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文檔簡(jiǎn)介

1、第五章橋梁墩臺(tái)內(nèi)容提要: 在本章內(nèi)主要介紹橋梁墩臺(tái)在基礎(chǔ)以上部分的構(gòu)造型式。除了常用的重力式墩臺(tái)外,還介紹了公路橋梁上日益推廣使用的各類輕型墩臺(tái)的構(gòu)造型式。學(xué)習(xí)的基本要求:1、掌握橋梁墩臺(tái)的組成和作用2、了解梁橋和拱橋重力式橋墩及各種輕型橋墩的構(gòu)造3、了解梁橋和拱橋重力式橋臺(tái)及各種輕型橋臺(tái)的構(gòu)造第一節(jié)橋墩一、概述橋墩主要由墩帽、墩身和基礎(chǔ)三部分組成。它的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,并通過基礎(chǔ)又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。 此外它還承受流水壓力、 風(fēng)力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、船只或漂流物的撞擊力。當(dāng)前世界各國(guó)的橋梁建設(shè)的迅速發(fā)展,不僅反映在上部結(jié)構(gòu)的造型新穎上,而且也還反映在下部結(jié)構(gòu)向輕

2、型合理、造型美觀的方向發(fā)展上,改變以往粗柱胖墩的形象。1、大跨徑橋梁既要考慮墩身的輕巧, 又要考慮能有利于上部結(jié)構(gòu)的受力和施工, 于是創(chuàng)造出 X 形、V形墩等各種優(yōu)美的立面形式。2、 城市立交橋?yàn)榱四軓纳厦娉惺?、托較寬的橋面, 在下面能減小墩身和基礎(chǔ)尺寸,常常將橋墩在橫方向上做成獨(dú)柱式或排柱式,傾斜式、雙叉式、四叉式、T 形、 V 形和 X 形等各種各樣的橋墩形式。3、 高架橋: 采用空心橋墩, 將墩身內(nèi)部作為空腔體,減少圬工體積、 節(jié)約材料或減輕自重。橋梁上常用的橋墩形式大體上可以歸納為兩大類:重力式橋墩、輕型橋墩。二、重力式橋墩這類橋墩的主要特點(diǎn)是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此墩身

3、比較厚實(shí),可以不用鋼筋, 而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大中型橋梁,小橋也往往采用重力式墩。它的主要缺點(diǎn)是圬工體積較大,自重和阻力面積也大。1、 墩帽:墩帽是橋墩頂部的傳力部分,通過支座支承上部結(jié)構(gòu),并將相鄰兩孔的恒載、活載傳到墩身。頂面常做成雙向10%的排水坡,平面形狀為矩形或圓端形,四周較墩身出檐 5 10cm。另外, 在一些寬橋或墩身較高的橋梁中,為了節(jié)省墩身及基礎(chǔ)的圬工體積,常常利用挑出的懸臂或托盤來縮短墩身橫向的長(zhǎng)度,做成懸臂式 或托盤式 橋墩。2、 墩身:墩身是橋墩的主體。平面通常做成圓端形或尖端形。墩身常以20:1 30:1 的比例向下放坡(上端小、下端大)。3

4、、 基礎(chǔ):基礎(chǔ)是介于墩身與地基之間的傳力結(jié)構(gòu)。它的平面尺寸比墩身底截面尺寸略大,四周每邊放大 0.25 0.75cm 。可以是單層,或 2 至 3 層臺(tái)階式。三、輕型橋墩當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí), 為節(jié)省圬工、減輕自重和地基負(fù)擔(dān), 或城市立交橋、高架橋要求下部結(jié)構(gòu)要輕巧、空間要通透、施工要簡(jiǎn)單時(shí),可采用輕型橋墩。1、 鋼筋混凝土薄壁橋墩:厚度薄。2、 柱式橋墩: 由分離的兩根或多根立柱組成,頂部由承臺(tái)將它們聯(lián)成整體。(鉆孔灌注樁)3、 柔性排架墩:?jiǎn)闻呕螂p排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。四、橋墩實(shí)例荷蘭布里爾斯-馬斯橋 V 型墩 :荷蘭鹿特丹以西的馬斯橋,其V 型墩造型令人明顯感覺到荷載自然

5、流暢地通過V 型墩斜腿迅速集中傳至基礎(chǔ),心理引誘線非常清晰。V 型墩在橫橋向分為并列三個(gè),側(cè)面觀之虛實(shí)相間,空透活潑。菱形墩造型 :圖為巴黎一高速公路跨越塞納河的一座橋梁。橋墩采用菱形柱體造型。每一個(gè)墩柱都有一個(gè)與上部主梁結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)一致的軸線,完全掩蓋了河道與橋軸線斜交的事實(shí)。日本梅田大橋橋墩造型:日本群馬縣修建的梅田大橋,為三跨連續(xù)剛構(gòu)橋。橋墩上端為雙壁結(jié)構(gòu),其下形成一體,同時(shí)側(cè)面采用凹入0.8m 的墩身截面,形成一種變化有致的墩身造型。馬拉開波橋 V 型墩 -X 型墩 :圖為委內(nèi)瑞拉馬拉開波橋的 V 型墩和 X 型墩。因主孔橋面高,采用 X 型墩避免上口張得過大,造型輕盈有力,構(gòu)思別出新意

6、。城市立交橋Y 型墩 :圖為一座城市大型立交橋,由于橋高跨大,橋下采用高大粗壯的型墩,代替以往的雙排墩柱。Y 型墩能更好保證橋下各方向凈空,尤其對(duì)斜交叉口。Y城市高架橋Y 型墩 :圖為一城市高架橋的Y 型墩,隱形蓋梁,斜腿直接支承上部主梁。V 型薄壁墩 :圖為哈爾濱市中山立交橋采用的大懸臂V 型薄壁墩, 造型簡(jiǎn)潔, 通視效果好。隱式蓋梁圓柱墩:柱式墩可設(shè)計(jì)成無蓋梁 單薄壁墩 :無蓋梁的薄壁墩 單側(cè)薄壁式墩 :圖為單側(cè)懸臂式墩帽,給人一種獨(dú)特的支承和抬起的力量感受。不等高 Y 型墩 :該橋是 Y 型橋墩,根據(jù)上部結(jié)構(gòu)要求,采用兩叉不等高不對(duì)稱造型。剛架橋墩身造型 :圖為一座剛架橋橋墩,其上下部結(jié)

7、構(gòu)連接線形流暢協(xié)調(diào),墩身形體造型富于變化,是一座構(gòu)思很精美的橋梁。以下是幾個(gè)橋墩造型失敗的例子。重力式分離墩 :圖為兩個(gè)分離墩身的重力式墩,支承結(jié)構(gòu)與梁高及跨徑來比略顯柔弱,有頭重腳輕之感。重力式墩 :該橋橋墩由于側(cè)坡較大,給人以橋墩體量笨重之感。林立的墩柱 :圖為我國(guó)宜黃高速公路上的車荊河大橋,設(shè)計(jì)成 4 根墩柱,造成橋下墩柱連片林立,視覺零亂。 實(shí)際該橋完全可以采用 3 根柱,并對(duì)蓋梁和墩柱造型加以適當(dāng)處理,就可以獲得良好效果。日本志知川高架橋林立的墩柱 :日本本州四國(guó)聯(lián)絡(luò)線的志知川高架橋是一座 21 的空心板梁橋, 下部采用四根方柱式橋墩,從橋下側(cè)面一看, 全部是林立的墩柱,或很少有通透

8、的空間,使人觀之感到雜亂無章和煩悶不暢???18 跨徑已經(jīng)沒有第二節(jié)橋臺(tái)一、概述橋臺(tái)主要由臺(tái)帽、臺(tái)身和基礎(chǔ)三部分組成。它的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,并通過基礎(chǔ)又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。 此外它是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)造物; 既要能擋土護(hù)岸,又要能承受臺(tái)背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加側(cè)壓力。橋梁上常用的橋臺(tái)形式大體上可以歸納為兩大類:重力式橋臺(tái)、輕型橋臺(tái)。二、重力式橋臺(tái)這類橋臺(tái)的主要特點(diǎn)是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。它們是由臺(tái)帽、 臺(tái)身和基礎(chǔ)三部分組成。由于臺(tái)身是由前墻和兩個(gè)側(cè)墻構(gòu)成的U 字形結(jié)構(gòu),故而得名。U 形橋臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,可以用混凝土或片、塊石砌筑。它的主要

9、缺點(diǎn)是橋臺(tái)體積和自重較大,也增加了對(duì)地基的要求。1、 臺(tái)帽 :臺(tái)帽的構(gòu)造和尺寸要求與相應(yīng)的墩帽有許多共同之處,不同的是臺(tái)帽頂面只設(shè)單排支座,在另一側(cè)則要砌筑擋住路堤填土的矮墻背墻。2、 臺(tái)身 :臺(tái)身由前墻和側(cè)墻組成,結(jié)合成一體,兼有擋土墻的作用。臺(tái)身的寬度通常與路基的寬度相同。兩個(gè)側(cè)墻間宜填以滲水性較好的土,為排除橋臺(tái)前墻后的積水,應(yīng)于側(cè)墻間在略高于高水位平面上鋪一層向路堤方向設(shè)有斜坡的夯實(shí)粘土作為不透水層,并在粘土層上再鋪一層碎石,將積水引向設(shè)于臺(tái)后橫穿路堤的盲溝內(nèi)。錐坡下緣與前墻下緣相齊。錐坡坡度一般由縱向1:1 逐漸變至橫向?yàn)?:1.5 ,以便和路堤邊坡一致。其平面形狀為1/4 橢圓。錐

10、坡用土夯實(shí)而成,其表面用片石砌筑。側(cè)墻尾端應(yīng)有不小于75cm的長(zhǎng)度伸入路堤內(nèi),保證與路堤有良好的銜接。3、 基礎(chǔ) :基礎(chǔ)是介于臺(tái)身與地基之間的傳力結(jié)構(gòu)。它的平面尺寸比臺(tái)身底截面尺寸略大,四周每邊放大0.25 0.75cm 。可以是單層,或2 至 3 層臺(tái)階式。三、輕型橋臺(tái)輕型橋臺(tái)力求體積輕巧、 自重要小, 它借助結(jié)構(gòu)物的整體剛度和材料強(qiáng)度承受外力, 從而可節(jié)省材料,并為在軟土地基上修建橋臺(tái)開辟了經(jīng)濟(jì)可行的途徑。1、 設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(tái) :它的特點(diǎn)是, 臺(tái)身為直立的薄壁墻, 臺(tái)身兩側(cè)有翼墻 (分為一字形、八字形、耳墻式輕型橋臺(tái)) 。在兩橋臺(tái)下部設(shè)置鋼筋混凝土支撐梁,以防止橋臺(tái)的傾斜滑移。2、

11、埋置式橋臺(tái) :是將臺(tái)身埋在錐形護(hù)坡中,只露出臺(tái)帽在外以安置支座及上部構(gòu)造。這樣,橋臺(tái)所受土壓力大為減少,橋臺(tái)體積也相應(yīng)減少。不需要側(cè)墻, 只附有短小的鋼筋混凝土耳墻。埋置式橋臺(tái)的共同缺點(diǎn)是護(hù)坡伸入到橋孔,會(huì)壓縮河道;或?yàn)椴粔嚎s河道,則增加了橋長(zhǎng)。3、 鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái):前墻 +薄壁側(cè)墻 +扶壁墻(間距: 2.53.5m),分為 U 形或八字形。4、 加筋土橋臺(tái) :臺(tái)帽 +臺(tái)身(豎向面板+拉桿 +錨定板) +填料。其工作原理是:豎向面板后填料的主動(dòng)土壓力作用到面板, 再通過拉桿將該力傳遞給錨定板, 而錨定板則依靠板前土體產(chǎn)生的抗拔力來平衡拉桿拉力,使整個(gè)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。小結(jié)橋梁墩(臺(tái))主要由墩(臺(tái))帽、墩(臺(tái))身和基礎(chǔ)三部分組成。它們的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載,并通過基礎(chǔ)又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。此外橋墩還承受流水壓力、 風(fēng)力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、 船只或漂流物的撞擊力。 橋臺(tái)是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)造物; 既要能擋土護(hù)岸, 又要能承受臺(tái)背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加側(cè)壓力。橋梁上常用的墩(臺(tái))形式大體上可以歸納為兩大類:重力式墩(臺(tái))、輕型墩(臺(tái)) 。重力式墩、 臺(tái)的主要特點(diǎn)是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此墩、 臺(tái)身比較厚實(shí),可以不用鋼筋, 而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好

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