桥梁墩台类型
第一章桥梁墩台构造
在多孔拱桥中,为防止一孔破坏而引起其 它孔的连锁反应,每隔3-5孔应设单向推力墩。
中小跨径拱桥可采用下列形式的 单向推力墩:
(1)普通柱墩加设斜撑及拉杆的单向推力墩
这种单向推力墩是在普通墩柱上对称增设
一对预应力混凝土斜撑(图4-1-13)。
1- 立柱 2- 斜撑
V H 1 2
3- 拉杆(用预应力)
两端倾斜地加筑三角垫层,以使上部结构在桥面 形成排水横坡。
对于大跨径的桥梁,需在墩顶上设置钢筋 混凝土支承垫石(图4-1-2),支座要放置在支承 垫石上。
15~20cm
1
1-支座
2
2-墩帽
图4-1-2 墩帽支撑垫石
顺桥向的墩帽宽度b:
b≥
f
a 2
a 2
2c1
2c2
式中:f ——相邻两跨支座的中心距;
侧墙用以连接路堤并抵挡路堤填土向两侧 的压力,当其尺寸满足规范要求时,可按U形 整体截面验算截面强度,否则按独立挡土墙验 算。
桥台两侧设有锥形护坡,锥形的坡度一般
由纵向(顺路堤方向)为1:1逐渐变至横向为1: 1.5。锥坡的平面形状为1/4椭圆。
锥坡用土夯筑而成,其表面用片石砌筑。锥 坡下缘一般与桥台前墙的下缘相齐。
河床铺砌层
支撑梁
20 20 20
60
支承梁底座(尺寸单位:cm)
5.锚碇板式桥台(锚拉式)
锚碇板结构由锚碇板、立柱、拉杆和挡土板 组成。
挡土结构包括:锚碇板、拉杆、挡土板和立 柱。
(1) 分离式
构造见图,台身与 锚碇板、挡土结构分 离,台身承受桥跨结 构传来的竖向力和水 平力,挡土结构承受 土压力。
5. 柔性排架桩墩
桥梁墩台类型与构造
构 造
高铁上圆端形实体桥墩
矩形 圆形 按截面形式分类 圆端形 尖端形 组合形
施工工艺
施 工 工 艺
就地砌筑或 浇筑桥墩
预制安装桥墩
1、主要按桥墩的构造分类
1、实体墩
实体桥墩:按其截面尺寸及重量的不同又可分为实体重力式
桥墩和实体轻型桥墩。
实体重力式桥墩主要靠自身的重量(包括桥跨结构重力)平
梁桥墩台类型与构造
目录
一、概述 二、桥墩的类型与构造 三、桥台的类型与构造
墩台帽
组 成
墩台身
基础
桥梁墩台=桥墩+桥台
竖向力 桥 墩 承 受 荷 载 上部结构 地震力 风力 流水压力等 水平力 桥 台 承 受 荷 载
支承桥跨结构 档土护岸 台背填土、以及填 土上车辆荷载
弯矩
桥墩
二、桥墩的类型与构造
(四)组合式桥台
组 合 式 桥 台
锚碇板式桥台
过梁式、框架式 组合桥台
桥台与档土墙 组合桥台
谢谢观看
4、框架式桥墩
框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等 压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身,支承上部 结构,可用V、X、Y型桥墩。
三、桥墩防撞
流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和 大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。应在迎水方向设置 破冰棱体。 航运繁忙的河道,桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲 击荷载的能力,还要考虑采用缓冲装置和保护系统,预防或改 变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载,不使其破坏。
四、桥台的类型与构造
重力式桥台
类 型 轻型桥台 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
重力式桥台也称实体式桥台,它主要靠自重来平衡台后的土压力。 桥台台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并采 用就地建造施工方法。
桥梁墩台类型与构造
目录
一、概述 二、桥墩的类型与构造 三、桥台的类型与构造
一、概述
墩台帽
组 成
墩台身
基础
桥梁墩台=桥墩+桥台
竖向力
桥
上部结构 水平力
墩 承
地震力
弯矩
受 荷
风力
载 流水压力等
支承桥跨结构
桥
台 承
档土护岸
受
荷 载
台背填土
实体墩
构
空心墩
造 高柱式铁墩 上圆端形实体桥墩
柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式. 柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式
柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋
混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成.其主 要特点是,可以通过一些构造措施,将上部结
构传来的水平力〔制动力、温度影响力等〕 传递到全桥的各个柔性墩台,或相邻的刚性 墩台上,以减少单个柔性墩所受到的水平力, 从而达到减小桩墩截面的目的.
实体轻型桥墩显著减少了圬工体积,但其抗冲冲击力较 差,不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能有船舶、 冰、漂流物撞击的河流中,一般用于中小跨径桥梁上
实体薄壁桥墩----墙式桥墩
墩帽是直接支承桥跨结构,应力较集中,因此对大跨径的重力式桥墩墩帽厚 度一般不小于0.4m,中小跨梁桥也不应小于0.3m,并设有50~100mm的檐口.
4、框架式桥墩
框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等 压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身,支承上部结 构,可用V、X、Y型桥墩.
三、桥墩防撞
流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和 大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损.应在迎水方向设置破 冰棱体.
航运繁忙的河道,桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲击 荷载的能力,还要考虑采用缓冲装置和保护系统,预防或改变船只 冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载,不使其破坏.
桥梁墩台类型
桥梁类型桥梁类型可分类如下:按用途分,有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管道、电缆等)。
铁路桥 、跨谷桥 运水桥人行桥、跨河桥 公路桥、跨谷桥、高架桥按跨越障碍分,有跨河桥、跨谷桥、跨线桥(又称立交桥)、高架桥、栈桥等。
栈桥、木桥 立交桥、钢筋混凝土桥按采用材料分,有木桥、钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬土桥(包括砖桥、石桥、混凝土桥)等。
石桥钢桥按桥面在桥跨结构的不同位置分,有上承式桥、下承式桥和中承式桥。
上承式桥的桥面布置在桥跨结构的顶面,其桥垮结构的宽度可以较小,构造简单,桥上视线不受阻挡;下承式桥的桥面布置在桥跨构的下都,其建筑高度(自轨底至梁底的尺寸)较小,增加桥下净空,但桥跨结构较宽,构造比较复杂;中承式桥的桥面置于桥跨结构的中部,主要用于拱式桥跨结构。
按桥长分,桥长20 m及以下为小桥,20 ~ 100 m为中桥,100~500 m为大桥,500 m以上为特大桥。
按受力特点分,有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥。
梁式桥在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯矩,支座只承受竖直方向的力。
它是一种使用最广泛的桥梁型式。
梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥(图1)。
多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。
支承在悬臂上的简支梁称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。
梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为衍梁。
图1 梁式桥拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成,如图2 所示。
在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。
拱式桥接桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥(图3)。
上承式拱桥的桥面在拱肋的上方;中承式拱桥的桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱肋下方;下承式拱桥的桥面在拱肋下方。
第一章桥梁墩台类型和构造
齿槛式桥台由前墙、撑墙、后墙板和底板几部分组 成,其结构特点是:基础底板面积较大,因此地基 承载力虽较低,仍能支承一定的竖直压力;底板下 设置齿槛可增加底板摩阻力和抗滑动的稳定性;后 墙板做成斜挡板,利用它背面的原状土和前墙背面 的新填土,共同平衡拱的推力;前墙与后墙板之间 设撑墙可以提高桥台结构的刚度。齿槛宽度与深度 一般不小于0.5m。这种桥台一般适用于软弱地基和 路堤较低的中小跨径拱桥。
外置组合式是台身 与加筋体分开,台 身主要承受上部结 构传来的竖向力和 水平力,加筋体承 受土压力。桥台与 加筋体间留空隙, 桥台与锚锭结构的 基础分离,互不影 响,受力明确,但 结构复杂,施工不 方便。
加筋土桥台加筋体的筋带应选用抗老化、耐腐蚀的 材料,筋带的截面面积、长度以及加筋体的稳定性 ,应通过加筋体内部、外部的稳定性分析确定。
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
圆形空心桥墩
方形空心桥墩
Ⅲ
Ⅲ
R=270
Ⅲ-Ⅲ
R=270
Ⅳ-Ⅳ
R=270
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ R=270
Ⅴ-Ⅴ R=270
格构形空心桥墩
4.柔性(排架)墩
柔性墩的主要特点是通过一些构造措施,将上部结 构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传到全桥 各个柔性墩或相邻的刚性墩上,以减少单一柔性墩 所受到的水平力,从而达到减少墩身截面的目的。
一、桥墩的类型及适用性
(一)梁桥桥墩
国内梁桥常采用的桥墩类 型根据墩身结构形式可分 为:实体式(重力式)墩、 桩(柱)式墩、柔性(排架) 墩、钢筋混凝土空心墩及 薄壁墩等。
1.实体式(重力式)桥墩
这类桥墩主要靠自身重力 (包括桥跨结构重力)平衡 外力保证桥墩稳定。因其 墩身较为厚实,可用天然 石材或片石混凝土砌筑,
桥梁墩台组成及类型
对桥梁墩台的要求:
强度 刚度 稳定性
锥坡防护
墩台的类型
• 重力式墩台 • 轻型墩台
重力式桥墩
重力式桥墩也称为实体式桥墩,它主要靠自身的重量来平衡 外力而保持其稳定。
材料:天然石材或片石混凝土,不配钢筋
优点: 取材方便 施工简易 养护工作量小 抵抗外界不利因素的能力较强
按其截面形式 矩形桥台 U形桥台 T形桥台 耳墙式桥台 埋式桥台
•轻型墩台
适用条件:地基土质条件较差
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。
对桥梁墩台的要求:
强度 刚度 稳定性
锥坡防护
墩台的类型
• 重力式墩台 • 轻型墩台
重力式桥墩
重力式桥墩也称为实体式桥墩,它主要靠自身的重量来平衡 外力而保持其稳定。
材料:天然石材或片石混凝土,不配钢筋
优点: 取材方便 施工简易 养护工作量小 抵抗外界不利因素的能力较强
缺点: 工程量大 自重大
按照墩身横截面形式 矩形墩 圆端形墩 圆形墩 尖端型墩
多用于无水或旱桥处
多用于水流斜交角小于5 °
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°
重力式桥台
定义:重力式桥台也称实体式桥台,它主要靠自重来平衡台后土 压力。
材料:圬工材料
按其截面形式 矩形桥台 U形桥台 T形桥台 耳墙式桥台 埋式桥台
轻型桥墩 空心墩 柱式墩 柔性墩
桥梁墩台类型和构造
2、空心桥墩
空心桥墩有两种形式:一种为部分镂空实 体桥墩,另一种为薄壁空心桥墩。
镂空的主要目的是在截面强度和刚度足以承担和平衡,外力的前 提条件下,减少圬工数量,使结构更经济,但为保证上部结构荷载安 全可靠的传递给墩身壁,因设置一定的实体过渡段
为保证薄壁空心墩自身稳定,设置横隔梁
3、桩(柱)式桥墩和柔性墩
实体轻型桥墩显著减少了圬工体积,但其抗冲冲
击力较差,不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能 有船舶、冰、漂流物撞击的河流中,一般用于中小跨径桥 梁上
实体薄壁桥墩----墙式桥墩
墩帽是直接支承桥跨结构,应力较集中,因此对大跨
径的重力式桥墩墩帽厚度一般不小于0.4m,中小跨梁桥也不 应小于0.3m,并设有50~100mm的檐口。
四、桥台的类型与构造
重力式桥台 轻型桥台 类 型 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
重力式桥台也称实体式桥台,它主要靠自重来平衡台后的土压力。 桥台台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并采 用就地建造施工方法。
1、重力式桥台类型 埋式桥台
U型桥台 八字式和一字式桥台
2、结构构造
台帽与背墙
台身
翼墙及耳墙
(二)轻型桥台
薄壁轻型桥台 支承梁型桥台
钢筋混凝土轻型桥台,其构造特点是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。
(三)框架式桥台
框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台, 它埋置土中,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。
柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。 柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式
桥梁墩台与基础
桥梁墩台与基础
在桥梁建设中,墩台和基础是至关重要的组成部分。
它们承载着桥梁的重量,并将荷载转移到地基上,以确保桥梁的稳定性和安全性。
本文将探讨桥梁墩台和基础的类型、设计原则以及施工过程。
墩台类型
墩台是桥梁上跨越支撑的构件,可以支撑梁、拱和索等桥梁结构。
根据结构形式的不同,墩台可以分为矩形、圆形、八角形、十二角形等类型。
其中,矩形墩台最为常见,因其结构简单、施工方便而被广泛采用。
基础类型
基础是用于承载桥梁荷载的构造物,通常由地基、承台、桩等组成。
根据结构形式的不同,基础可以分为浅基础和深基础两种类型。
浅基础通常采用筏板基础、简支板基础和桩基础,适用于河流、山区等地质条件良好的场所。
深基础一般采用钻孔灌注桩、静压桩和螺旋桩等,适用于地质条件复杂或土壤承载力较低的场所。
设计原则
在墩台和基础的设计中,应注意以下原则:
1.结构合理,满足桥梁受力要求,并具有良好的抗震性和可靠性;
2.施工方便,能够降低施工难度和成本;
3.经济合理,尽可能减少材料和劳动力的使用,控制成本。
施工过程
墩台和基础的施工主要包括以下步骤:
1.准备工作,包括测量、采样、试验等;
2.基础施工,根据设计要求,进行基础的浇筑、养护等;
3.墩台施工,根据设计要求,进行墩台的架设、配筋、浇筑等;
4.路面施工,将砂石、沥青等材料铺设在桥面上,形成平整的路面。
结语
墩台和基础是桥梁建设中不可或缺的组成部门,其设计和施工的质量直接影响到桥梁的稳定性和安全性。
因此,在墩台和基础的设计和施工中,应本着合理、可靠、经济的原则,以保障桥梁的长期使用和运营。
桥梁墩台类型
水平断面
实体桥墩
圆形桥墩
适用于河流急弯, 流向不稳定,与水 流斜交角度大于15o 的桥梁中,不适用 于斜交角度小于5o的 桥,也不适用于下 承式桥,为减小圬 工体积,一般桥墩 顶部设有托盘。
实体桥墩
矩形桥墩 矩形桥墩具有圬工 量较省、施工方便 的优点,缺点是对 水流阻力较大,所 以矩形桥墩一般适 用于无水或静水处 桥梁
实体桥墩
尖端形桥墩 尖端形桥墩适用于水流方向与桥梁法线 的斜交角度小于5o,以及河床不允许有 严重冲刷的小跨度桥中。因其尖端部分 施工麻烦,现已很少采用,多见于老旧 拱桥
桥台
常用的桥台由U形、T形、埋置式、耳墙式桥台
U形桥台
U形桥台由支撑桥跨的前墙和连接路堤的翼墙组成, 特点:
节省圬工,台身较轻,基底应力低,适用于小跨 径(8m以下)、低填土(单线6m或双线4m以下), 站内多线桥为避免建多个T形桥台也采用U形桥台。
主要缺点:U形中间填土部分容易积水,受冻结膨 胀及填土压力的作用,易产生强身裂缝,影响使 用寿命,严寒地区使用时,必须选用良好的渗水 填料及完善的排水设备;构造复杂,棱角较多, 施工困难
T形桥台
T形桥台是一般大中桥使用最广泛的形式。 T形桥台的特点(适用于中等高度填土)
节省圬工材料;克服了U形桥台中间积水的 的缺点;道砟槽钢筋使用量较大;台身长度 随着填土高度增加,当填土较高时圬工量大。 一般用于填土高度在4~12m,跨径为 5.0 ~20.0m的钢筋混凝土梁及跨径8.0 ~ 32.0m的预应力混凝土桥梁
桥墩
按桥墩自重:重力式桥墩和轻型桥墩 按桥墩体型:实体桥墩和空心桥墩 按墩身材料:砌石桥墩、混凝土(片
石砼)桥墩、钢筋混凝土桥墩 按墩顶水平力的分配情况:刚性桥墩、
第二章_桥梁墩台
在有流冰、大量漂流物和冲
击物的河流中的石砌墩身,其表
面应选择坚硬石料或强度等级不 低于C30混凝土预制块锒面;混 凝土桥墩的迎水面,应设置钢筋 网(图2.53)。
具有强烈流冰的河流 中的桥墩,宜在迎水面设 置破冰棱。(图2.54)。 重力式桥墩墩身的顶 宽,小跨径桥不宜小于 800 mm(轻型桥墩不宜小于 600mm);中等跨径桥不 宜 小1000mm;大跨径桥梁墩 身顶宽,视上部结构类型而 定。
力线与各截面重心曲线尽量接近或重合,由于桥台压力
曲线的位置只有在桥台形状确定后才能定出,因而可采 用作图法先初步拟出桥台形状。
如图2.57所示,已知起拱线、基底埋深。
2、空腹桥台尺寸拟定 如图2.58所示,台高 h = h1 + h2
h1 = f + t + d
i
根据地质条件确定 h, 2 1 1 也可初估 h2 = ( 2 - 3 )h1 以拱脚上缘线作为撑墙的顶 面,按1:1坡线推算出桥台 长a1,桥台宽度取路基宽 度,桥台高度方向在主拱圈 上缘以上部分挖空,即得空 腹式桥台尺寸图。
轻型桥台可分为一字式轻型桥台、八字式轻型桥台、
耳墙式轻型桥台(图2.35)。
(2)钢筋混凝土薄壁桥台
钢筋混凝土薄壁桥台的特点是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,薄壁轻型 桥台适用于软弱地基条件。 钢筋混凝土薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、 扶壁式、撑墙式及箱式等(图2.36)
4、组合式桥台 (1)锚碇板式桥台 锚碇板式桥台分为分离式和结合式两种形式(图 2.37),多用于台后路堤填土不被冲刷,路堤填土 3~8m的中小梁式桥和城市桥梁中。
简单立交桥中,采用加筋土挡墙结构形式, 拉杆采用密排的塑料带或其他材料,形成加筋土 桥台。
桥梁墩台类型课件
选型原则与注意事项
选型原则 根据桥梁跨度、荷载和地质条件,选择合适的墩台类型。
考虑施工条件、材料来源和经济效益等因素。
选型原则与注意事项
注意事项
01
02
注意墩台与主梁的连接 方式,确保连接的可靠 性和耐久性。
03
04
确保墩台具有足够的承 载能力和稳定性。
在选型时要考虑地震、 洪水等自然灾害的影响, 确保墩台的安全性。
常用材料为混凝土或石料
重力式墩台一般采用混凝土或石料等耐压材料建造,以承受桥梁荷 载和自然环境的影响。
重力式墩台的适用范 围
1 2 3
适用于地质条件较好的地区 重力式墩台依靠自身重力和地基摩擦力保持稳定, 因此要求地基承载能力较强,适用于地质条件较 好的地区。
适用于桥梁跨度较小的场合 由于重力式墩台自身结构较重,对地基要求较高, 一般用于桥梁跨度较小的场合,如小桥、拱桥等。
在设计前,需进行详细的地质勘察,了解 地基土层的分布、性质及承载力,为设计 提供准确依据。
施工质量监控
在施工过程中,需对桩的沉降、承载力等 关键指标进行实时监控,确保施工质量。
桩型选择
根据地质勘察结果、荷载要求及经济性等 因素,选择合适的桩型及桩长。
施工方法
常用的施工方法包括打入法、振动沉桩法、 射水沉桩法等,需根据地质条件、桩型等 因素选择合适的施工方法。
因地制宜
设计过程中应充分考虑当地的地质、水文、气候等自然条 件,合理选择墩台类型、截面形状和结构形式,确保桥梁 的安全性和适用性。
02
重力式墩台
重力式墩台的构造特点
墩身粗壮
重力式墩台采用实体圬工结构,具有较厚的墩身截面,能够抵御 桥梁荷载产生的水平力和弯矩。
桥梁墩台的类型与构造
桥 (二)轻型桥墩
梁 3、桩(柱)式桥墩 墩 台 (1)排架桩墩
的
构 造
排架桩墩采用钢筋混凝土结构,盖梁可用矩形或T形,等截 面或变截面。盖梁采用预应力混凝土。
单排桩墩一般适用于墩高不超过4~5m的中小跨梁桥。双排 桩墩的承载能力和稳定性都较强,但墩身高度不宜大于10m。
桥 梁 工 程
一、桥墩类型
特点是具有较大的截面模量,并有利于减轻墩周的局部 冲刷。
适用于水流斜交角度小于15°的桥梁上。当桥跨结构跨
度超过16m时,通常采用圆端形桥墩。
桥
梁
工
程
一、桥墩类型
桥 梁 墩 台 的 构 造
桥 梁 工 程
一、桥墩类型
桥 (一)重力式桥墩
梁 墩 3、圆形桥墩 台 此种桥墩适用于河流急弯,流向不固定,与水流斜交 的 角度大于15°的桥梁上。 构 造 4、尖端形桥墩
一、桥墩类型
桥 (一)重力式桥墩
梁 重力式桥墩按其墩身截面形式可分为矩形墩、圆形墩、圆 墩 端形墩和尖端形墩四种 。 台 的 构 造
桥 梁 工 程
几种常见的实体桥墩
一、桥墩类型
桥 (一)重力式桥墩
梁 墩 1、矩形桥墩 台 此种桥墩的外形简单、施工方便,并且截面的力学性 的 能较好,可以节省圬工。 构 广泛地用于无水或流量较小的谷架桥上。 造 2、圆端形桥墩
梁 墩 1、柔性桥墩
台 ②板壁式
的
我国已建成的柔性墩,大部
构 造
分采用这种形式。板壁式柔性墩 采用等截面、直坡、外观简洁,
适合于使用滑动模板灌筑墩身,
施工方便。
桥
梁
工 程
板壁式柔性墩
一、桥墩类型
桥 梁 墩 台 的 构 造
桥梁墩台(3-2)墩台类型与构造特点
目录
CONTENTS
• 桥梁墩台概述 • 实体墩台 • 空心墩台 • 柱式墩台 • 联合墩台
01 桥梁墩台概述
CHAPTER
定义与功能
定义
桥梁墩台是桥梁的重要组成部分 ,用于支撑桥跨结构,将桥梁荷 载传递至基础。
功能
墩台承受桥跨结构的重量,并将 荷载传递至基础,同时提供足够 的刚度和稳定性,确保桥梁的安 全和正常使用。
04 柱式墩台
CHAPTER
构造特点
01
02
03
04
柱式墩台由基础、墩身和顶帽 三部分组成。
墩身通常采用矩形、圆形或多 边形截面。
顶帽一般采用钢筋混凝土浇筑 ,与墩身连接处设有沉降缝。
柱式墩台可根据需要设置平台 和栏杆。
适用范围
适用于河流、湖泊、 水库等大型水域的桥 梁建设。
适用于跨越深谷、河 流、铁路等障碍物的 桥梁。
台身是连接墩身和桥梁 的过渡结构,根据桥梁 跨度、荷载等要求设计。
适用范围
01
实体墩台适用于各种类型的桥梁 ,尤其适用于大型、重载桥梁。
02
由于其结构简单、稳定性好,实 体墩台在河流、湖泊、水库等水 域桥梁中应用广泛。
优缺点分析
优点
实体墩台结构简单、稳定性好、承载能力强,能够承受较大的荷载和冲击力。
适用于地质条件良好、 基础承载力较强的场 地。
优缺点分析
优点
结构简单、施工方便、承载能力强、 稳定性好。
缺点
占地面积较大,对地质条件要求较高, 不适合在软土地基上使用。
05 联合墩台
CHAPTER
构造特点
联合墩台由两个或多个墩台组合而成, 通过横梁连接,形成一个 土或钢结构,以提高结构的承载能力 和稳定性。
桥墩桥台结构及计算
S d ( so sl Q) Rd (
Rj
m
, ak )
S d 荷载效应函数; Q 荷载在结构上产生的效应;
so 结构的重要性系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>第 3.0.1 条采用; sl 荷载安全系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>采用;
荷载组合系数,按<<公路砖石及混凝土桥涵设计规范>>表 3.0.1-1 采用;
四、桥台的类型与构造
重力式桥台
轻型桥台 类 型 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
(一)重力式桥台
1、重力式桥台类型
埋式桥台
U型桥台 八字式和一字式桥台 重力式桥台也称实体式桥 台,它主要靠自重来平衡台后 的土压力。桥台台身多数由石 砌、片石混凝土或混凝土等圬 工材料建造,并采用就地建造 施工方法
E Ay
1 BH 2 sin 1 2
1 BH 2 cos 1 2
E Ax
1 E H 2 ' B 2
'
e rH
图2-7-11 台前溜坡的土压力计算图式
3、汽车荷载冲击力 钢筋混凝土桩柱式墩台,以及其它轻型墩台,在计算汽车荷载时应 计入冲击力。但对于重力式实体墩台,冲击力的作用衰减很快,因此, 验算时可不计冲击影响。冲击力的计算按公路桥涵设计规范进行。
桥台 桥台的荷载组合方法和桥墩相似,也须针对验算项目及验算截面的位置 按公路桥涵设计规范进行可能的荷载组合。由于活载可以布置在桥跨结构上, 也可布置在台后,在确定荷载最不利组合时,下列几种加载情况可作参考
1)在桥跨结构上布置车辆荷载,温度下降,制动力(向桥孔方向),并考 虑台后土侧压力(考虑最大弯矩组合); 2)在台后破坏棱体上布置车辆荷载,温度下降,并考虑台后土侧压力(考虑 最大水平力与最大反向弯矩组合); 3)在桥跨结构上和台后破坏棱体上都布置车辆荷载(当桥台尺寸较大时, 还要考虑在桥跨结构上、台后破坏棱体上和桥台上同时都布置活载的情 况),温度下降,制动力(向桥孔方向),并考虑台后土侧压力(考虑最 大竖向力组合)。
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桥梁类型桥梁类型可分类如下:按用途分,有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管道、电缆等)。
铁路桥 、跨谷桥 运水桥人行桥、跨河桥 公路桥、跨谷桥、高架桥按跨越障碍分,有跨河桥、跨谷桥、跨线桥(又称立交桥)、高架桥、栈桥等。
栈桥、木桥 立交桥、钢筋混凝土桥按采用材料分,有木桥、钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬土桥(包括砖桥、石桥、混凝土桥)等。
石桥钢桥按桥面在桥跨结构的不同位置分,有上承式桥、下承式桥和中承式桥。
上承式桥的桥面布置在桥跨结构的顶面,其桥垮结构的宽度可以较小,构造简单,桥上视线不受阻挡;下承式桥的桥面布置在桥跨构的下都,其建筑高度(自轨底至梁底的尺寸)较小,增加桥下净空,但桥跨结构较宽,构造比较复杂;中承式桥的桥面置于桥跨结构的中部,主要用于拱式桥跨结构。
按桥长分,桥长20 m及以下为小桥,20 ~ 100 m为中桥,100~500 m为大桥,500 m以上为特大桥。
按受力特点分,有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥。
梁式桥在竖直荷载作用下,梁的截面只承受弯矩,支座只承受竖直方向的力。
它是一种使用最广泛的桥梁型式。
梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥(图1)。
多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁;在桥墩上连续的称为连续梁;在桥墩上连续,在桥孔内中断,线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。
支承在悬臂上的简支梁称为挂梁;伸出有悬臂的梁称为锚梁。
梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为衍梁。
图1 梁式桥拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成,如图2 所示。
在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。
拱式桥接桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥(图3)。
上承式拱桥的桥面在拱肋的上方;中承式拱桥的桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱肋下方;下承式拱桥的桥面在拱肋下方。
桥面一般通过即在拱脚处用一根称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱连接起来,以减轻地基承受的荷载。
在1976年建成的美国新河谷公路钢拱桥的最大跨度达到518.3 m。
图2 拱式桥图3 拱式桥分类悬索桥桥面支承在悬索(也称大缆)上的桥叫悬索桥,又称吊桥。
它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中,作为主要承重结构(图4)。
在缆索上悬挂吊杆,桥面悬挂在吊杆上。
由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度,具有用料省、自重轻的特点,是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。
图4 悬索桥斜拉桥将梁用若干根斜拉索拉在塔杜上,形成斜拉桥。
它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成(图5)。
斜拉桥是一种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受。
梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上,称为刚性梁或加劲梁。
若在桥墩上不设置支座,而在塔柱处另设竖吊索吊住刚性梁,称为“全漂浮式”斜拉桥,它具有较好的抗震性能。
按刚性梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
图5 斜拉桥刚构桥桥跨结构与桥墩式桥台连为一体者称为刚构桥。
刚构桥的受力兼有梁桥与拱桥的一些特点。
刚构桥根据外形可分为门形刚构桥、斜腿刚构桥和箱形桥(图6)。
门形刚构桥的梁都受到刚架“腿”的弹性钳固作用,比同样跨度简支梁的弯矩要小,因此梁的高度可以较小。
斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地段,避免修建高墩或深水基础。
箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体,刚性好,适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。
图6 刚构桥组合体系桥除以上五种桥梁基本结构型式外,还有一种其承重结构系由两种结构型式组合而成,称为组合体系桥梁。
如实腹梁与桁架的组合(如俄国的全焊钢桥)、梁与拱的组合(如兰新铁路新疆昌吉河桥与九江长江大桥)、梁与悬吊系统的组合(如丹东鸭绿江大桥)、梁与斜拉索的组合(如芜湖长江大桥)、悬索与斜拉索的组合(如纽约布鲁克林大桥)等,见图7。
图7 组合体系桥梁桥墩类型按力学特点分类1、重力式墩台(1)梁桥重力式墩:矩形墩、圆端形墩、圆形墩、尖端形桥墩(2)拱桥重力式墩:普通墩、单向推力墩2、轻型型墩台空心墩、桩柱式桥墩及双柱式桥墩、各式柔性墩薄壁墩主要分为钢筋混凝土薄壁墩和双壁墩以及V形墩三类。
其共同特点是在横桥向的长度基本和其他形式的墩相同,但是在纵桥向的长度很小。
其优点是,可以节省材料,减轻桥墩的自重,同时双壁墩可以增加桥墩的刚度,减小主梁支点负弯矩,增加桥梁美观;V形墩可以间接的减小主梁的跨度,使跨中弯矩减小,同时又具有拱桥的一些特点,更适合大跨度桥的建造。
柔性墩是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台,中墩均为柔性墩。
即墩体的整体刚度很小,在墩顶水平推力的作用下发生较大的水平位移。
优点是由于桥墩的水平推力是按各墩的刚度分配的,故分配到每个柔性墩上的水平推力很小。
柱式墩一般由基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成。
优点是能减轻墩身自重,节约圬工材料,比较美观,刚度和强度都较大,在有漂流物和流冰的河流中可以使用。
桩式墩桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身,在桩顶浇筑盖梁。
在墩位上的横向可以是一根或多根桩,设置一排桩时叫排桩墩。
优点是材料用量经济,施工简便,适合平原地区建桥使用;缺点是跨度不宜做的太大,一般小于13m,且在有漂流物和流速过大的河流中不宜采用。
空心式桥墩:可采用钢筋混凝土或混凝土。
优点是节省材料,减轻桥墩的自重,施工速度快,质量好,节省模板支架;缺点是,抵抗流水冲击和水中夹带的泥砂或冰块冲击力的能力差,所以不宜在有上述情况的河流中采用。
重力式桥墩是实体的圬工墩,主要靠自身的重量来平衡外力,从而保证桥墩的强度和稳定。
主要用c15或c15以上的片石混凝土浇筑,或用浆砌块石和料石,也可以用混凝土预制块砌筑。
优点是整体刚度大,抗倾覆性能以及承重性能都很好;缺点是自重大,不宜做的过大而使桥梁自重加大。
桥台类型1、重力式桥台:按形状——矩形桥台、U形桥台、T形桥台、耳墙式桥台、矩形埋式及十字埋式等2、轻型桥台:(梁式)桩柱式、锚定板式桥台(拱式)八字形、U形桥台、Ⅱ形、E形、靠背式框架桥台、组合式、空腹式、齿槛式、一种形式叫拼装式墩台。
带翼墙的桥台以采用八字形翼墙较为普遍。
这种翼墙的作用在于: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。
如对翼墙无导流要求时,也可采用和台身齐平的一字形翼墙桥台。
它构造简单、施工放线较方便。
为减少桥台工程量,并有效地抵挡台后填土压力,桥台可利用埋入台后路基中的拉杆锚固,做成锚杆式桥台或设锚定板做成锚定板桥台;也可利用填土压重,做成倒T形桥台;小桥桥台可利用桥跨结构及地面下的支撑相互支持,做成支撑式桥台等。
这些桥台均具有轻巧的特点,统称为轻型桥台。
如使用得当,都能收到技术上或经济上的较好效果。
不带翼墙的桥台在桥台两侧设置锥体填方,其坡面须作必要的防护(如砌石),其作用和八字翼墙相同。
铁路桥梁因列车行驶轨道位置固定,需要的台身宽度较窄,台身又往往较高,取消翼墙,代以锥体填方,技术、经济效果较好,故使用较多。
不带翼墙的桥台构造形式,常用的有U形、T形、埋置式、耳墙式等多种。
①U形桥台。
台身由支承上部结构的前墙和两边侧墙(垂直于前墙)组成U形伸入路堤,侧墙外设置锥体填方。
因其结构简单,整体性强,施工简易,故在城市、公路桥梁上用得较多。
铁路上只用于桥跨较小的低矮桥台;因台身较窄,当桥台较高时,两边侧墙内侧坡面在下部交遇而变成实体,圬工数量将急剧增加而不经济。
②T形桥台。
为铁路桥所常用,公路桥和城市桥,则因此种桥台狭窄而不用。
台身由前墙和与其垂直的后墙组成T形。
前墙支承上部结构;后墙平行线路,墙顶设道碴槽,承托桥跨和路堤间的线路上部建筑;两者用途不同而又形成整体,具有结构合理、适应性较强、圬工量也较省的优点。
③埋置式桥台。
因台身埋置于锥体填方内而得名,适用于桥头路堤较高、跨度较大的桥梁,具有台身短、圬工量省的特点。
在台顶两侧有带耳墙和不带耳墙的两种形式。
耳墙须用钢筋混凝土筑成。
为减少并有效地抵抗台后土压,台身一般做成后仰的形式,也称后仰式埋置桥台。
在公路桥梁中尚有桩柱式埋置桥台,耳墙做在台帽上,也是一种轻型桥台。
埋置式桥台的锥体填方大部伸出桥台前缘,有侵占桥下过水面积、易受水流冲毁的缺点。
故埋置式桥台多用于旱桥及桥下水流缓慢的桥梁。
在桥跨和台高的搭配上,宜选择较长跨度,避免锥体填土前缘对邻近的桥墩产生单侧斜坡土压。
④耳墙式桥台。
由两片耳墙及前墙组成,仅有少量台身埋在椎体坡面以下,也具有减少圬工的特点,但钢筋混凝土耳墙构造较复杂,施工也较困难,在中国目前不如前三者使用普遍。
桥台和桥墩的区别桥梁的支承结构为桥台与桥墩。
桥台是桥梁两端桥头的支承结构,是道路与桥梁的连接点。
桥墩是多跨桥的中间支承结构,桥台和桥墩都是由台(墩)帽、台(墩)身和基础组成。
桥墩桥墩一般系指多跨桥梁中的中间支承结构物。
它除承受上部结构产生竖向力、水平力和弯矩外,还承受风力、流水压力、及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物的撞击力。
桥台设置在桥梁两端,除了支承桥跨结构外,它又是衔接两岸接线路堤的构筑物;既要能挡土护岸,又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。
因此,桥梁墩台不仅自身应有足够的强度、刚度和稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求,避免在上述荷载作用下产生危害桥梁整体结构的水平、竖向位移和转角位移。
桥台一、重力式桥台1、重力式桥台的类型:重力式桥台依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件的不同,有多种形式。
常用的类型有U形桥台,埋置式桥台,八字式和一字式桥台等。
重力式桥台在铁路桥上还有T形桥台,十字形桥台等其它型式。
2、U形桥台:U形桥台由台身(前墙)台帽、基础与两侧的翼墙组成,在平面上呈U字形。
U形桥台构造简单,基础底承压面大,应力较小,但圬工体积大,桥台内的填土容易积水,结冰后冻胀,使桥台结构产生裂缝。
二、埋置式桥台桥台台身埋置于台前溜坡内,不需另设翼墙,仅由台帽两端的耳墙与路提衔接。
图15-2a为直立式埋置桥台;15-2b为后倾式,它使台身重心向后,用以平衡台后填土的倾覆力矩,但倾斜度应适当。
埋置式桥台,台身为圬工实体,台帽及耳墙采用钢筋混凝土,当台前溜坡有适当保护不被冲毁时,可考虑溜坡填土的主动土压力。
因此,埋置式桥台圬工数量较省,但由于溜坡伸入桥孔,压缩了河道,有时需要增加桥长。
它适用于桥头为浅滩,溜坡受冲刷较小,填土高度在10m以下的中等跨径的多跨桥中使用。
当地质情况较好时,可将台身挖空成拱形,以节省圬工,减轻自重。
三、轻型桥台1、薄壁轻型桥台薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等,如图所示。