桥梁墩台课件学习教案.pptx

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1、会计学1桥梁桥梁(qioling)墩台课件墩台课件第一页，共57页。1.1.墩台的作用墩台的作用(zuyng)(zuyng)及要求及要求 作用：承受上部结构传来的荷载，并将它及本身自重作用：承受上部结构传来的荷载，并将它及本身自重传给墩台基础。传给墩台基础。墩台设计：与结构受力、水文、流速、河床性质及、墩台设计：与结构受力、水文、流速、河床性质及、地质条件有关。桥梁墩台要置于稳定可靠的地基上，并地质条件有关。桥梁墩台要置于稳定可靠的地基上，并通过通过(tnggu)(tnggu)设计和计算确定基础形式和埋置深度。设计和计算确定基础形式和埋置深度。结构型式：多种多样，注意上、下部结构协调一致，结构

2、型式：多种多样，注意上、下部结构协调一致，结构轻型、薄壁、造型多样等。结构轻型、薄壁、造型多样等。施工技术：因地制宜，与材料、环境等有关。施工技术：因地制宜，与材料、环境等有关。第1页/共57页第二页，共57页。墩台帽墩台帽组组成成墩台身墩台身基础基础承承受受荷荷载载上部结构上部结构竖向力竖向力水平力水平力弯矩弯矩地震力地震力风力风力流水压力等流水压力等2.2.墩台墩台(dn ti)(dn ti)的组成的组成及荷载及荷载第2页/共57页第三页，共57页。3.3.桥墩桥墩(qiodn)(qiodn)的类的类型与构造型与构造构构造造实体墩实体墩空心墩空心墩柱式墩柱式墩框架墩等框架墩等受受力力刚性墩

3、刚性墩柔性墩柔性墩按按截截面面形形式式分分矩形矩形圆形圆形园端形园端形尖端形尖端形第3页/共57页第四页，共57页。第4页/共57页第五页，共57页。3.1 3.1 实体实体(sht)(sht)墩墩 特点：靠自身的重量来平衡外力而保持其稳定，圬工量大；组成：墩帽，墩身，（基础(jch)）；截面：矩形墩、圆端形墩、圆形墩等；材料：天然石材，片石混凝土或混凝土块；应用：在中、小跨桥梁，尤其是铁路桥梁中常被采用。第5页/共57页第六页，共57页。第6页/共57页第七页，共57页。第7页/共57页第八页，共57页。第8页/共57页第九页，共57页。3.2 3.2 空心空心(kng(kng xn)xn)

4、桥墩桥墩 材料：混凝土空心墩（材料：混凝土空心墩（50m50m）和钢筋混凝土空心墩）和钢筋混凝土空心墩 截面：圆形，圆端形，箱形等数种，立面：直坡，侧坡，截面：圆形，圆端形，箱形等数种，立面：直坡，侧坡，阶梯阶梯 特点特点(tdin)(tdin)：充分利用材料强度，可节省材料，减轻桥：充分利用材料强度，可节省材料，减轻桥墩自重，进而也能减少基础工程量。施工速度快（滑动模板施墩自重，进而也能减少基础工程量。施工速度快（滑动模板施工），质量好，节省模板支架。工），质量好，节省模板支架。第9页/共57页第十页，共57页。第10页/共57页第十一页，共57页。第11页/共57页第十二页，共57页。3.

5、3 3.3 桩（柱）式桥墩桩（柱）式桥墩(qiodn)(qiodn)排架桩墩：将钻孔排架桩墩：将钻孔(zun kn)(zun kn)桩基础向上延伸做桩基础向上延伸做为桥墩的墩身，在桩顶浇注盖梁。为桥墩的墩身，在桩顶浇注盖梁。柱式墩：目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式，柱式墩：目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式，特别是在桥宽较大的城市桥和立交桥中，采用这种桥特别是在桥宽较大的城市桥和立交桥中，采用这种桥墩既能减轻墩身重量，节约圬工材料，又较美观。墩既能减轻墩身重量，节约圬工材料，又较美观。柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，它可以根据桥宽的需要以及地物

6、地貌条件任意组合。它可以根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。第12页/共57页第十三页，共57页。第13页/共57页第十四页，共57页。第14页/共57页第十五页，共57页。3.4 3.4 柔性柔性(ru xn)(ru xn)墩墩 柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是通桩与钢筋混凝土盖梁连接而成。其主要特点是通过过(tnggu)(tnggu)一些构造措施，将上部结构传来的水一些构造措施，将上部结构传来的水平力（制动力、温度影响力等）传递到全桥的各平力（制动力、温度影响力等）传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚性

7、墩台上，以减少单个个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，以减少单个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面的目的。的目的。第15页/共57页第十六页，共57页。第16页/共57页第十七页，共57页。3.5 3.5 薄壁墩薄壁墩 钢筋混凝土薄壁墩：一种新型桥墩，截面型式有板钢筋混凝土薄壁墩：一种新型桥墩，截面型式有板壁形、壁形、I I形、箱形等，构造简单、轻巧、圬工体积少。形、箱形等，构造简单、轻巧、圬工体积少。连续刚构桥双肢薄壁墩：在墩位上有两个相互连续刚构桥双肢薄壁墩：在墩位上有两个相互(xingh)(xingh)平行的墩壁与主梁刚接的桥墩。可增加桥梁平

8、行的墩壁与主梁刚接的桥墩。可增加桥梁刚度，减少主梁支点负弯矩。桥梁美观，无需设置支刚度，减少主梁支点负弯矩。桥梁美观，无需设置支座，方便施工。座，方便施工。第17页/共57页第十八页，共57页。第18页/共57页第十九页，共57页。3.6 3.6 轻型轻型(qn xn)(qn xn)桥墩桥墩第19页/共57页第二十页，共57页。3.7 3.7 框架框架(kun ji)(kun ji)式桥墩式桥墩 框架式桥墩采用框架式桥墩采用(ciyng)(ciyng)钢筋混凝土或预应力混钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部结构，

9、必要时可做成双层或多层的框架。部结构，必要时可做成双层或多层的框架。第20页/共57页第二十一页，共57页。第21页/共57页第二十二页，共57页。第22页/共57页第二十三页，共57页。第23页/共57页第二十四页，共57页。第24页/共57页第二十五页，共57页。第25页/共57页第二十六页，共57页。第26页/共57页第二十七页，共57页。4.4.桥台桥台(qio ti)(qio ti)的类型与构造的类型与构造类类型型重力式桥台重力式桥台轻型桥台轻型桥台框式桥台框式桥台组合式桥台组合式桥台承拉式桥台承拉式桥台第27页/共57页第二十八页，共57页。4.1 4.1 重力重力(zhngl)(

10、zhngl)式式桥台桥台 重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。桥台台身多数由石砌、片来平衡台后的土压力。桥台台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造施工建造施工(sh gng)(sh gng)方法。方法。U U型桥台型桥台埋式桥台埋式桥台T T形桥台形桥台耳墙式桥台耳墙式桥台重力式重力式桥台桥台第28页/共57页第二十九页，共57页。第29页/共57页第三十页，共57页。第30页/共57页第三十一页，共57页。第31页/共57页第三十二页，共57页。按结构形式，桥台还可

11、分为带翼墙和不带翼墙两大按结构形式，桥台还可分为带翼墙和不带翼墙两大类。翼墙位于桥台两侧类。翼墙位于桥台两侧(lin c)(lin c)，多采用八字形和一，多采用八字形和一字形，翼墙的作用是：挡住桥台两侧字形，翼墙的作用是：挡住桥台两侧(lin c)(lin c)的路基的路基填土，保证桥头路基稳定，并引导水流顺畅地进入桥孔。填土，保证桥头路基稳定，并引导水流顺畅地进入桥孔。带翼墙的桥台主要用于公路桥梁。带翼墙的桥台主要用于公路桥梁。第32页/共57页第三十三页，共57页。4.2 4.2 轻型轻型(qn xn)(qn xn)桥台桥台钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混钢筋混凝土轻型桥台，其

12、构造特点是利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。主要用于公路桥。型化。主要用于公路桥。薄壁轻型桥台：常用的形式薄壁轻型桥台：常用的形式(xngsh)(xngsh)有悬臂有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等；式、扶壁式、撑墙式及箱式等；支撑梁轻型桥台：适于小跨度桥。支撑梁轻型桥台：适于小跨度桥。第33页/共57页第三十四页，共57页。第34页/共57页第三十五页，共57页。第35页/共57页第三十六页，共57页。4.3 4.3 框架框架(kun ji)(kun ji)式桥台式桥台 框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻框架式桥台是

13、一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它埋置土中，所受的土压力较小，适用于地基承型桥台，它埋置土中，所受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大载力较低、台身较高、跨径较大(jio d)(jio d)的梁桥。其构的梁桥。其构造型式有双柱式、多柱式、墙式、半重力式和双排架式、造型式有双柱式、多柱式、墙式、半重力式和双排架式、板凳式等板凳式等第36页/共57页第三十七页，共57页。第37页/共57页第三十八页，共57页。第38页/共57页第三十九页，共57页。第39页/共57页第四十页，共57页。4.4 4.4 组合式桥台组合式桥台(qio ti)(qio ti)桥台本身主要承受

14、桥跨结构传来的竖向力和水平力，桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台的土压力由其它而台的土压力由其它(qt)结构来承受，形成组合式结构来承受，形成组合式桥台。桥台。第40页/共57页第四十一页，共57页。第41页/共57页第四十二页，共57页。第42页/共57页第四十三页，共57页。第二节第二节 桥梁墩台桥梁墩台(dn ti)(dn ti)的的计算计算1.1.桥墩设计荷载及组合桥墩设计荷载及组合(zh)(zh)2.2.桥台设计荷载及组合桥台设计荷载及组合(zh)(zh)3.3.墩台的验算内容墩台的验算内容4.4.桥墩防撞桥墩防撞第43页/共57页第四十四页，共57页。荷荷载载恒载、

15、土重和侧向土压力、预应力、混凝土收恒载、土重和侧向土压力、预应力、混凝土收缩及徐变的影响力、水的浮力；缩及徐变的影响力、水的浮力；永久荷载：永久荷载：汽车荷载、汽车冲击力、离心力、汽车荷载汽车荷载、汽车冲击力、离心力、汽车荷载引起的侧向土压力、人群荷载、挂车或履带引起的侧向土压力、人群荷载、挂车或履带车荷载及其引起的土侧压力；车荷载及其引起的土侧压力；风力、汽车制动力、流水压力、冰压力、支风力、汽车制动力、流水压力、冰压力、支座摩阻力；温度变化的影响力；座摩阻力；温度变化的影响力；可变荷载：可变荷载：偶然荷载：船只或漂流物撞击力，施工荷载和地震力；偶然荷载：船只或漂流物撞击力，施工荷载和地震力

16、；1.1.桥墩设计桥墩设计(shj)(shj)荷载及组合荷载及组合第44页/共57页第四十五页，共57页。荷载荷载(hzi)(hzi)组合组合需要对各种可能的荷载进行组合需要对各种可能的荷载进行组合(zh)(zh)计算，满足各种计算，满足各种不同的要求。在墩台的计算中，需按顺桥向不同的要求。在墩台的计算中，需按顺桥向(与行车的与行车的方向平行方向平行)和横桥向分别进行，故在荷载组合和横桥向分别进行，故在荷载组合(zh)(zh)时时也需按纵向及横向分别组合也需按纵向及横向分别组合(zh)(zh)。（1 1）最大竖向力组合）最大竖向力组合(zh)(zh)。用来验算墩身强度和基。用来验算墩身强度和基

17、底最大应力。底最大应力。（2 2）按桥墩各截面在顺桥向上可能产生的最大偏心和）按桥墩各截面在顺桥向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进行组合最大弯矩的情况进行组合(zh)(zh)。用来验算墩身强度，。用来验算墩身强度，基底应力、偏心及桥墩的稳定性。基底应力、偏心及桥墩的稳定性。第45页/共57页第四十六页，共57页。第46页/共57页第四十七页，共57页。第47页/共57页第四十八页，共57页。（3 3）按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心）按桥墩各截面在横桥向可能产生最大偏心(pinxn)(pinxn)和最大弯矩的情况进行组合。用来验算横桥向的墩身强度、和最大弯矩的情况进行组合。用来验算横

18、桥向的墩身强度、基底应力、偏心基底应力、偏心(pinxn)(pinxn)及桥墩的稳定性。及桥墩的稳定性。第48页/共57页第四十九页，共57页。2.2.桥台设计荷载桥台设计荷载(hzi)(hzi)及组合及组合在确定荷载最不利组合在确定荷载最不利组合(zh)(zh)时，通常按时，通常按 台后布置活载而桥上无活载（最大水平力和最大后台后布置活载而桥上无活载（最大水平力和最大后端弯矩组合端弯矩组合(zh)(zh)）桥上满布活载（最大前端弯矩）桥上满布活载（最大前端弯矩）桥上、台后同时布置活载（最大竖向力组合桥上、台后同时布置活载（最大竖向力组合(zh)(zh)）等几种不利情况，分别进行组合等几种不利

19、情况，分别进行组合(zh)(zh)与验算。与验算。第49页/共57页第五十页，共57页。3.3.墩台墩台(dn ti)(dn ti)的验算内的验算内容容 设计过程：选定墩台型式及拟定各部分尺寸；然后计设计过程：选定墩台型式及拟定各部分尺寸；然后计算各项外力和进行最不利荷载组合，选取验算截面算各项外力和进行最不利荷载组合，选取验算截面(jimin)(jimin)和验算内容；计算各截面和验算内容；计算各截面(jimin)(jimin)的内力，的内力，进行配筋和验算。进行配筋和验算。第50页/共57页第五十一页，共57页。验算要求：验算要求：墩台本身：强度，稳定性及偏心墩台本身：强度，稳定性及偏心(

20、pinxn)(pinxn)扩大基础：基底应力、整体稳定性（纵向挠曲稳定、抗扩大基础：基底应力、整体稳定性（纵向挠曲稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定）倾覆稳定、抗滑移稳定）高桥墩：墩顶弹性水平位移高桥墩：墩顶弹性水平位移 超静定桥梁结构：基底沉降量超静定桥梁结构：基底沉降量 计算理论：容许应力法（铁）和极限状态法（公）计算理论：容许应力法（铁）和极限状态法（公）验算对象：墩台身一般视为偏心验算对象：墩台身一般视为偏心(pinxn)(pinxn)受压构件。受压构件。第51页/共57页第五十二页，共57页。柔性墩计算柔性墩计算(j(j sun)sun)要点要点 在纵向水平力作用下，一联的各柔性墩顶具有相

21、同的水在纵向水平力作用下，一联的各柔性墩顶具有相同的水平位移。为简化计算平位移。为简化计算(j sun)(j sun)，可把双固定支座布置的柔，可把双固定支座布置的柔性墩视为下端固结，上端有水平约束的铰接支承的超静定梁。性墩视为下端固结，上端有水平约束的铰接支承的超静定梁。当已知柔性墩顶端桥跨结构作用的竖向力和墩顶弯矩，墩顶当已知柔性墩顶端桥跨结构作用的竖向力和墩顶弯矩，墩顶位移可预先求出，将墩顶水平反力作为多余未知力求解，即位移可预先求出，将墩顶水平反力作为多余未知力求解，即可计算可计算(j sun)(j sun)下端固结点和墩身的弯矩、剪力，根据各下端固结点和墩身的弯矩、剪力，根据各墩最不

22、利的组合内力进行桩墩的配筋和验算。墩最不利的组合内力进行桩墩的配筋和验算。第52页/共57页第五十三页，共57页。第53页/共57页第五十四页，共57页。4.4.桥墩桥墩(qiodn)(qiodn)防撞防撞 流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。在中等以上和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。在中等以上(yshng)(yshng)流冰河道（冰厚大于流冰河道（冰厚大于0.5 m0.5 m，流水速度，流水速度1 m/s1 m/s左右）左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱体。及有

23、大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱体。船只因突发原因引起航行失控与桥墩相撞。桥墩在设计中船只因突发原因引起航行失控与桥墩相撞。桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲击荷载的能力，还要考虑采用缓冲不但要有一定抵抗船舶冲击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对装置和保护系统，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏。桥墩的冲击荷载，不使其破坏。第54页/共57页第五十五页，共57页。桥墩桥墩(qiodn)(qiodn)配筋配筋动画动画第55页/共57页第五十六页，共57页。本章本章(bn zhn)(bn zhn)小结小结1.桥墩的主要类型及其特点桥墩的主要类型及其特点(tdin)2.桥台的主要类型及其特点桥台的主要类型及其特点(tdin)3.桥梁墩台检算的主要内容桥梁墩台检算的主要内容第56页/共57页第五十七页，共57页。