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李亚东《桥梁工程概论》 第七章
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墩帽构造
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← 圆 形 墩 墩 帽
← 挑 臂 式 墩 帽 14
二、桥墩的类型与构造（续）
q 空心式桥墩－实体墩向轻型化发展的一种较好的结构 型式，尤其适用于高桥墩。
Ø 材料－混凝土空心墩（<50m）和钢筋混凝土空心墩 Ø 截面－圆形，圆端形，长方形等数种 Ø 特点－充分利用材料强度，可节省材料，减轻桥墩自重，进
Ø 铸钢支座
• 平板支座
• 弧形支座
• 摇轴支座
• 辊轴支座
Ø 特种钢支座Fra Baidu bibliotek
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弧 形 钢 板 支 座 构 造
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球形支座图片
1 上支座板；2 下支座板；3 球冠钢衬
板；4 球面聚四氟乙烯板；5 平面聚四
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许范围之内 q 基础类型－根据埋置深度，分为浅置基础和深基础
Ø 浅置基础：埋深较浅（一般小于5m），扩大基础 Ø 深基础（深水基础 ）：桩基础，沉井，沉箱，管柱等 q 基础选型－取决于地质条件、水文条件、荷载特性、桥梁结构型 式及使用要求，以及材料的供应和施工技术等因素 q 重要性－隐蔽工程，控制施工进度，造价比例 q 桥梁结构的整体性
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五、墩台的设计与计算（续）
2、墩台的验算内容
q 设计过程－选定墩台型式及拟定各部分尺寸；然后计算各项外力 和进行最不利荷载组合，选取验算截面和验算内容；计算各截面 的内力，进行配筋和验算。
q 验算要求 Ø 墩台本身：强度，稳定性及偏心 Ø 扩大基础：基底应力、整体稳定性 Ø 高桥墩：墩顶弹性水平位移 Ø 超静定桥梁结构：基底沉陷量
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桥墩的荷载组合：
（3）按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进 行组合。它是用来验算横桥向的墩身强度、基底应力、偏心及桥 墩的稳定性。
铁路：在相邻两跨 布置空车以产生横 向摇摆力，而竖向 力又不大，称为双 孔轻载（也称双孔 空车）
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q 按功能分类－常规支座、特殊支座（减震支座、拉力 支座等）
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桥梁支座的布置方式
q 简支梁桥——一端固定，另一端活动（公、铁） q 连续梁桥——每联只设一个固定支座，其余为活动 q 曲线连续梁桥——支座布置会直接影响曲梁的内力分布 q 坡道上的桥梁——固定支座应设在较低一端
1、墩台的设计荷载及其组合
桥墩的荷载组合： （1）最大竖向力组合。用来验算墩身强度和
基底最大应力。
铁 公
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桥墩的荷载组合：
（2）按桥墩各截面在顺桥向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情 况进行组合。用来验算墩身强度，基底应力、偏心及桥墩的稳定 性。
铁
公
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二、基础的类型与构造
1、浅置基础
q 刚性扩大基础，又称明挖 基础，直接在墩台下开挖 基坑修建而成
q 平面形状－常为矩形，也 有其它形式
q 立面形状－可为单层或多 层台阶，与地基承载力及 上部荷载大小等有关
q 襟边：20cm~50cm q 刚性角：30 ~ 45
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盆式橡胶支座
q 特点－将素橡胶板置于圆形钢盆内来加强橡胶。橡胶在受压后的 变形由于受到钢盆的约束，处于三向受压状态，只要钢盆不破坏， 橡胶就永远不会丧失承载力。
q 应用广泛－铁路桥常用的TPZ系列和公路桥常用的GPZ系列
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盆式橡胶支座图片
↑GPZ系列
q 按结构形式，桥台还可分为带翼墙和不带翼墙两大类。 翼墙位于桥台两侧，多采用八字形和一字形，翼墙的 作用是：挡住桥台两侧的路基填土，保证桥头路基稳 定，并引导水流顺畅地进入桥孔。带翼墙的桥台主要 用于公路桥梁。
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四、桥台的类型与构造（续）
q 轻型桥台－利用结构本身的抗弯能力来减少圬工体积而 使桥台轻型化。主要用于公路桥。
Ø 常用类型有矩形桥台、U形桥台、T形桥台、埋式桥台等。
矩形
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U形
埋式
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耳墙式
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T形桥台一般构造
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1.台帽；2.道碴槽；3.后墙；4.基础；5.锥体； 6.路堤；7.前墙；8.胸墙；9.托盘。
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带翼墙的桥台
高而向上升高。
1.顶架；2.辐射梁；
3.内围圈；4.外围
圈；5.内模板；6.
外模板；7.调径螺
丝杆；8.调模螺丝
杆；9.行程套管； 滑10模.顶施杆工；：112.0吊世篮； 纪127.栏0年杆代；初13期.液开压 始千应斤用顶，。工艺要
求高，不能解决
20变19/9坡/2 问题，现很 李亚东《桥梁工程概论》 第七章
q 计算理论：容许应力法（铁路）和极限状态法（公路） q 验算对象：墩台身一般视为偏心受压构件
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第三节 桥梁基础
一、基础的作用与要求
q 桥梁基础－桥梁结构物直接与地基接触的最下部分 q 地基－承受基础传来的荷载的那一部分地层（岩层或土层） q 要求－地基和基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在容
第七章 桥梁支座、墩台与基础
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第一节 桥梁支座
一、支座的作用和要求
q 支座－设置在桥梁的上部结构与墩台之间的结构物 q 作用与要求－把上部结构的各种荷载传递到墩台上，
并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因 素所产生的变位，使上、下部结构的实际受力情况符 合设计的计算图式 q 按变位分类－固定支座与活动支座（多向、单向） q 按材料分类－简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、 橡胶支座等
↑简支梁
↑曲线梁
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←连续梁
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二、支座类型和构造
q 简易支座－指在梁底和墩台顶 面之间设置垫层（油毛毡、石 棉板或铅板等）来支承上部结 构。仅适于跨度10m以下的公 路桥和4m以下的铁路板桥
q 钢支座－靠钢部件的滚动、摇 动和滑动来完成支座的位移和 转动的
二、桥墩的类型与构造
q 常见型式－重力式墩、空心式墩、柔性墩、桩（柱） 式墩、薄壁墩等。
q 重力式桥墩（实体式桥墩）
Ø 特点：靠自身的重量来平衡外力而保持其稳定，圬工量大 Ø 组成：墩帽，墩身，（基础） Ø 截面：矩形墩、圆端形墩、圆形墩等 Ø 材料：天然石材，片石混凝土或混凝土块 Ø 应用：在中、小跨桥梁，尤其是铁路桥梁中常被采用
桥墩图片（续）
菱柱体桥墩
刚构桥桥墩
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桥墩图片（续）
圆柱桥墩
异形桥墩
悬臂桥墩
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三、空心高墩的施工
q 方法－滑升模板、翻升模板、爬升模板等。这些施工方法的共同 特点是：模板依附于已浇筑完成的墩壁上，并随着墩身的逐步加
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公
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桥台的荷载组合：
q 在确定荷载最不利组合时，通常按 Ø 台后布置活载而桥上无活载（最大水平力和最大后端弯矩组 合） Ø 桥上满布活载（最大前端弯矩） Ø 桥上、台后同时布置活载（最大竖向力组合） 等几种不利情况，分别进行组合与验算
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q 桥台－居于全桥的两端，前端支承着桥跨，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。还需承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附 加侧压力。
q 结构型式－多种多样，发展方向是注意上、下部结构协 调一致，结构轻型、薄壁、注意造型等
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双柱框架式
墙式
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四、桥台的类型与构造（续）
q 组合式桥台－桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向 力和水平力，而台的土压力由其它结构来承受，形成 组合式桥台。
↓
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锚 定 板 式 桥 台
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五、墩台的设计与计算
Ø 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 Ø 支撑梁轻型桥台（适于小跨度桥，略）
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四、桥台的类型与构造（续）
q 框架式桥台－在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥 台，它所受的土压力较小，适用于地基承载力较低、 台身较高、跨径较大的梁桥。其构造型式有双柱式、 多柱式、墙式、半重力式和双排架式、板凳式等。
而也能减少基础工程量。施工速度快（钢滑动模板施工 ）， 质量好，节省模板支架
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铁 路 圆 形 空 心 墩 构 造
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刚清 构水 ）河
桥 空 心 高 墩 （ 连 续
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二、桥墩的类型与构造（续）
q 柔性墩－是桥墩轻型化的途径之一，它是在多跨桥的 两端设置刚性较大的桥台，中墩均为柔性墩。同时， 在全桥除在一个中墩上设置活动支座外，其余墩台均 采用固定支座
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二、桥墩的类型与构造（续）
q 薄壁墩
Ø 钢筋混凝土薄壁墩：一种新型桥墩，截面型式有板壁形、I形、 箱形等，构造简单、轻巧、圬工体积少。
Ø 连续刚构桥双薄壁墩：在墩位上有两个相互平行的墩壁与主梁 刚接的桥墩。可增加桥梁刚度，减少主梁支点负弯矩，增加桥 梁美观，省去支座，方便施工。
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板式橡胶支座的设计与计算
q 确定平面尺寸a、b Rmax[]
ab
q 确定厚度h
tg [tg] t
t
[tg ]
q 计算支座转角、验算支座不脱空条件 tg[tg]
q 验算支座的抗滑性能
Rmin1.4G A D t HT
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少采用
三、空心高墩的施工（续）
爬模施工， 从80年代开 始研制应用， 需要塔吊和 液压系统， 应用不多
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←翻模施工，
从90年代开
始研制应用，
结构简单，
应用广泛
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四、桥台的类型与构造
q 重力式桥台（实体式桥台）
Ø 主要靠自重来平衡台后的土压力。桥台台身多用石砌、片石 混凝土或混凝土等圬工材料建造
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二、桥墩的类型与构造（续）
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虎门大桥辅航道桥双薄壁墩
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各种轻型桥墩
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桥墩图片
Y形桥墩
薄壁桥墩
梁柱式桥墩
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二、桥墩的类型与构造（续）
q 桩（柱）式墩
Ø 排架桩墩：将钻 孔桩基础向上延 伸做为桥墩的墩 身，在桩顶浇注 盖梁。
Ø 柱式墩 ：目前公 路桥梁中广泛采 用的桥墩形式， 特别是在桥宽较 大的城市桥和立 交桥中，采用这 种桥墩既能减轻 墩身重量，节约 圬工材料，又较 美观。
↑TPZ系列
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三、支座的受力与变位分析
q 受力
Ø 竖向力－自重和活载反力（负反力问题）
Ø 水平力－纵向水平力、横向水平力（尤其对斜、弯桥 ） q 变位
Ø 纵向和横向水平位移 Ø 梁端转角
q 反力和变位的组合 q 验算
Ø 强度（拉、压应力，抗剪） Ø 稳定（脱空，倾覆，滑移）
← 有
RD
1.4GAD t
活 载
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↑无活载作用
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作
用
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第二节 桥墩和桥台
一、墩台的作用与要求
q 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。
q 桥墩－支承着相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位。 除承受上部结构的作用力外，还受到风力、流水压力及 可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力