桥墩桥台结构及计算
52页1、桥梁墩台,一、概述,组成,墩台帽,墩台身,基础,承受荷载,上部结构,竖向力 水平力 弯矩,地震力 风力 流水压力等,第一节、桥梁墩台类型与构造,二、桥墩的类型与构造,构造,实体墩 空心墩 柱式墩 框架墩等,受力,刚性墩 柔性墩,按截面形式分,矩形 圆形 园端形 尖端形,1、实体墩,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。 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较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。 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,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 墩帽是直接支承桥跨结构,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0.4m,中小跨梁桥也不应小于0.3m,并设有50100mm的檐口。,2、空心桥墩,空心桥墩有两种形式:一种为部分
2、镂空实体桥墩,另一种为薄壁空心桥墩。,3、桩(柱)式桥墩和柔性墩,柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它具有线条简捷、明快、美观,既节省材料数量又施工方便的特点,特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。,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地貌条件任意组合。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖梁组成,对于上部结构为大悬臂箱形截面,墩身可以直接与梁相接。,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,可以通过一些构造措施,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的目的,4、框架式桥墩,框架式桥墩采用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,支承上部结构,必要时可做成双层或多层的框架,三、桥墩防撞,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和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。对此,在中等以上流冰河道(冰厚大于0.5 m,流水速度1 m/s左右)及有大量漂流物的河道,应在迎水方向设置破冰
3、棱体,航运繁忙的河道,船只往往因突发原因引起航行失控,或是因能见度低造成船舶与桥墩相撞。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,四、桥台的类型与构造,(一)重力式桥台,1、重力式桥台类型,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、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并采用就地建造施工方法,2、结构构造与,(二)轻型桥台,薄壁轻型桥台,支承梁型桥台,钢筋混凝土轻型桥台,其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型化。,(三)框架式桥台,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、板凳式等,(四)组合式桥台,第二节 桥梁墩台的计算,一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合,荷载,恒载、土重和侧向土压力、预应力(组合式桥墩)、混凝土收缩及徐变的影响力、水的浮力;,永久荷载:,汽车荷载、汽车冲击力、离心力
4、、汽车荷载引起的侧向土压力、人群荷载、挂车或履带车荷载及其引起的土侧压力;,基本可变荷载:,其它可变荷载有风力、汽车制动力、流水压力、冰压力、支座摩阻力;在超静定结构中尚需考虑温度变化的影响力;,其它可变荷载:,偶然荷载:船只或漂流物撞击力,施工荷载和地震力;,总之,在墩台设计计算过程中,应根据墩台的受力与工作阶段,给出可能同时作用荷载的组合,以确定出最不利的受力状态。,(一)荷载的计算,桥梁上部结构恒载传至墩台的计算值,由桥梁支座反力计算确定。对于 墩台在水下和土中部分自重的计算方法,要根据地基土的性质加以考虑,公路桥梁设计规范中,在考虑水的浮力时,对不同的土质和不同的计算内 容作了不同的规定。位于透水性地基上的墩台,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。,水对水下墩台或土的固体颗粒的浮力作用,可用墩台圬工的浮容重或土的 浮容重来反映。圬工的浮容重等于圬工容重减去水的容重,土的浮容重可 以根据土质资料得到不同的物理指
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