桥梁墩台与基础

三、桩基础
桩基分打入桩和钻(挖)孔桩两种： 打入桩
需事先预制,施工机具设备较为复杂,施工技术要求较高,
当土层中夹有大量碎石、卵石或其它障碍时,打入困难。 近年来打入桩逐渐被并可用于各类土层和岩层。
四、管柱基础
管柱基础是一种新型的基础结构形式,一般采用薄 壁大直径的钢筋混凝土管柱(比桩粗而比沉井小), 直径由1. 5～6. 0 m 。
1. 空心墩
30 m 以上的高墩, 如将实体墩身改 为厚壁式空心墩身, 可节省圬工20 % ～30 % , 墩身高在50 m 以上时可用钢筋混 凝土空心墩,节省圬工可达50 % 。 近年来滑动模板工艺的大量使用为 空心墩施工创造了良好的条件。
2. 桩柱式桥墩
桩柱式桥墩(排架式桩墩)：
桥墩、台组成—3.锥体护坡和基础
因锥体填土易受流水冲刷：
坡面应铺砌防护;
避免锥体填土侵占桥下的过水面积,通常不使锥体坡脚伸
出桥台前沿。
基础的作用:将墩台承受的荷载及墩台的自重安全 可靠地传到地基上。
第二节 桥梁墩台的类型与构造
桥梁墩台的类型很多,大体可分为 1.重力式墩台 2.轻型墩台
桥墩、桥台的结构受力分析
采用下端固定的竖向悬臂杆件 图式 承受荷载主要：
桥跨恒载,列车的重量、离心力、
制动力以及作用于桥跨上和列车 上的风力等。 墩、台自重N2 及直接作用于桥墩 侧面的风力、流水压力、排筏或 船舶撞击力,作用于桥台的土压力 等水平荷载P2 。
所以就墩、台的整体来说,它属 于偏心受压结构。
桥墩、台组成—1.墩台顶帽
桥墩、台一般由顶帽、墩台身和基础三部分组成。
桥墩、台组成—1.墩台顶帽
墩台顶帽有两个主要作用。 1).把桥梁支座传来的相当大的较为集中的力, 较分 散而均匀地传给墩台身。 因此要求顶帽具有一定的厚度; 较高的强度建筑材 料; 支承垫石应强度更高的;
（劈裂、锚(螺) 栓松动; 再加上雨水、冰雪等自然力)
钢沉井岸边接高
沉井浮运
吸泥下沉
三、桩基础
当基底须埋入土层很深时,可采 用桩基础。 方法：
1.将桩尖下至土层深处； 2.再在桩顶灌注混凝土承台,使基桩
与承台形成整体结构； 3.然后在承台上砌筑墩台身。
优点：
既可将荷载传至土层深处,又可减
少基坑开挖量和实体基础的圬工量。 因而桩基础是一种常用的深基础.
考虑到中间填土部分易积水引起冻胀而使两翼裂损,宜
选用渗水性好的土填充,并应有良好的排水设施。
一般用于填土高H≤4 m 的小跨桥梁。
2. T 形桥台
在铁路桥中使用较多, 适用高度H 为4 ～12 m 。 T 形桥台的纵向长度:
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
(二)轻型桥台
铁路上已采用的轻型桥台主要有： 1.桩柱式桥台； 2.锚定板式桥台。
(二)轻型桥台—1.桩柱式桥台
桩柱式桥台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。
(二)轻型桥台—2. 锚定板桥台
锚定板桥台是设置由挡墙、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。
从受力作用上看,与桩基相近； 从施工下沉上看,由于直径大,需用大型振动打桩机方能
穿入土层。
因为管柱可以穿越各种土质覆盖层或溶洞,支承于 较密实的土上或基岩面上,故适用于深水、薄或厚 覆盖层、岩面起伏等桥址条件。
尤其适用于双柱式桥墩,直接在管柱顶上修建墩身,不必
再修筑承台。
五、其他类型基础
墩身是利用基础的桩延伸到
地面的桩柱,顶帽即为连接桩 的帽梁。 特点：构造简单,用料少、施 工快,但纵向刚度小。 铁路桥只宜用在较小跨度,墩 高不超过10 m 以内的墩上。
2.双柱式桥墩
双柱式桥墩：钢筋混凝土做成的刚架,其基础可 为桩基或其它类型的基础。
南京、九江大桥的引桥都采用了双柱式桥墩。
墙后土体的侧压力通过墙传至拉杆,拉杆的力由土体抗
剪强度对锚定板所产生的抗拔力来平衡。
有两种形式： 1)分开式； 2)整体式。
(二)轻型桥台—2.锚定板桥台
1)分开式：台身与锚定结构分开,土压力全部由锚定结 构承受,台身仅受桥跨传来的竖向压力和水平力,相当 于一个桥墩的作用。
特点：受力明确, 但构件较多,且施工工艺较繁, 操作也不方便。
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。
2. T 形桥台
为减少圬工量改造：带洞的形式,工字形。
3. 埋式桥台
埋式桥台：部分台身埋在锥体护坡之中,对较高桥 台可减少台长,故对跨谷高桥甚为有利。
占据了桥孔一部分空间,对有水桥梁将缩小过水面积,应
一、明挖基础
一般指采用敞坑放坡开挖基坑,然后砌筑圬工的扩 大基础; 深度：
其基底埋深多在5 m 以内。近年来采用喷射或灌注混
凝土护壁竖直开挖深度可达10 m 以上。
适用范围：
明挖基础施工中的防水和排水工作较为困难,故一般只
宜于无水、少水或浅水河流且无涌沙现象的基础工程
喷射混凝土护壁-安装钢筋网
2)整体式锚定板桥台的另一种形式是将台身和挡墙合 为一体。
特点： 它的构造简单, 施工方便, 材料也较省,但台顶位移尚
难以较精确地计算
第三节 基础的类型与适用条件
基础是指墩台与地基连接的部分,叫墩台基础或叫桥梁基 础。基础是桥梁的重要组成部分,它既是桥梁的要害部位, 又是施工的难点和关键。 依结构形式和施工方法的特征可分为:明挖基础、沉井基 础、桩基础、管柱基础及其它类型的基础。
(三)重力式桥台的种类
重力式桥台按其截面形状主要有： 矩形桥台、U 形桥台、T 形桥台、 耳墙式桥台、矩形埋式及十字形埋式桥台 等多种。
1. 矩形桥台与U 形桥台
矩形桥台：造形简单、整体性好, 对抗震有利。 但台身较高时,圬工用量大,不经济。 U 形桥台：减少圬工数量,中空部分用土料填实。
重力式桥墩—2).圆端形桥墩
圆端形桥墩对水流阻碍较小, 可减少对桥墩周围 河床的局部冲刷,但施工稍为复杂。 一般用于水流斜交角小于15°的水中墩,有水桥 梁多用此种类型。
重力式桥墩—3).圆形桥墩
圆形截面在各方向都能适应水流,阻水较小,它适 用于河道急弯、流向多变或水流斜交角等于或大 于15°的桥梁。
其使用高度一般在30 m 以内,个别的采用多层 刚架可达40 m 以上。
3. 柔性墩
柔性墩是改变桥梁的受力体系,使墩台由单独承受某种 荷载变为与其它墩台和梁组成共同的受力体系,以达到 轻型化的目的。 将若干个称为柔性墩的小截面桥墩和一个称刚性墩(台) 通过桥跨结构用固定支座连接起来，从而使每个柔性 墩顶增加一个水平约束。 与一般桥墩比较,柔性墩内力大大降低。柔性墩的构造 可为刚架式、板壁式,亦可做成排架桩式。
一、重力式墩台
(一)重力式墩台的特点 截面尺寸较大：混凝土、砌石等圬工材料。 优点：坚固耐用，施工方便，养护工作量小
对抵抗船筏，漂流物的撞击，磨损以及抵抗冰压力的
作用等较为有利。
缺点：工程量大，自重大，使地基压力增加。
墩身尺寸大，相应增加了基础的工程数量，在水中的
桥墩阻水面积也大。
在特殊情况下,采用上述四种基础类型均不能解决问题时, 可考虑沉井内加管桩(或桩群外加沉井),气压沉箱等基础。 当沉井刃角落在倾斜岩层面时,为增加稳定(抗滑动)可在 刃角内圈加设钻(挖)孔桩的办法。当修建低桩承台遇见基 坑边坡坍塌施工困难时,可用一节沉井下沉至承台底面以 上,在沉井内灌注承台混凝土的办法。 当地层中有大孤石等障碍物,或基底岩面起伏或基底以上 有粉细砂层易于造成翻砂不能采用沉井基础,或当需要直 接检验和处理基底地层时,可考虑采用气压沉箱基础。气 压沉箱基础一般适用于水下35 m 深度以内。由于沉箱内 劳动条件恶劣,机具设备复杂,工程费用高昂,施工进度缓慢, 非不得已时,不宜采用。
第十五章 桥梁墩台和基础的 分类与构造
第一节 桥梁墩台和基础的作用
桥梁的下部结构——桥墩、桥台和基础。 它们的基本作用——支承桥跨结构。
桥墩——支承着相邻的两孔桥跨,居于全桥的中间部位。 桥台——居于全桥的两端,它的前端支承着桥跨,后端与
路基衔接,支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来。
谢谢
喷射混凝土护壁-喷射混凝土
二、沉井基础
a).在墩台位置灌好的开口重型混凝土或钢筋混凝土井筒; b).然后在井内挖土,使井筒靠自重下沉,故名沉井; c).待沉至要求深度后依次在井内进行封底、填充及封顶; d).最后在顶盖上建造墩台身。
二、沉井基础
由于井壁有防水、挡土作用,施工时无需另设护壁 支撑,施工机具亦较简单且不受地形窄狭的限制。 沉井不宜用于不排水开挖的漂石层或倾斜岩层。 若遇深水时可改用浮运钢沉井或薄壁钢丝网混凝 土沉井。
(二)、重力式桥墩种类
重力式桥墩按其墩身截面形式可分为: 矩形墩、圆形墩、圆端形墩和尖端形墩四种。
重力式桥墩—1).矩形桥墩
1). 矩形桥墩 矩形桥墩对水流阻碍较大, 易引起较大的墩周河床的 局部冲刷。但外形简单,施工方便,圬工数量较省。 一般用于无水的旱桥、栈桥和水流较小的跨谷桥。 高桥墩高出设计频率水位的部分,因无水流的作用,也 采用矩形截面。
矩形截面,便于施工:无水谷架桥或其他旱桥
桥梁破冰棱和桥墩防船撞设施
对于受冰压力影响的桥墩,还应考虑设置破冰棱
破冰棱
桥墩防船撞设施
桥墩、台组成—3.锥体护坡
为了加强桥台与路基的连接,桥台两侧一般设有锥 体填土。 台尾上部还应嵌入路基内一定长度d′;台身高度和 长度d 取决于桥头路基和锥体填土的高度。