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第五篇 桥梁墩台,第一章 桥梁墩台的设计和构造,第二章 桥梁墩台计算,,,思考题,,第一章 桥梁墩台的设计和构造,第一节 概 述,桥梁墩（台）主要由墩（台）帽、墩（台）身和基础三部分组成（图5-1-1）梁的自重及梁所承受的荷载，通过桥台、桥墩传给地基第一章 第一节 概述,近年来，国内外的城市桥梁中，涌现出丰富多彩的构造形式，这些有：（1）单柱式墩（图5-1-2a），其截面可以是圆形、矩形、多角形等，这种桥墩的外貌轻盈，视空开阔，造价经济；（2）多柱式墩（图5-1-2b），其柱顶各自直接支撑上部结构的箱梁底板，柱间不设横系梁，显得挺拔有力，干净利落；,第一章 第一节 概述,图 5-1-2 各种轻型桥墩形式,（3）矩形薄壁墩（图5-1-2d，e），这种墩常将表面作成纹理（竖向或横向纹理），从而收到美观的效果；（4）双叉形（图5-1-2g）和四叉形（图5-1-2h）；（5）T形、V形和X形（图5-1-2c、f、i）等，这些型式除满足结构受力的要求外，都是为了达到造型美观的目的 公路桥梁上常用的墩、台形式大体上可以归纳为两大类：梁桥墩台和拱桥墩台第一章 第一节 概述,图 5-1-2 各种轻型桥墩形式,,图 5-1-2 各种轻型桥墩形式,第一章 第一节 概述,,第二节 梁 桥 墩 台,梁桥墩台从总体上可分为两种： 一种是重力式墩台。

这类墩、台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定因此，墩身、台身比较厚实，可以不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑它适用于地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中在砂石料方便的地区，小桥也往往采用重力式墩、台其主要缺点是圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大第一章 第二节 梁桥墩台,,另一种是轻型墩台一般说来，这类墩台的刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形，所用的建筑材料大都以钢筋混凝土和少筋混凝土为主，但也有一些轻型墩台，通过验算后可以用石料砌筑第一章 第二节 梁桥墩台,一、梁桥桥墩,桥墩按其构造可分为实体桥墩、空心桥墩、柱式排架桩墩、柔性墩和框架墩等五种类型按墩身横截面形状可分为矩形、圆形、圆端形、尖端形和各种空心墩，如图5-1-3所示第一章 第二节 梁桥墩台,图 5-1-3 桥墩类型 a) 空心墩 b）实心墩,（一）实体桥墩,实体桥墩是由一个实体结构组成按其截面尺寸和桥墩重量的不同又可分为实体重力式桥墩(图5-1-5)和实体薄壁式桥墩（墙式桥墩）（图5-1-6）它们由墩帽、墩身和基础构成第一章 第二节 梁桥墩台,图 5-1-5 实体重力式桥墩 图 5-1-6 实体薄壁桥墩,1. 顺桥向墩帽最小宽度b,(1) 双排支座,如图5-1-7所示，b为：,,式中：f相邻两跨支座间的中心距；,,e0 伸缩缝宽，中小桥为2cm5cm；大跨径桥梁可按温度变化及施工放样、安装构件可能出现的误差等决定；温度变化引起的变位为：,第一章 第二节 梁桥墩台,,其中：l桥跨的计算长度（因桥梁的分孔、联长、固定支座与活动支座布置不同而不同）； 温度变化幅度值，可采用当地最高和最低月平均气温及桥跨浇筑完成时的温度计算决定； 材料的线膨胀系数，钢筋混凝土构造物为110-5； 、桥跨结构过支座中心线的长度； a、 桥跨结构支座顺桥向宽度； c1顺桥向支座边缘至墩身边缘的最小距离，见表5-1-1及图5-1-8； c2檐口宽度，5cm10cm。

第一章 第二节 梁桥墩台,（2）单排支座,当墩上仅有一排支座时（如连续梁桥），则b可由下式计算（图5-1-8和图5-1-9）：,,图 5-1-8 C值的确定（单位：cm）,图 5-1-9 单排支座墩帽尺寸图,第一章 第二节 梁桥墩台,（3）不等高梁双排支座,如图5-1-10所示，这时左边（低梁端）宽度应按单排支座墩宽进行设计，而右边（高梁端）应按桥台台帽宽度进行设计5-1-10 不等高梁桥墩帽尺寸,第一章 第二节 梁桥墩台,2. 横桥向墩帽最小宽度B,,,图 5-1-11 多片主梁墩帽横桥向尺寸,第一章 第二节 梁桥墩台,（1）多片主梁（图5-1-11） B=桥跨结构两外侧主梁中心距（B1）+支座底板横向宽度（a1）+2c2+2c12）箱形梁（图5-1-12） B=B1（两边支座中心距）+a1+2c1+2c2,,图 5-1-12 箱形梁墩帽横桥向尺寸,第一章 第二节 梁桥墩台,（二）空心桥墩,在一些高大的桥墩中，为了减少圬工体积，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，因此，它介于重力式桥墩和轻型桥墩之间。

几种常见的空心桥墩如图5-1-14、5-1-15、5-1-16所示第一章 第二节 梁桥墩台,（三）柱式桥墩,柱式桥墩的结构特点是由分离的两根或多根立柱（或桩柱）所组成它的外型美观，圬工体积少，因此是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式之一，特别是在较宽较大的城市桥和立交桥中图 5-1-17 柱式桥墩 （a）单柱式；（b）双柱式；（c）哑铃式；（d）混合双柱式,第一章 第二节 梁桥墩台,（四）柔性排架桩墩,柔性排架桩墩（图5-1-18）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因此，柔性墩可以为单排桩墩、柱式墩或其它薄壁式桥墩图 5-1-18 柔性排架桩墩,第一章 第二节 梁桥墩台,（五）框架墩,框架墩是采用由构件组成的平面框架代替墩身，以支承上部结构，必要时可做成双层或更多层的框架支承上部结构，这类较空心墩更进一步的轻型结构，是以钢筋混凝土和预应力混凝土建成受力体系还这些桥墩在同样跨越能力情况下缩短梁的跨径、降低梁高，使结构轻巧美观，但结构构造比较复杂、施工比较麻烦。

图5-1-20示出了连续梁桥采用V形墩的构造，,第一章 第二节 梁桥墩台,图 5-1-20 连续梁桥采用V型框架墩 图 5-1-21 V型框架墩横断面,,图 5-1-22 Y型框架墩,第一章 第二节 梁桥墩台,图5-1-21为一V形框架墩的横断面示意图图5-1-22示出了连续梁桥采用Y形墩的构造二、梁桥桥台,梁桥桥台可分为重力式桥台和轻型桥台除了这两种外，还有组合式桥台和承拉桥台第一章 第二节 梁桥墩台,（一）重力式桥台,重力式桥台的常用型式是U型桥台，它由台帽、台身和基础等三部分组成台后的土压力主要靠自重来平衡，故桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工U型桥台因其台身由前墙和两个侧墙构成的U字型结构而得名 优点：构造简单，适用于填土高度在8至10m以下或跨度稍大的桥梁； 缺点：体积和自重大，对地基要求高第一章 第二节 梁桥墩台,重力式桥台,第一章 第二节 梁桥墩台,（二）轻型桥台,轻型桥台的体积轻巧、自重较小，一般由钢筋混凝土材料建造，它借助结构物的整体刚度和材料强度承受外力，从而可节省材料，降低对地基强度的要求和扩大应用范围，为在软土地基上修建桥台开辟了经济可行的途径。

设有支撑梁的轻型桥台,埋置式桥台,加筋混凝土桥台,第一章 第二节 梁桥墩台,,1、设有支撑梁的轻型桥台,台身为直立的薄壁墙，台身两侧有翼墙（用于挡土）在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁，上部结构与桥台通过锚栓连接，于是便构成四铰框架结构系统，并借助两端台后的土压力来保持稳定第一章 第二节 梁桥墩台,2、钢筋混凝土薄壁桥台,钢筋混凝土薄壁桥台 由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙构成 这种桥台不仅可以减少圬工体积40%50%，同时因自重减轻而减小了对地基的压力故适用于软弱地基的条件，但其构造和施工比较复杂，并且钢筋用量多第一章 第二节 梁桥墩台,3、加筋土桥台,竖向面板后填料的主动土压力作用到面板上，再通过拉杆将该力传递给锚定板，而锚定板则依靠位于板前且具有一定抗剪能力的土体所产生的拉拔力来平衡拉杆拉力，使整个结构处于稳定状态 第一章 第二节 梁桥墩台,4、埋置式桥台,台身后倾，使重心落在基底截面的形心之后以平衡台后填土的倾覆力矩后倾式桥台,肋形式桥台,第一章 第二节 梁桥墩台,埋置式桥台的共同缺点是，由于护坡伸入到桥孔，压缩了河道，或者为了不压缩河道，就要适当增加桥长框架式桥台结构本身存在着斜杆，能够产生水平分力以平衡土压力，加之基底较宽，又通过系梁联成一个框架体，所以稳定性较好。

框架式桥台,双柱式桥台,第一章 第二节 梁桥墩台,桥台本身主要承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，形成组合式的桥台桥台由轻型桥台支承上部结构，台后设挡土墙承受压力的组合式桥台框架式桥台,桥台与挡土墙组合式桥台,（三）、组合式桥台,第一章 第二节 梁桥墩台,（四）承拉桥台,在梁桥中，根据受力的需要，要求桥台具有承压和承拉的功能，在桥台构造和设计中，必须满足受力要求第一章 第二节 梁桥墩台,第三节 拱 桥 墩 台,拱桥墩台同梁桥墩台一样，也分为两大类型，一类是重力式墩台，另一类是轻型墩台，其作用原理与梁桥墩台大致相同第一章 第三节 拱桥墩台,一、拱桥桥墩,（一）重力式桥墩,第一章 第三节 拱桥墩台,普 通 墩,,,拱桥桥墩可以分为普通墩和单向推力墩两种普通墩:除了承受相邻两跨结构传来的垂直反力外，一般不承受恒载水平推力，或者当相邻孔不同时只承受经过相互抵消后尚余的不平衡推力单向推力墩,第一章 第三节 拱桥墩台,单向推力墩又称制动墩，它的主要作用是：在它的一侧的桥孔因某种原因遭到毁坏时，能承受住单侧拱的恒载水平推力，以保证其另一侧的拱桥不致遭到倾坍 当施工时为了拱架的多次周转，或者当缆索吊装设计的工作跨径受到限制时为了能按桥台与某墩之间或者按某两个桥墩之间作为一个施工段进行分段施工，在此情况下也要设置能承受部分恒载单向推力的制动墩。

二）轻型桥墩,1. 柱式桥墩,拱桥桥墩上所用的轻型桥墩，一般为配合钻孔灌注桩基础的桩柱式桥墩. 从外形上看，它与梁桥上的桩柱式桥墩非常相似 主要差别是：在梁桥墩帽上设置支座，而在拱桥墩顶部分则设置拱座第一章 第三节 拱桥墩台,2、斜撑墩,在采用轻型桥墩的多孔拱桥中，每隔35孔应设单向推力墩当桥墩较矮或单向推力不大时，可采用轻型的单向推力墩 特点: 在普通墩的墩柱上，从两侧对称地增设钢筋混凝土斜撑和水平拉杆，用来提高抵抗水平推力的能力. 优点:阻水面积小，并可节约圬工体积为了提高构件的抗裂性，可以采用预应力混凝土结构第一章 第三节 拱桥墩台,3. 悬臂墩,在桩柱式墩上加一对悬臂，拱脚支承在悬臂端当一孔坍塌时，邻孔恒载单向推力对桩柱身产生的弯矩，被恒载竖直反力产生的反向弯矩抵消一部分，从而减小桩柱身的弯矩，而能够承受拱的单向恒载推力第一章 第三节 拱桥墩台,二、拱桥桥台,,拱桥桥台要承受来自拱圈的推力、竖向力及弯矩，又要承受台后土的侧压力，从尺寸上看，拱桥桥台一般较梁桥要大根据桥址具体条件可选用不同的构造型式，可分为重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台、空腹式桥台和齿槛式桥台等重力式桥台,轻型桥台,第一章 第三节 拱桥墩台,组合式桥台,齿槛式桥台,空腹式桥台,第一章 第三节 拱桥墩台,（一）重力式桥台,常用的重力式桥台为U型桥台（图5-1-40），它由台帽、台身和基础三部分组成。

U型桥台的台身是由前墙和平行于行车方向的两侧翼墙构成，其水平截面呈U字型U型桥台常采用锥形护坡与路堤连接，锥坡的坡度根据坡高、地形等确定U型桥台的优缺点与梁式桥中的U型桥台相同，在结构构造上除在台帽部分有所差别外，其余部分也基本相同第一章 第三节 拱桥墩台,（二）轻型桥台,八字形,U型桥台,工作原理: 当桥台受到拱的推力后，便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便。