橋梁墩臺的構(gòu)造與設(shè)計

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1、橋梁工程(BridgeEngineering)授課人：王智超土木工程與力學(xué)學(xué)院第五篇橋梁墩臺第一章橋梁墩臺的構(gòu)造與設(shè)計1-1橋梁墩臺概述1-2梁橋墩臺1-3拱橋墩臺--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一節(jié)橋梁墩臺概述一、橋梁墩臺的作用與要求橋梁墩臺是橋墩和橋臺的合稱，是支承橋梁上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)物，它與基礎(chǔ)統(tǒng)

2、稱為橋梁下部結(jié)構(gòu)，主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,并將它及本身自重傳給地基。橋墩支承相鄰的兩孔橋跨，居于橋梁的中間部位。橋臺居于全橋的兩端，它的前端支承橋跨,后端與路基銜接，起著支擋臺后路基填土并把橋跨與路基連接起來的作用。安全耐久、造價低、易維護(hù)且成本低、施工方便且工期短、美學(xué)上的要求等。二、橋梁墩臺的基本組成與類型1.基本組成一般由墩(臺)帽(或拱座)、墩(臺)身和基礎(chǔ)三部分組成。2.墩臺的基本類型橋梁上最常用、最基本的墩臺類型，總體上可分為重力式墩臺和輕型墩臺兩種。1)重力式墩臺主要特點：墩

3、、臺身比較厚實，以自身重力（及橋跨重力）平衡外力，獲得強(qiáng)度與穩(wěn)定性；可以不配置鋼筋，用天然石材或片石混凝土砌筑；剛度大、防撞能力強(qiáng)；適用于：地基承載力高、淺基巖；在砂石料方便的地區(qū)；流冰、漂浮物較多的河流中。主要缺點：圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大，對地基要求較高。2)輕型墩臺主要特點：自重小、節(jié)省圬工；剛度小，受力后允許在一定的范圍內(nèi)發(fā)生彈性變形；抗沖擊能力差；以鋼筋混凝土和少量配筋的混凝土為主，也有一些輕型墩臺可用石料砌筑。外形輕巧美觀，是目前公路橋梁中廣泛采用的墩臺型式之一，特別是在

4、較寬較大的城市立交橋和高架橋中。墩臺選用時必須根據(jù)橋位處的地形、地質(zhì)、水文和施工條件等因素綜合考慮確定。3.墩臺的基礎(chǔ)及分類墩臺基礎(chǔ)是橋梁墩臺結(jié)構(gòu)直接與地基接觸的部分，主要承受墩臺身傳來的荷載。常用的墩臺基礎(chǔ)分為以下幾類：①淺埋基礎(chǔ)(剛型和柔性擴(kuò)大基礎(chǔ))；②深基礎(chǔ)(樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ))③深水基礎(chǔ)。橋梁基礎(chǔ)工程發(fā)展到今天，已經(jīng)不受水文地質(zhì)條件的控制，但由于基礎(chǔ)工程在地面以下或水中，增加工程的復(fù)雜程度。在施工中，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)的不同形式而采取相應(yīng)的施工措施。在橋梁的總體設(shè)計中，下部結(jié)構(gòu)的選型對整個設(shè)計方案有較

5、大的影響。合理的選型會使上、下部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致、輕巧美觀。近年來我國建造的橋梁，下部結(jié)構(gòu)的造型也有了顯著的變化，反映在向著輕型、薄壁、注意造型的方向發(fā)展。對于城市立交橋、高架橋下部結(jié)構(gòu)的選型就更應(yīng)顯示出橋梁美學(xué)的功能。受力第二節(jié)梁橋墩臺一、梁橋橋墩的構(gòu)造構(gòu)造實體墩空心墩柱式墩框架墩等剛性墩柔性墩截面形式矩形圓形圓端形尖端形施工工藝就地澆(砌)筑橋墩預(yù)制安裝橋墩多用于無水或靜水處多用于水流斜交角小于15°多用于河流急彎、流向不固定或與水流斜交角大于15°1.實體式橋墩按其截面尺寸及重量的不同又可分為實體

6、重力式橋墩和實體輕型橋墩。主要靠自身的重量（包括橋跨結(jié)構(gòu)重力）平衡外力，從而保證橋墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定。自身剛度大，具有較強(qiáng)的防撞能力，但同時存在阻水面積大的缺陷，比較適合于修建在地基承載力較高、覆蓋層較薄、基巖埋深較淺的地基上。（1）矩形墩（2）圓形橋墩（3）圓端形橋墩1)墩帽的構(gòu)造及其平面尺寸支座下局部承壓，應(yīng)予加強(qiáng)并有一定厚度，以利傳力至墩身；厚≥40cm（中小橋30cm；特大、大跨徑橋梁50cm）；砼≥C20，加配構(gòu)造筋；檐口：寬5～10cm；125~10cm墩帽構(gòu)造1-支座2-墩帽順橋向的墩帽寬

7、度b式中：雙排支座：f——相鄰兩跨支座的中心距；c1——順橋向支座墊板至墩身邊緣最小距離；c2——檐口寬度，50mm～l00mm。橋向跨徑順橋向(cm)橫橋向(cm)圓弧形端頭(自支座角量起)矩形端頭大橋252540中橋202030小橋151520支座邊緣到墩臺身邊緣的最小距離注：(1)采用鋼筋混凝土懸臂式墩臺帽時，上述最小距離為支座至墩臺帽邊緣距離；(2)跨徑100m及以上的橋梁，應(yīng)按實際情況而定。順橋向的墩帽寬度b：單排支座：不等高梁雙排支座：橫橋向的墩帽最小寬度B：B=兩側(cè)主梁間距(B1)+支

8、座橫向?qū)挾?a1)+2cl+2c2多片主梁:箱形梁:B=兩邊支座中心距(B2)+a1+2cl+2c22)墩身重力式墩身墩身頂寬≥0.8m/1.0m（小/中橋,大橋視上部結(jié)構(gòu)類型而定）;由塊石、漿砌片石、混凝土或鋼筋混凝土(≥MU40/30,≥C25/20,≥M7.5/5)等材料建造;因抗傾覆穩(wěn)定依賴于墩身重力，故不可太小；側(cè)坡：30:1～20:1（小跨且矮墩徑可無側(cè)坡）；破冰棱可采用石材(≥MU60)或混凝土預(yù)制塊鑲面（≥C40，在迎水表面埋設(shè)鋼板或角鋼），鑲面砌筑的