桥梁的墩台学习教案.pptx

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1、会计学1桥梁桥梁(qioling)的墩台的墩台第一页，共37页。2桥梁墩台除承受上部结构的作用力外，桥墩还受到 作用 桥台还受到 作用 因此，墩台不仅(bjn)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、地基与基础之间的摩阻力等也都有一定的要求。墩台的受力情况墩台的受力情况墩台的受力情况墩台的受力情况(qngkung)(qngkung)与要求与要求与要求与要求第1页/共37页第二页，共37页。3n跨越珠江水系西江，桥梁全长1682米，主桥由两孔160独塔混凝土斜拉桥与21孔50连续箱梁组成。1988年6月建成通车，1990年获国家科技进步二等奖；1991年获国家优秀设计铜

2、奖。n通航孔按横桥向船舶撞击力1200吨进行(jnxng)防撞设计；非通航孔按横桥向撞击力40吨进行(jnxng)船撞设防。桥梁事故桥梁事故桥梁事故桥梁事故 1 1：广东：广东：广东：广东(gu(gu ng ng dng)dng)九江大桥九江大桥九江大桥九江大桥第2页/共37页第三页，共37页。4u2007年6月15日5时左右，大桥被运输船“南桂机035”撞击23号桥墩，造成3座桥墩倒塌，200多米桥面坍塌(tnt)。u2009年6月10日，新桥（跨径200米的斜拉桥）试通车。这次桥梁撞塌事故(shg)引发了对桥梁安全的高度关注，交通部也决定提高重要桥梁安防标准。第3页/共37页第四页，共37

3、页。5u大桥全长328.45m,桥面宽13m，桥型为4孔65m跨径等截面悬链线空腹(kngf)式无铰拱。腹拱采用等截面圆弧拱。桥墩高33m，为连拱石拱桥。u原计划于2007 年8月底完成大桥建设，9月20日竣工通车，为湘西自治州50周年庆典献礼。桥梁桥梁桥梁桥梁(qioling)(qioling)事故事故事故事故 2 2：凤凰沱：凤凰沱：凤凰沱：凤凰沱江大桥江大桥江大桥江大桥（2007年5月11日拍摄）第4页/共37页第五页，共37页。6 2007年8月13日16时40分左右，该桥发生特别重大坍塌事故，造成(zo chn)64人死亡，4人重伤，18人轻伤，直接经济损失3974.7万元。事故的直

4、接原因：主拱圈砌筑材料不满足规范和设计要求(yoqi)，上部构造施工工序不合理，砌筑质量差，降低了拱圈的整体性和强度；随着拱上荷载的不断增加，造成1号孔主拱圈靠近0号桥台一侧约3至4m宽范围内的拱圈砌体强度达到破坏极限而坍塌，受连拱效应影响，整个大桥迅速坍塌。第5页/共37页第六页，共37页。7二、墩台(dn ti)的组成u主要由 墩台(dn ti)帽、墩台(dn ti)身和基础 三部分组成。梁桥重力(zhngl)式墩台第6页/共37页第七页，共37页。8二、墩台(dn ti)的组成u主要由 墩台帽、墩台身和基础(jch)三部分组成。v墩帽:桥墩顶部的传力部分，把桥梁支座传来的相当大的集中力，

5、分散均匀(jnyn)地传给墩身v墩身：不仅承受墩帽传来的力，本身还要受到水压力、风压力、船只漂浮物撞击等v基础：桥梁基础的作用是承受上部结构传来的全部荷载，并把它们和下部结构荷载传递给地基第7页/共37页第八页，共37页。9第二节第二节第二节第二节 桥墩桥墩桥墩桥墩(qiodn)(qiodn)(qiodn)(qiodn)类型类型类型类型重力式桥墩(qiodn)轻型桥墩(qiodn)：空心薄壁墩、柱式墩、柔性墩、框架式墩第8页/共37页第九页，共37页。10第二节第二节第二节第二节 桥墩桥墩桥墩桥墩(qiodn)(qiodn)(qiodn)(qiodn)类型类型类型类型重力式桥墩 轻型桥墩：空心

6、薄壁墩、柱式墩、柔性(ru xn)墩、框架式墩双薄壁墩拉会高架大桥大、中跨径公路(gngl)桥梁V型墩集庆门桥第9页/共37页第十页，共37页。11主要靠自重（包括桥跨结构重力）维持稳定。桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在(cnzi)阻水面积大的缺陷；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。一、重力一、重力一、重力一、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式桥墩式桥墩式桥墩式桥墩第10页/共37页第十一页，共37页。12 墩帽应力较集中。大跨径重力式桥墩墩帽厚度一般(ybn)0.4m，中小跨梁桥也0.3m，并设510cm的檐口。墩帽采

7、用C20以上混凝土，配812的构造(guzo)筋；在支承部位要加设钢筋网。第11页/共37页第十二页，共37页。13截面型式(xn sh):矩形 圆形 圆端形 尖端形梁式桥的墩身顶宽：小跨径 80cm；中跨径 100cm。侧坡坡度(pd)一般20:130:1图墩身常用C15或以上的片石(pin sh)混凝土浇筑，或用浆砌块石，也可以用混凝土预制块砌筑。第12页/共37页第十三页，共37页。14二、空心二、空心二、空心二、空心(kng xn)(kng xn)(kng xn)(kng xn)桥墩桥墩桥墩桥墩u桥墩高度较大时，可将墩身内部做成空腔体，以减少圬工体积、节约材料、减轻(jinqng)自重

8、、降低对地基的要求等。第13页/共37页第十四页，共37页。15材料强度能得到充分发挥；对流水(泥砂)或流冰的抗冲击能力差，不宜在有上述情况的河流中采用(ciyng)。可采用(ciyng)钢筋混凝土或混凝土。墩身最小壁厚：对于钢筋混凝土不宜小于 30cm；对于混凝土不宜小于 50cm。壁厚在30-50cm的空心式桥墩也叫空心薄壁墩。墩身内应设隔板，以加强墩壁的抗撞能力。二、空心二、空心二、空心二、空心(kng xn)(kng xn)(kng xn)(kng xn)桥墩桥墩桥墩桥墩第14页/共37页第十五页，共37页。16柱式桥墩(qiodn)一般由基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成沿桥横向常由1

9、4根0.61.5m的大直径圆柱（或方形、六角形等），使墩身具有较大的强度和刚度。是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩(qiodn)形式。三、柱式桥墩三、柱式桥墩三、柱式桥墩三、柱式桥墩(qiodn)(qiodn)第15页/共37页第十六页，共37页。17柱式桥墩(qiodn)当墩身高度大于67m时，可设横系梁加强(jiqing)柱身之间的横向联系。如在双柱间加做4060cm厚的横隔墙，成为哑铃式。漂流物严重(ynzhng)且墩身较高时，可把高水位以下的墩身做成实体式，成为混合双柱式墩。第16页/共37页第十七页，共37页。18四、柔性四、柔性四、柔性四、柔性(ru xn)(ru xn)(ru xn)

10、(ru xn)墩墩墩墩传统的简支梁一端设固定支座，另一端设活动支座。在顺桥向，墩台(dn ti)间的联系被完全隔断，各桥墩单独承担梁上传来的制动力或牵引力。为抵抗强大的水平力作用，桥墩截面不得不做得较大，形成“胖柱”。柔性墩：其顺桥方向的墩身尺寸很小！上部结构传来的水平力可以传递到若干个墩台(dn ti)，或相邻的刚性墩台(dn ti)上，以减少单个墩所受的水平力，从而减小桩墩截面。第17页/共37页第十八页，共37页。19沅陵沅水大桥，桥全长767.3m,桥宽16m，主桥采用85+140+85+42(m)4跨不对称预应力混凝土连续-刚构桥。最高桥墩达52.4m，为双肢薄壁柔性墩，双肢中距6.

11、8m。引桥为9孔42m 预应力混凝土连续梁，双柱式墩采用无帽梁（盖梁）结构(jigu)，在柱顶下0.5m处设一系梁，基础采用3.5m大直径嵌岩钻孔桩。第18页/共37页第十九页，共37页。20第三第三第三第三节节桥桥台台台台(qioti)(qioti)(qioti)(qioti)类类型型型型重力(zhngl)式桥台石、素混凝土 轻型桥台钢筋混凝土组合式桥台 桥台的形式决定于路堤填土高度、桥跨结构类型、基底地质、水文(shuwn)条件及河流地形等因素。第19页/共37页第二十页，共37页。21 靠自重(zzhng)平衡台后的土压力。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

12、的方法。桥台的整体性好，刚度大，抗倾覆能力强，但是由于桥台是实体，故自重(zzhng)较大。一、重力一、重力一、重力一、重力(zhngl)(zhngl)(zhngl)(zhngl)式桥台式桥台式桥台式桥台第20页/共37页第二十一页，共37页。22 U型桥台 构造简单(jindn)，施工方便，但工程量大。适用于填土高度在810m以内跨度稍大的桥梁。u侧墙间应填以渗透性较好的土，台内填土不得有积水，否则(fuz)会因为结冰而冻胀，使得桥台开裂。u桥台后应设防水层，并将积水引向设于桥台后横穿路堤的盲沟内。盲沟锥坡第21页/共37页第二十二页，共37页。23埋式桥台当填土较高时，为减少(jinsho

13、)桥台长度节省圬工，可将桥台前缘后退，使桥台埋入锥体填土中。第22页/共37页第二十三页，共37页。24第23页/共37页第二十四页，共37页。25八字(bz)式和一字式桥台第24页/共37页第二十五页，共37页。26 利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积(tj)而使桥台轻型化。优点是：结构自重轻，施工方便。二、轻型二、轻型二、轻型二、轻型(qn xn)(qn xn)(qn xn)(qn xn)桥桥桥桥台台台台钢筋混凝土薄壁桥台 由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙所构成。适用(shyng)于在软土地基上建造的桥梁。第25页/共37页第二十六页，共37页。27n 为使桥台轻型化，桥台本身主要承

14、受桥跨结构传来的竖向力和水平力，台后的土压力由其他结构来承受，从而形成了组合桥台。n 优点：受力明确，节省材料。n 缺点：构造复杂(fz)，施工不方便。n 锚定板式、框架式组合桥台等。三、组合三、组合三、组合三、组合(zh)(zh)(zh)(zh)桥台桥台桥台桥台第26页/共37页第二十七页，共37页。28u分离式 台身与锚定(mo dn)板、挡土结构分开，台身主要承受上部结构传来的竖向力和水平力，锚定(mo dn)板承受土压力。u结合式 台身与锚定(mo dn)板结构结合在一起，台身兼做立柱或挡土板。所有水平力假定均由锚定(mo dn)板的抗拔力来平衡，台身仅承受竖向荷载。锚定(mo dn)

15、板式第27页/共37页第二十八页，共37页。29框架式组合桥台(qio ti)常用于地震区桥台(qio ti)挡土墙梁第28页/共37页第二十九页，共37页。30第四节第四节第四节第四节 墩台墩台墩台墩台(dn ti)(dn ti)(dn ti)(dn ti)计计计计算算算算一、作用在桥梁(qioling)墩台上的荷载1.恒载和水的浮力2.侧向土压力3.汽车荷载 及其冲击力4.汽车荷载的制动力(dngl)5.流水压力及冰压力6.船只撞击力7.地震力第29页/共37页第三十页，共37页。311、恒载和水的浮力(fl)桥梁上部结构恒载传至墩台的计算值，由支座反力计算确定。对于墩台在水下和土中部分自

16、重的计算方法，要根据地基土的性质加以考虑。位于透水地基上的墩台，在验算稳定时，应采用设计高水位的浮力；在验算地基应力时，仅考虑低水位时的浮力，或不考虑水的浮力。基础(jch)嵌入不透水性地基的墩台，可不考虑水的浮力。当地基是否透水未定时，按透水与不透水，以最不利荷载组合计算。第30页/共37页第三十一页，共37页。322、侧向(c xin)土压力桥台土压力计算时，采用哪种土压力，应根据桥台位移及压力传播方式而定。梁式桥台的水平土压力使桥台向河心移动。因此，侧向土压力一般按主动土压力计算。当桥台刚度很大，不可能(knng)产生微量移动，滑动土体不可能(knng)形成时，可按静止土压力计算。主动(

17、zhdng)土压力、被动土压力、静止土压力第31页/共37页第三十二页，共37页。333、汽车(qch)荷载冲击力v冲击力的计算按公路桥涵设计规范进行。v钢筋混凝土桩柱式墩台(dn ti)，以及其它轻型墩台(dn ti)，在计算汽车荷载时应计入冲击力。v对于重力式实体墩台(dn ti)，冲击力的作用衰减很快，因此，可不计冲击影响。第32页/共37页第三十三页，共37页。344、汽车荷载(hzi)的制动力汽车荷载的制动力是桥梁墩台承受的主要纵向水平力之一。制动力的作用点在设计车道桥面以上1.2m处。在计算梁式桥墩台时，制动力可移至支座中心(zhngxn)（铰或滚轴中心(zhngxn)）或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底座面上。公路级汽车制动力标准值不得小于165kN;公路级不得小于90kN;第33页/共37页第三十四页，共37页。355、船舶(chunb)或漂流的幢击力 偶然(u rn)荷载，但是对桥墩结构的危害性很大。第34页/共37页第三十五页，共37页。36第35页/共37页第三十六页，共37页。37黄黄黄黄 河河河河 凌凌凌凌 汛汛汛汛第36页/共37页第三十七页，共37页。