第一章-緒論橋梁墩臺基礎

橋梁墩臺基礎

橋梁墩臺基礎

課程安排

緒論橋墩構(gòu)造與設計橋臺構(gòu)造與設計天然地基上淺平基設計與計算

樁基礎構(gòu)造與設計

沉井基礎構(gòu)造與設計其他基礎與地基加固簡介

墩臺與基礎施工

鐵路簡支梁橋在曲線

上的布置

橋梁墩臺基礎

橋梁工程等

鋼結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

土力學等結(jié)構(gòu)力學

材料力學

建筑材料

計算機等數(shù)學

物理化學等專業(yè)課專業(yè)基礎課專業(yè)基礎課基礎課

橋梁墩臺基礎本課程在橋梁工程科學體系中的地位

橋梁墩臺基礎本課程的特點

公式多，且多和規(guī)范相聯(lián)系，知識點多，體系不太緊湊。和工程實際聯(lián)系多，理論與實踐結(jié)合多。

橋梁墩臺基礎本課程的學習方法

?認真聽講，力爭課堂上解決90%以上的問題?把數(shù)量不多的作業(yè)做好?及時把講課中的重點記下來

橋梁墩臺基礎參考資料?及時把講課中的重點記下來?把數(shù)量不多的作業(yè)做好

123?橋梁工程

范立礎?橋梁工程

姚玲森?橋梁規(guī)范12橋梁墩臺基礎緒

論

第一章主講內(nèi)容概述

e

橋墩類型及特點橋臺類型及特點

to

add

Title拼裝式墩臺特點

Title基礎類型及特點e

12

3

4

513橋梁墩臺基礎第一節(jié)概

述橋梁

2一、橋梁的組成

上部結(jié)構(gòu)

包括支座在

內(nèi)的以上部分，

也稱橋跨結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)

支座以下的部分，也稱主體工程。也就是橋梁墩臺及其基礎工程。1

2橋梁墩臺基礎第一節(jié)概

述3基礎墩臺帽二、橋梁墩臺的組成、作用

橋梁墩臺的主要作用是承受上

部結(jié)構(gòu)荷載，并通過基礎將此荷載

及其本身的重量傳到基礎上。

墩臺身橋梁墩臺基礎第一節(jié)123

概

述橋梁墩臺的組成橋梁墩臺基礎第一節(jié)概

述

三、要求?本身具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性。12?

對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎之間的摩阻力有一定要求，避免引起過大的豎向位移、水平位移、轉(zhuǎn)動，對超靜定結(jié)構(gòu)橋梁尤為重要。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點2橋墩的類型

橋墩橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點一、重力式墩

重力式橋墩分為梁橋重力式橋墩和拱橋重力式橋墩

（一）梁橋重力式墩

梁橋重力式橋墩截面形狀有多種形式，選用時主要考慮它的流水特性，盡量減輕局部沖涮和不妨礙航運，在此前提下力求節(jié)省圬工和施工方便.

矩形墩

圓形墩

圓端形墩

尖端形墩橋梁墩臺基礎2第二節(jié)橋墩類型及特點不同截面橋墩幾種形式、矩形橋墩、圓端形橋墩、圓形橋墩

、尖端形橋墩橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點不同截面橋墩平面圖外形簡單，施工方便，圬工數(shù)量省，對水流阻力大，局部沖刷大流水特性好，浪費圬工矩形兩端各接一個圓，施工復雜，適合水流通過，減少局部沖涮外形簡單，河床不允許有嚴重沖刷，橋墩尖端可起破冰作用。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點不同截面橋墩工程圖片

2矩形橋墩橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點

武廣客運線圓端形橋墩

2橋梁墩臺基礎2第二節(jié)橋墩類型及特點(二）拱橋重力式橋墩

1.拱橋是推力

結(jié)構(gòu)，由拱圈

傳給橋墩的除

豎向力外還有

較大水平力，

這是與梁橋的

最大不同。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點普通墩和單向

推力墩①普通墩：不承受恒載水平推力，或僅受不等跨結(jié)構(gòu)相互作用后剩余的推力②單向推力墩：在一側(cè)的橋孔坍塌后，能承受另側(cè)的單向恒載水平推力，保證不致連續(xù)頃塌，一般3—4跨設一個，比普通墩厚實橋梁墩臺基礎第二節(jié)

受力不同

橋墩類型及特點梁橋墩:以承受豎向力為主拱橋墩:除豎向力外,還有較大的水平推力構(gòu)造不同拱座拱座的位置墩頂以上構(gòu)造橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點二、輕型橋墩

輕型橋墩

分為梁橋輕型

橋墩和拱橋輕

型橋墩（一）梁橋輕型橋墩

當?shù)鼗临|(zhì)較差時，為了減輕地基的負

擔，或者為了讓減輕蹲身重量，節(jié)約圬

工，可采用輕型橋墩。

空心墩

樁柱式橋墩及雙柱式橋墩

各式柔性墩橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點1.空心墩

墩身高度在30m以上的高墩，如將其墩身該為厚壁

式空心墩，可節(jié)約圬工20%--30%，墩身高在50m以上時

可用鋼筋混凝土空心墩，可節(jié)省圬工達50%左右。

株六復線新蓮花塘2#橋，全長362米，2臺10墩，其中4個墩墩高70米以上，最高74米，除1#墩為實體墩外，其余均為薄壁柔性空心墩橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點2.樁柱式橋墩及雙柱式橋墩

2橋梁墩臺基礎2第二節(jié)橋墩類型及特點橋梁墩臺基礎2第二節(jié)橋墩類型及特點橋梁墩臺基礎橋墩類型及特點

2第二節(jié)

開

封

黃

河

橋

雙

柱

式

橋

墩

第二節(jié)3.各式柔性墩

空心墩

樁柱式墩

雙柱式墩

通過改變

建筑材料

，改變橋

墩的結(jié)構(gòu)

形式而使

橋墩輕型

化。

橋梁墩臺基礎柔性墩

改變橋梁

的受力體

系使橋墩

輕型化。橋墩類型及特點

（1）輕型化途徑不同橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點

（2）柔性墩的受力特點橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點排架樁柔性墩

上

柔

下

剛

墩（３）柔性墩的形式

剛架式柔性墩

版

式

柔

性

墩柔性墩截面纖細，抗撞擊能力較低，不宜在山坡有落石的傍山谷高架橋上或有泥石流、流冰、漂流物、通航的河流上采用。近30年的運營經(jīng)驗表明：為保證在運營過程中有較高的安全度，柔性墩高一般不宜大于30m。聯(lián)長不宜大于132m。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點（4）柔性墩的適用范圍

柔性墩截面纖細，

抗撞擊能力較低，不

宜在山坡有落石的傍

山谷高架橋上或有泥

石流、流冰、漂流

物、通航的河流上采

用。

近30年的運營經(jīng)驗表明：為保證在運營過程中有較高的安全度，柔性墩高一般不宜大于30m。聯(lián)長不宜大于132m。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點（二）拱橋輕型橋墩

2

拱橋所使用的輕型橋墩，一般為配合鉆孔灌注樁的

樁柱式橋墩，從外形上看，與梁橋的樁柱式橋墩非常

相似。

與梁橋主要差別就是在梁橋墩帽上設支座，而在

拱橋墩頂部分則設置拱座。橋梁墩臺基礎第二節(jié)橋墩類型及特點

在采用輕型橋墩的多孔拱橋中，每隔3—5孔應設

單向推力墩。當橋墩較矮或單問推力不大時，可以考慮一些輕型的單向推力墩。其優(yōu)點是阻水面積小，并可節(jié)約圬工體積。輕型單向推力墩形式有：斜撐懸臂

拱座墩柱帶三角桿件的推力墩

特點是在普通墩的墩柱上．從兩側(cè)對稱地增設鋼筋混凝土斜撐和水平拉桿用來提高抵抗水平椎力的能力，為了提高構(gòu)件的抗裂性，可以采用預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

懸壁式單向推力墩

工作原理：當該塌的一側(cè)橋孔遭到破壞以后，可以通過另一側(cè)拱座上的豎向分力與懸臂長度所構(gòu)成的穩(wěn)定力矩來平衡由拱的水平推力所導致的傾覆力矩橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點

?矩形與U形橋臺

?T形橋臺

?埋式橋臺

?耳墻式橋臺

?樁柱式橋臺?梁橋輕型橋臺?拱橋輕型橋臺?錨定板橋臺?八字形橋臺

?U字形橋臺?背撐式橋臺?背靠式橋臺

?其他輕型橋臺橋梁墩臺基礎2第三節(jié)橋臺類型及特點一、重力式橋臺

1.矩形橋臺與U形橋臺

優(yōu)點：造形簡單，整體性好，對抗震有利。

缺點：臺身較高時，圬工用量大，不經(jīng)濟。為減少

圬工數(shù)量，做成U形，中空部分用土料填實。

適用范圍：此二種橋臺—般用于填土高H<4m的

小跨橋梁。橋梁墩臺基礎橋臺類型及特點

第三節(jié)2.T形橋臺

帶洞形式和工字截面

鐵路橋中使用較多，從經(jīng)濟條件考慮。它適用在填土高度H=4—12m。通常，T形橋臺的縱向長度是根據(jù)錐體填土的構(gòu)造要求和錐體填土的坡腳不超出橋臺前緣的條件確定的。

當填土較高時，臺長因而加長，圬工數(shù)量增大，故有時將錐體適當伸入臺前一部分，有的為減少圬工量，將T形改造成帶洞的形式，或做成工字形截面。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點”與3.埋式橋臺

（1）綜合權(quán)衡“減小臺長2

“增大孔跨”二者的利弊。

（2）

a為矩形埋式，結(jié)構(gòu)簡單，宜于混凝上施工。

（3）

b為十字型埋式，臺寬變化，節(jié)省圬工，但一

般用石砌施工。橋梁墩臺基礎橋臺類型及特點

第三節(jié)4.耳墻式橋臺優(yōu)點：用兩片鋼筋混凝土耳墻代替臺尾一部分實體圬工與路堤相連，從而縮短實體臺身長度而能較多的節(jié)省圬工。

缺點：兩片耳墻位于地面較高部位，其

施工工藝的要求較高，如施工質(zhì)量不高，

在耳墻與臺身連接的根部較易產(chǎn)生裂縫，

為此也要求耳墻不宜做得太長。。適用范圍：當填土高大于7m時，此類橋臺的錐體往往也伸出橋臺前墻形成埋式橋臺。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點二、輕型橋臺

（一）梁橋輕型橋臺

1.樁柱式橋臺

它的樁柱既是基礎也是臺身，臺頂部分由帽梁，兩側(cè)耳墻

及胸墻組成。它適用于地基承載力較低，填土不高的情況。橋梁墩臺基礎錨定板擋土板分開式梁

橋臺類型及特點立柱

拉桿

拉桿臺身錨定板檔土板整體式臺身梁

第三節(jié)2.錨定板橋臺

在后設置由擋墻、拉桿和錨定板組成的錨定結(jié)構(gòu)來承受土壓力，以達到本身輕型化的一種橋臺。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點3.鋼筋混凝土薄壁輕型橋臺懸臂式扶壁式撐墻式箱式特點：利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化。2橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點（二）拱橋輕型橋臺?適用于公路跨度13m以下的小跨徑拱橋和橋臺水平位移量很小的情況。?當橋臺受到拱的推力后，便發(fā)生繞基底形心軸而向路堤方向的轉(zhuǎn)動，此時臺后的土便產(chǎn)生抗力來品恒推理，從而使橋臺尺寸大大小于實體重力式橋臺。?常用的輕型橋臺有八字形和U形橋臺，以及由此派生出來的Π形、

E形等背撐式橋臺，還有靠背式框架橋臺，橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點1.八字形和U形橋臺八字形橋臺構(gòu)造簡單，臺身前墻和兩側(cè)的八字翼墻構(gòu)成。兩者之間通常留沉降縫分砌。

前墻可以是等厚度的，也可以是變厚度的

。

2

U形輕型橋臺前墻的構(gòu)造和八字形橋臺相同，但側(cè)墻卻是拱上側(cè)墻的延伸，它們之間應設變形縫,以適應橋的可能變位。

拱座前墻前墻側(cè)墻

八字形

翼墻

基礎基礎前墻側(cè)墻拱座八字形翼墻橋梁墩臺基礎2第三節(jié)橋臺類型及特點橋梁墩臺基礎橋臺類型及特點第三節(jié)2.背撐式橋臺：1-5：1

當橋臺較寬時,為了保證結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，可以在八字形或U形橋臺的前墻背后加一道或幾道背撐,構(gòu)成П字形、

E字形等水平截面形式的前墻。

這種橋臺比八字形橋臺的穩(wěn)定性

要好，但土方開挖及圬工體積都有

所增多。然而加背撐的U形橋臺卻

能適用于較大跨徑的高橋和寬橋。1:1板

100x200x801:0.5抵橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點3.背靠式框架橋臺半立面半背面斷面拱座立柱與老土緊貼單位尺寸：

耳墻

斜撐

40x80橫隔板連桿

40x80II

這種橋臺是用三角形框架把臺帽、前壁、耳墻和設置在不同標高且具有不同斜度的分離式基礎聯(lián)接而成。優(yōu)點：受力合理、

圬工體積小，且基坑挖方量小，尤其顯著的是水中的挖方量要減少很多。缺點：稍多用了一點鋼筋。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點

后座沉降線

鉆空灌注樁（三）拱橋的其他形式橋臺

1.組合式橋臺

組合式橋臺由臺身和后座兩部分組成

，臺身基礎承受豎向力，一般采用樁基礎或沉井基礎；拱的水平推力則主要由后座基底的摩阻力及臺的土側(cè)壓力來平衡，因此后座基底標高應低于拱腳下緣的標高。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點2.空腹式橋臺

后墻

前墻

板

墻

空腹式撟臺是由前墻、后墻、基礎板和撐墻等部分組成。前墻承受拱圈傳來的荷載，后墻支承臺后的土壓力。

在前后墻之間設置撐墻3～4道，作為傳力構(gòu)件，并對后墻起到扶壁和對基礎板起到加勁作用。橋梁墩臺基礎第三節(jié)橋臺類型及特點

撐墻后墻板3.齒檻式橋臺

側(cè)墻

前墻

拱圈護坡齒檻

齒檻式橋臺是由前墻、側(cè)墻、底板和撐墻幾個部分組成

。

結(jié)構(gòu)特點：基底面積較大，可以支承一定的垂直壓力；底板下的齒檻可以增加摩擦和抗滑的穩(wěn)定性；臺背做成斜擋板，用它背面的原狀土和前墻背面的新填土，共同平衡拱的水平推力；前墻與后墻板之間的撐墻可以提高結(jié)構(gòu)的剛度。橋梁墩臺基礎第四節(jié)

拼裝式墩臺的特點1.概述

墩臺結(jié)構(gòu)的拼裝化，可將構(gòu)件集中在工地成工廠預制，與基礎施工平行作業(yè)，如配合吊裝作業(yè)的機械化，可大大加速施工進度，尤其在缺砂石，缺水以及自然條件惡劣、施工季節(jié)短的地區(qū)，采用拼裝式墩臺更為有利。

建國以來，在新建鐵路線上曾采用過以混凝土砌塊拼

裝的實體墩，

由于優(yōu)點不顯著，并未推廣。隨著墩臺向輕

型化發(fā)展，曾做過輕型墩臺的拼裝化試點研究，如板登式

拼裝橋墩、排架式拼裝墩臺以及預應力棍凝土拼裝式空心

墩等。但根據(jù)我國目前情況，拼裝式墩臺僅在特殊地區(qū)使

用，尚未推廣。：1橋梁墩臺基礎用混凝土封閉

×

預留空×挖空樁×第四節(jié)

拼裝式墩臺的特點

2.實例

（1）板凳式拼裝橋墩由頂帽、

樁

柱、

橫撐和基礎四部分組成

連結(jié)角鋼

預埋角鋼伸入頂帽

預埋角鋼焊接后8：1橋梁墩臺基礎第四節(jié)

拼裝式墩臺的特點8預留孔

§ж

0鉆孔樁正面單位：厘米側(cè)面8用混凝土封閉

預留孔

§ж

0鉆孔樁側(cè)面正面（2）排架式拼裝墩臺

橋墩和橋臺分別采用六根和八根樁柱，樁柱之間加設橫撐。橋墩頂帽是拼裝的六支點的厚板，為配合起重機能力，頂帽分三層預制。

橋臺頂帽為拼裝的八支點厚板，在橋臺填土后就地灌筑混凝土。

擋

土板

預埋角綱焊接后

用混凝土封閉

預埋角綱焊接后實體墩身實體墩身

基礎橋梁墩臺基礎第四節(jié)

拼裝式墩臺的特點ⅣⅣ

頂板

基本構(gòu)件

檢查孔

預

應力φ4鋼絞線

隔板頂帽平板ⅢⅠⅡⅠⅡⅢ1/2側(cè)面1/2側(cè)剖面1/2正面1/2正剖面Ⅲ－Ⅲ

Ⅳ－ⅣⅡ－ⅡⅠ－Ⅰ（3）預應力混凝土拼裝式薄壁空心墩

，

它由基本構(gòu)件、隔板、頂板、頂帽和墩身實體段組成。拼裝后通過預留的上下貫通的孔道，穿入鋼鉸線或高強鋼絲束，張拉錨固而成整體。

設置實體段的作用是錨固預應力筋、調(diào)節(jié)拼裝墩身高度及抵御洪水漂流物的沖擊等。

頂板為頂帽與墩身的過渡段，其作用是承托頂帽。頂帽因重量大，采用分塊預制。拼裝空心墩，可用于較高橋墩。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點

橋梁基礎根據(jù)埋置深度分為淺置基礎和深置基礎兩類，它們的施工方法不同，設計計算原理也不同。淺置基礎深置基礎

淺置基礎是在橋臺和橋墩下直接修建埋深較淺的基礎，一般小于5m；由于淺層土質(zhì)不良，有時把基礎埋置于較深的良好地層上，這樣的基礎為深置基礎，埋深大于5m。第五節(jié)基礎類型及特點各類橋梁基礎預制樁基礎按傳力方式橋梁墩臺基礎

柱樁摩擦樁按施工方法錘擊下沉樁

振動下沉樁

鋼樁按材料不同

混凝土樁

預應力混凝土樁

人工挖孔灌注樁

沖擊型鉆機成孔樁旋轉(zhuǎn)式鉆機成孔樁

套管法施工樁擴大基礎浮橋的浮體

樁及大型管柱基礎沉井基礎

就地成孔灌注樁基礎

管柱鉆孔樁基礎開口沉井基礎氣壓沉箱基礎地下連續(xù)墻基礎索口鋼管樁基礎組合基礎橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點一、淺置基礎（擴大基礎、明挖基礎）1.

適用范圍2.優(yōu)點3.缺點

適合在岸上或水流沖刷不大的淺水處，且淺表地基承載力合適的地層。對于荷載較大，上部結(jié)構(gòu)對沉降變形較為敏感，持力層土質(zhì)較差較厚的情況，不宜采用。

穩(wěn)定性好，施工簡單，取材容易，能承受較大的荷載，所以只要地基承載力滿足，明挖擴大基礎是橋梁首選的基礎形式。

自重大，在持力層為軟弱土時，由于基礎面積不能無限擴大，需要對地基進行處理或加固后才能采用。橋梁墩臺基礎基礎類型及特點第五節(jié)

4.構(gòu)造特點d

2l

2db

平面形狀常為矩形，立面形狀可為單層或多層臺階擴大形式，每層臺階高度通常為50

～

100cm。

α為基礎剛性角，其不應超過某一限值，以防基礎開裂破壞。α

基礎常用材料有混凝土，片石混凝土，漿砌片石等。

c為襟邊，作用擴大基地面積，調(diào)整施工誤差，立模需要，值20

～

50cm。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點二、樁及大型管柱基礎

適用范圍：墩臺所處位置的覆蓋層

很厚，或同時水深也較大，往往需

要深基礎，樁基礎就是一種常用的

深基礎。

組成：樁基礎由若干根樁和承臺兩

部分組成，樁在平面排列上可以是

一排或幾排，樁身可全部或部分埋

入地基土中，樁的頂部由承臺連成

一個整體。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點1.按承臺位置分類水下混凝土封底有支撐的臨時吊箱圍堰墩身有支撐的鋼板樁圍堰（施工時間）

水下混凝土封底

基樁a）水上高樁承臺b）水下高樁承臺c）低樁承臺承臺底面位于地面或一般沖刷線以上

承臺底面位于地面或一般沖刷線以下特點：高樁承臺可減少墩臺的圬工數(shù)量，避免水下作業(yè)，施工方便。但樁身內(nèi)力

和位移較大，穩(wěn)定性也較低樁承臺差。高樁承臺樁基礎低樁承臺樁基礎橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點機械或人工成孔孔內(nèi)放入鋼筋籠灌注樁身混凝土2.按施工方法分類

（1）鉆挖孔就地灌注樁

施工過程

123

4在樁頂澆筑承臺鉆機成孔人工挖孔

鉆孔樁挖孔樁橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點施工特點：施工設備簡單，操作方便。鉆孔樁直徑為0.8

～3.0m，長度幾米至百米；挖孔樁直徑不宜小于1.2m，長度不宜大于20m。適用范圍：各類砂性土、黏性土，也適用于碎亂石類土

層和巖層。鉆孔樁施工設備為沖擊型鉆機和旋轉(zhuǎn)

式鉆機。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點（2）沉入樁

沉入樁是通過汽錘，柴油錘或震動錘等打

樁機械將各種預制好的樁沉入或打入地基中所

需要的深度。

適用范圍：適用于樁徑較?。ㄒ话阒睆皆?/p>

0.6

～

1.5m），地基土質(zhì)為砂性土、塑性土、

粉土、細砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎

卵石類土。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點3.按基礎傳力方式分類柱樁摩擦樁

柱樁是將樁尖通過軟弱的覆蓋層以后再嵌入堅硬的巖面，荷載由樁尖直接傳到基巖中，樁像柱子一樣受力。

摩擦樁是當基巖埋藏很深，樁尖不可能達到時，荷載通過位于覆蓋層中樁的側(cè)壁與土壤間的摩擦力和樁的端部的支承力共同承受的樁基礎。橋梁墩臺基礎第五節(jié)基礎類型及特點4.

樁基礎的構(gòu)造

樁基礎內(nèi)基樁的布置應根據(jù)荷載大小、地基

土質(zhì)、基