桥墩桥台学习.pptx
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1、一、一、概述概述1 1、墩台的作用与要求、墩台的作用与要求2 2、墩台的组成、墩台的组成第1页/共73页 桥墩、桥台为桥梁的下部结构,是桥梁的重要组成部分之桥墩、桥台为桥梁的下部结构,是桥梁的重要组成部分之一。一。桥梁墩台的主要作用是承受上部结构传来的荷载桥梁墩台的主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将它并将它及本身自重传给地基。及本身自重传给地基。桥墩桥墩支承相邻的两孔桥跨,居于桥梁的中间部位。支承相邻的两孔桥跨,居于桥梁的中间部位。桥台桥台居于全桥的两端,它的前端支承桥跨居于全桥的两端,它的前端支承桥跨,后端与路基衔后端与路基衔接,起着支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。接,起着
2、支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。1 1、墩台的作用与要求、墩台的作用与要求第2页/共73页 桥梁墩台除承受上部结构的作用力外,桥墩还受到风桥梁墩台除承受上部结构的作用力外,桥墩还受到风力、流水压力及可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力,力、流水压力及可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力,桥台还需承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。桥台还需承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。因此,桥梁墩台不仅本身应具有足够的强度、刚度和因此,桥梁墩台不仅本身应具有足够的强度、刚度和稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间稳定性,而且对地基的承载能力、沉降量、地基
3、与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求。的摩阻力等也都提出一定的要求。第3页/共73页当前,世界各国的桥梁建设在结构受力与结构造型相协调当前,世界各国的桥梁建设在结构受力与结构造型相协调的方向上迅速发展,提出了的方向上迅速发展,提出了实现使用功能与增强人文景观实现使用功能与增强人文景观并重的设计理念并重的设计理念。这不仅反映在上部结构上,而且也反映。这不仅反映在上部结构上,而且也反映在下部结构与上部结构的造型协调一致上,在桥梁的总体在下部结构与上部结构的造型协调一致上,在桥梁的总体规划设计中,致力于上下部结构在受力上相协调而实现桥规划设计中,致力于上下部结构在受力上相协调而实现桥梁的使用功能,
4、致力于桥型与桥位环境以及上部结构形式梁的使用功能,致力于桥型与桥位环境以及上部结构形式与下部结构形式的相协调来增强桥梁的人文景观,因此,与下部结构形式的相协调来增强桥梁的人文景观,因此,合理选择桥梁的墩台造型变得尤为重要。合理选择桥梁的墩台造型变得尤为重要。在确定桥梁墩台结构时应遵循:在确定桥梁墩台结构时应遵循:满足交通要求、安全耐久、满足交通要求、安全耐久、造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境相造价低、维修养护少、施工方便、工期短、与周围环境相协调,造型美观和有利于环保等总原则协调,造型美观和有利于环保等总原则。第4页/共73页第5页/共73页四川德阳市鼓楼下的四川德阳市鼓楼下的
5、成绵高速高架桥桥墩成绵高速高架桥桥墩。第6页/共73页第7页/共73页第8页/共73页第9页/共73页对于城市立交桥对于城市立交桥,桥梁墩台的选型比一般的公路桥梁有更高,桥梁墩台的选型比一般的公路桥梁有更高的要求,它们在选型上,除了遵循上述的总原则外,还应注的要求,它们在选型上,除了遵循上述的总原则外,还应注意以下几点:意以下几点:(1 1)要从整体造型着眼,力求形式优美,构造轻盈,线条)要从整体造型着眼,力求形式优美,构造轻盈,线条明快,纹理有质;明快,纹理有质;(2 2)各部分的形状尺寸要符合桥体结构受力的规律,结构)各部分的形状尺寸要符合桥体结构受力的规律,结构匀称,比例适度,给人以适用
6、、安全的感觉;匀称,比例适度,给人以适用、安全的感觉;(3 3)要与周围环境、文化习俗相协调,使其形式和谐,增)要与周围环境、文化习俗相协调,使其形式和谐,增加环境人文景观。加环境人文景观。第10页/共73页近年来,国内外的城市立交桥、高架桥中,涌现出了许多近年来,国内外的城市立交桥、高架桥中,涌现出了许多结构匀称、形式优美的桥梁墩台。结构匀称、形式优美的桥梁墩台。第11页/共73页2 2、墩台的组成、墩台的组成桥梁墩桥梁墩(台台)主要由墩主要由墩(台台)帽、墩帽、墩(台台)身和基础三部分组成。身和基础三部分组成。第12页/共73页第13页/共73页墩(台)帽是指梁桥墩台顶端的承力与传力构件部
7、分,它墩(台)帽是指梁桥墩台顶端的承力与传力构件部分,它通过支座承托着上部结构,承受很大的竖向支承反力,并通过支座承托着上部结构,承受很大的竖向支承反力,并将支座传来的集中力分散给墩(台)身。将支座传来的集中力分散给墩(台)身。拱座是特指拱桥墩台而言的,它直接承受由拱圈传来的竖拱座是特指拱桥墩台而言的,它直接承受由拱圈传来的竖向压力,水平推力和弯矩,并将它们分散给墩(台)身。向压力,水平推力和弯矩,并将它们分散给墩(台)身。第14页/共73页墩(台)身是桥梁墩台的结构主体,墩身指墩帽,或拱座以下,基础顶面墩(台)身是桥梁墩台的结构主体,墩身指墩帽,或拱座以下,基础顶面以上的构造部分,它是一个承
8、受压弯联合作用的构件,台身一般由前墙和以上的构造部分,它是一个承受压弯联合作用的构件,台身一般由前墙和侧墙,或耳墙构成。它们结合成一体,兼有支撑墙和挡土墙的作用。侧墙,或耳墙构成。它们结合成一体,兼有支撑墙和挡土墙的作用。基础是桥梁墩台直接与地基接触的最下构件部分,它的作用是保证桥梁墩基础是桥梁墩台直接与地基接触的最下构件部分,它的作用是保证桥梁墩台安全埋入土层之中,并将桥梁的全部作用传至地基。台安全埋入土层之中,并将桥梁的全部作用传至地基。第15页/共73页二、梁桥桥墩二、梁桥桥墩1 1、实体桥墩、实体桥墩2 2、空心桥墩、空心桥墩3 3、柱式桥墩、柱式桥墩4 4、柔性排架墩、柔性排架墩5
9、5、框架墩、框架墩第16页/共73页1 1、实体桥墩、实体桥墩 实体桥墩由一个实体结构组成,按其截面尺寸及重量的实体桥墩由一个实体结构组成,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。不同又可分为实体重力式桥墩和实体轻型桥墩。实体重力式桥墩是一实体圬工墩,主要靠自身的重量实体重力式桥墩是一实体圬工墩,主要靠自身的重量(包括桥跨结构重力)平衡外力,从而保证桥墩的强度和(包括桥跨结构重力)平衡外力,从而保证桥墩的强度和稳定。此种桥墩自身刚度大,具有较强的防撞能力,但同稳定。此种桥墩自身刚度大,具有较强的防撞能力,但同时存在阻水面积大的缺陷,比较适合于修建在地基承载力时存在阻水面积
10、大的缺陷,比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。第17页/共73页 实体轻型桥墩可用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料实体轻型桥墩可用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做成,此结构显著减少了圬工体积,但其抗冲冲击力较差,做成,此结构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、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漂流物撞击的河流中,一般用于中小跨径桥梁上 墩帽是墩帽是直接支承桥跨结构,应力较集中,因此对大跨径的直接支承桥跨结构,
11、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重力式桥墩墩帽厚度一般不小于0.4m0.4m,中小跨梁桥也不应小中小跨梁桥也不应小于于0.3m0.3m,并设有,并设有5050100mm100mm的檐口。的檐口。第18页/共73页第19页/共73页 它的外形简单,施工方便、圬工数量较省。但对水它的外形简单,施工方便、圬工数量较省。但对水流的阻力很大,引起局部冲刷较大。一般用于无水或静流的阻力很大,引起局部冲刷较大。一般用于无水或静水处。在水流影响小或不通航河流上的桥墩,或靠近河水处。在水流影响小或不通航河流上的桥墩,或靠近河岸的桥墩、也可采用这种形式。岸的桥墩、也可采用这种形式。(l)(l
12、)矩形墩矩形墩 第20页/共73页(2)(2)圆端形墩圆端形墩 它的截面是矩形两端各接一个半圆,施工稍麻烦,它的截面是矩形两端各接一个半圆,施工稍麻烦,但较适合水流通过,可减少局部冲刷。一般用于水流斜但较适合水流通过,可减少局部冲刷。一般用于水流斜交角小于交角小于1515的桥梁的桥梁,是水中桥墩使用最广泛的一种形式。是水中桥墩使用最广泛的一种形式。第21页/共73页 其截面为圆形,圬工较多,且施工较麻烦其截面为圆形,圬工较多,且施工较麻烦,但其流水特但其流水特性较前两种形式好。一般用于河流急弯、流向不固定或与性较前两种形式好。一般用于河流急弯、流向不固定或与水流斜交角大于水流斜交角大于1515
13、的桥梁。的桥梁。(3)(3)圆形墩圆形墩 第22页/共73页构造特点:构造特点:(1 1)墩帽)墩帽墩帽是承力与传力的构件墩帽是承力与传力的构件,因此对墩帽的厚度和材料的强因此对墩帽的厚度和材料的强度要求较高度要求较高,其厚度随桥梁跨径而定其厚度随桥梁跨径而定,对于特大、大跨径桥对于特大、大跨径桥梁不应小于梁不应小于5050,对于中、小跨径桥梁不应小于,对于中、小跨径桥梁不应小于4040。第23页/共73页墩帽一般要用墩帽一般要用C20C20以上的混凝土做成以上的混凝土做成,内应设置构造钢筋内应设置构造钢筋,在一些桥面较宽在一些桥面较宽,墩身较高的桥梁中墩身较高的桥梁中,为了减小墩身及基础的圬
14、工体积为了减小墩身及基础的圬工体积,常常利用挑出的悬臂常常利用挑出的悬臂或托盘来缩短墩身横向长度或托盘来缩短墩身横向长度,悬臂式或托盘式墩帽悬臂式或托盘式墩帽.第24页/共73页(2 2)墩身)墩身墩帽是承力与传力的构件墩身是桥墩的主体,重力式桥墩墩帽是承力与传力的构件墩身是桥墩的主体,重力式桥墩墩身的顶宽,对墩身的顶宽,对小跨径桥不宜小于小跨径桥不宜小于8080,对中跨径桥不宜,对中跨径桥不宜小于小于100100,对大跨径桥的墩身顶宽。视上部结构类型而,对大跨径桥的墩身顶宽。视上部结构类型而定定.侧坡一般采用侧坡一般采用20:1-30:1.20:1-30:1.小跨径桥的桥墩也可采用直小跨径桥
15、的桥墩也可采用直坡。坡。第25页/共73页实体墩身通常由块石、浆砌片石、混凝土或钢筋混凝土等实体墩身通常由块石、浆砌片石、混凝土或钢筋混凝土等材料建造材料建造.对于大、中桥梁墩身采用的材料最低强度等级为:石材对于大、中桥梁墩身采用的材料最低强度等级为:石材MU40MU40、混凝土、混凝土C25C25、砂浆、砂浆M7.5;M7.5;对于小桥的墩对于小桥的墩:石材石材MU30MU30、混凝土、混凝土C20C20、砂浆、砂浆M5M5第26页/共73页为便于流水和漂流物通过为便于流水和漂流物通过,墩墩身平面形状可以做成圆端形身平面形状可以做成圆端形或尖端形或尖端形,无水的岸墩或高无水的岸墩或高架桥墩可
16、做成矩形。在水流架桥墩可做成矩形。在水流与桥梁斜交或流向不稳时,与桥梁斜交或流向不稳时,宜做成圆形,在有强烈流冰、宜做成圆形,在有强烈流冰、泥石流或漂流物的河流中的泥石流或漂流物的河流中的桥墩,应在其迎水端做成桥墩,应在其迎水端做成破破冰棱体。冰棱体。第27页/共73页实体薄壁桥墩,实体薄壁桥墩,可用钢可用钢筋混凝土材料做成,一筋混凝土材料做成,一般不设侧坡,由于它可般不设侧坡,由于它可以显著减少圬工体积,以显著减少圬工体积,因而被广泛使用于中、因而被广泛使用于中、小跨径的桥梁中。但其小跨径的桥梁中。但其抗冲击力较差,不宜用抗冲击力较差,不宜用在流速大并夹有大量泥在流速大并夹有大量泥砂的河流,
17、或可能有船砂的河流,或可能有船舶、冰、漂流物撞击的舶、冰、漂流物撞击的河流。河流。第28页/共73页2 2、空心式桥墩、空心式桥墩 空心桥墩有两种形式:一种为部分镂空实体桥墩,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。另一种为薄壁空心桥墩。在一些高大的桥墩中、为了减少污工体积,节约材料,在一些高大的桥墩中、为了减少污工体积,节约材料,减轻自重,减少软弱地基的负荷,也可将墩身内部做成减轻自重,减少软弱地基的负荷,也可将墩身内部做成空腔体、即所谓空心桥墩。这种桥墩在外形上与实体重空腔体、即所谓空心桥墩。这种桥墩在外形上与实体重力式桥墩并无大的差别,只是自重较实体重力式的轻,
18、力式桥墩并无大的差别,只是自重较实体重力式的轻,因此,它介于重力式桥墩和轻型桥墩之间。因此,它介于重力式桥墩和轻型桥墩之间。第29页/共73页1 1)部分镂空体桥墩)部分镂空体桥墩这种空心桥墩在外形上保持了实体重这种空心桥墩在外形上保持了实体重力式桥墩的基本特点,只是自重较实力式桥墩的基本特点,只是自重较实体桥墩轻,能节省一定量的圬工材料,体桥墩轻,能节省一定量的圬工材料,对于部分镂空体桥墩应注意的对于部分镂空体桥墩应注意的是:是:(1 1)墩身应在截面强度和刚度均足)墩身应在截面强度和刚度均足以承担和平衡外力的前提下进行镂空,以承担和平衡外力的前提下进行镂空,使得结构更经济;使得结构更经济;
19、(2 2)在陆上或不受船筏撞击、磨损)在陆上或不受船筏撞击、磨损及不受冰冻侵害的高水位以上部分,及不受冰冻侵害的高水位以上部分,才宜于采用中间镂空的截面。才宜于采用中间镂空的截面。第30页/共73页(3 3)墩帽下应有足够厚)墩帽下应有足够厚度的实体过渡段,将墩帽度的实体过渡段,将墩帽的压力均匀分布到墩壁,的压力均匀分布到墩壁,实体过渡段不小于实体过渡段不小于1-21-2米。米。(4 4)镂空部分的墩身周)镂空部分的墩身周围应设置适当的壁孔,作围应设置适当的壁孔,作为泄水孔或通风孔,孔径为泄水孔或通风孔,孔径宜为宜为20203030。(5 5)空心部分墩壁与实)空心部分墩壁与实体部分衔接处,应
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