桥梁墩台的构造与设计.ppt

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1、第五篇第五篇 桥梁墩台桥梁墩台 1-1 1-1 桥梁墩台概述桥梁墩台概述 1-2 1-2 梁桥墩台梁桥墩台 1-31-3 拱桥墩台拱桥墩台-一、桥梁墩台的作用与要求一、桥梁墩台的作用与要求 桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的支承桥梁上部结构的结构物结构物，它与基础统称为，它与基础统称为桥梁下部结构桥梁下部结构，主要作用是主要作用是承受上承受上部结构传来的荷载部结构传来的荷载,并将它及本身自重传给地基。并将它及本身自重传给地基。桥墩桥墩支承相邻的两孔桥跨，支承相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位居于桥梁的中间部位。桥台桥台居于全桥的两端居于全桥的两端，它

2、的前端支承桥跨，它的前端支承桥跨,后端与路基衔接，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。起着支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。安全耐久、造价低、易维护且成本低、施工方便且工期短、安全耐久、造价低、易维护且成本低、施工方便且工期短、美学上的要求等。美学上的要求等。二、桥梁墩台的基本组成与类型二、桥梁墩台的基本组成与类型1.1.基本组成基本组成一般由墩一般由墩(台台)帽帽(或拱座或拱座)、墩、墩(台台)身和基础三部分组成。身和基础三部分组成。2.2.墩台的基本类型墩台的基本类型 桥梁上最常用、最基本的墩台类型，总体上可分为桥梁上最常用、最基本的墩台类型，总体

3、上可分为重力重力式墩台式墩台和和轻型墩台轻型墩台两种。两种。1)1)重力式墩台重力式墩台主要特点：主要特点：墩、台身比较厚实，以自身重力（及桥跨重力）平衡外墩、台身比较厚实，以自身重力（及桥跨重力）平衡外力，获得强度与稳定性；力，获得强度与稳定性；可以不配置钢筋，用天然石材或片石混凝土砌筑；可以不配置钢筋，用天然石材或片石混凝土砌筑；刚度大、防撞能力强；刚度大、防撞能力强；适用于：地基承载力高、浅基岩；在砂石料方便的地区；适用于：地基承载力高、浅基岩；在砂石料方便的地区；流冰、漂浮物较多的河流中。流冰、漂浮物较多的河流中。主要缺点：主要缺点：圬工体积较大圬工体积较大，因而其自重和阻水面积也较大

4、，因而其自重和阻水面积也较大，对地基要求较高对地基要求较高。2)2)轻型墩台轻型墩台主要特点：主要特点：自重小、节省圬工；自重小、节省圬工；刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形；刚度小，受力后允许在一定的范围内发生弹性变形；抗冲击能力差；抗冲击能力差；以钢筋混凝土和少量配筋的混凝土为主，也有一些轻以钢筋混凝土和少量配筋的混凝土为主，也有一些轻型墩台可用石料砌筑。型墩台可用石料砌筑。外形轻巧美观，是目前公路桥梁中广泛采用的墩台型外形轻巧美观，是目前公路桥梁中广泛采用的墩台型式之一，特别是在较宽较大的城市立交桥和高架桥中。式之一，特别是在较宽较大的城市立交桥和高架桥中。墩台选用时必须根据桥

5、位处的地形、地质、水文和施工墩台选用时必须根据桥位处的地形、地质、水文和施工条件等因素综合考虑确定。条件等因素综合考虑确定。3.3.墩台的基础及分类墩台的基础及分类 墩台基础是桥梁墩台结构直接与地基接触的部分，主要墩台基础是桥梁墩台结构直接与地基接触的部分，主要承受墩台身传来的荷载。承受墩台身传来的荷载。常用的墩台基础分为以下几类：常用的墩台基础分为以下几类：浅埋基础浅埋基础(刚型和柔刚型和柔性扩大基础性扩大基础)；深基础深基础(桩基础和沉井基础桩基础和沉井基础)深水基础深水基础。桥梁基础工程发展到今天，已经不受水文地质条件的控制，但由于桥梁基础工程发展到今天，已经不受水文地质条件的控制，但由

6、于基础工程在地面以下或水中，增加工程的复杂程度。基础工程在地面以下或水中，增加工程的复杂程度。在施工中，应在施工中，应根据基础的不同形式而采取相应的施工措施。根据基础的不同形式而采取相应的施工措施。在桥梁的总体设计中，下部结构的选型对整个设计方案有较大的影在桥梁的总体设计中，下部结构的选型对整个设计方案有较大的影响。响。合理的选型会使上、下部结构协调一致、轻巧美观。合理的选型会使上、下部结构协调一致、轻巧美观。近年来我国建造的桥梁，下部结构的造型也有了显著的变化，反映近年来我国建造的桥梁，下部结构的造型也有了显著的变化，反映在在向着轻型、薄壁、注意造型的方向发展。向着轻型、薄壁、注意造型的方向

7、发展。对于城市立交桥、高架对于城市立交桥、高架桥下部结构的选型就更应显示出桥梁美学的功能。桥下部结构的选型就更应显示出桥梁美学的功能。受受力力一、梁桥桥墩的构造一、梁桥桥墩的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刚性墩刚性墩柔性墩柔性墩截截面面形形式式矩形矩形圆形圆形圆端形圆端形尖端形尖端形施施工工工工艺艺就地浇就地浇(砌砌)筑桥墩筑桥墩预制安装预制安装桥墩桥墩多用于无水或静水处多用于无水或静水处多用于水流斜交角小于多用于水流斜交角小于1515多用于河流急弯、流向不固定或与水流斜交角大于多用于河流急弯、流向不固定或与水流斜交角大于15151.1.实体式桥墩实体式桥墩u

8、 按其截面尺寸及重量的不按其截面尺寸及重量的不同又可分为同又可分为实体重力式桥实体重力式桥墩墩和和实体轻型桥墩实体轻型桥墩。u 主要靠自身的重量（包括主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳从而保证桥墩的强度和稳定。定。u 自身刚度大，具有较强的自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。深较浅的地基上。（1 1）矩形墩）矩形墩（2 2）圆形桥墩）圆形桥墩（3 3）圆端形桥墩

9、）圆端形桥墩1)1)墩帽的构造及其平面尺寸墩帽的构造及其平面尺寸l支座下局部承压，应予加强并有支座下局部承压，应予加强并有一定厚度，以利传力至墩身；一定厚度，以利传力至墩身；l厚厚40cm40cm（中小桥（中小桥30cm30cm；特大、；特大、大跨径桥梁大跨径桥梁50cm50cm）；）；l砼砼C20C20，加配构造筋；，加配构造筋；l檐口：宽檐口：宽5 510cm10cm；12510cm墩帽构造墩帽构造1-支座支座2-墩帽墩帽l 顺桥向的墩帽宽度顺桥向的墩帽宽度b b122222aabfcc式中：式中：01122aafeee双排支座：双排支座：f 相邻两跨支座的中心距；相邻两跨支座的中心距；c

10、1顺桥向支座垫板至墩身边缘最小距离；顺桥向支座垫板至墩身边缘最小距离；c2檐口宽度，檐口宽度，50mml00mm。桥桥 向向 跨跨 径径顺桥向顺桥向(cm)横横 桥桥 向向(cm)圆弧形端头圆弧形端头(自支座角量起自支座角量起)矩形端头矩形端头大大 桥桥252540中中 桥桥202030小小 桥桥151520支座边缘到墩台身边缘的最小距离支座边缘到墩台身边缘的最小距离注：注：(1)(1)采用钢筋混凝土悬臂式墩台帽时，上述最小距离为支座至墩台帽边缘距离；采用钢筋混凝土悬臂式墩台帽时，上述最小距离为支座至墩台帽边缘距离；(2)(2)跨径跨径100m100m及以上的桥梁，应按实际情况而定。及以上的桥

11、梁，应按实际情况而定。l 顺桥向的墩帽宽度顺桥向的墩帽宽度b b：1222bacc单排支座：单排支座：不等高梁双排支座：不等高梁双排支座：l 横桥向的墩帽最小宽度横桥向的墩帽最小宽度B B：B=两侧主梁间距(B1)+支座横向宽度(a1)+2cl+2c2多片主梁多片主梁:箱形梁箱形梁:B=两边支座中心距(B2)+a1+2cl+2c22)2)墩身墩身l 重力式墩身重力式墩身 墩身顶宽墩身顶宽0.8m/1.0m（小（小/中桥中桥,大桥视上部结构类型而定）大桥视上部结构类型而定）;由块石、浆砌片石、混凝土或钢筋由块石、浆砌片石、混凝土或钢筋混凝土混凝土(MU40/30,C25/20,M 7.5/5)等

12、材料建造等材料建造;因抗倾覆稳定依赖于墩身重力，故因抗倾覆稳定依赖于墩身重力，故不可太小；不可太小；侧坡：侧坡：30:120:1（小跨且矮墩径（小跨且矮墩径可无侧坡）；可无侧坡）；破冰棱可采用石材破冰棱可采用石材(MU60MU60)或混凝土预制块镶面（或混凝土预制块镶面（C40C40，在迎水表面埋设钢板或角钢），镶面砌筑的砂浆（在迎水表面埋设钢板或角钢），镶面砌筑的砂浆（M20M20）。）。100cm50cm倾斜度为倾斜度为3:110:1l 实体薄壁桥墩实体薄壁桥墩 可用钢筋混凝土材料做成，一般可用钢筋混凝土材料做成，一般不设侧坡。不设侧坡。可以显著减少巧工体积，因而被可以显著减少巧工体积，因

13、而被广泛使用于中、小跨径的桥梁中，广泛使用于中、小跨径的桥梁中，其抗冲击力较差，不宜用在流速其抗冲击力较差，不宜用在流速大并夹有大量泥砂的河流，或可大并夹有大量泥砂的河流，或可能有船舶、冰、漂流物撞击的河能有船舶、冰、漂流物撞击的河流。流。钢筋混凝土薄壁桥墩钢筋混凝土薄壁桥墩 空心桥墩有两种形式：一种为空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩部分镂空实体桥墩，另，另一种为一种为薄壁空心桥墩。薄壁空心桥墩。2.2.空心式桥墩空心式桥墩 对于高大的桥墩或位于软弱地基桥位的桥墩，为了减对于高大的桥墩或位于软弱地基桥位的桥墩，为了减少巧工体积、减轻自重以及减小地基的负荷，可将墩身内少巧工体积、减轻自

14、重以及减小地基的负荷，可将墩身内部做成部做成空腔体空腔体或或部分空腔体部分空腔体，形成，形成空心桥墩空心桥墩。它介于重力。它介于重力式桥墩和轻型桥墩之间。式桥墩和轻型桥墩之间。钢筋砼构件，配筋率钢筋砼构件，配筋率0.5%0.5%左右；左右；C20C203030；壁厚：壁厚：303050cm50cm；宜设水平隔板；宜设水平隔板；40m40m以上高墩，不论壁厚均设，间距以上高墩，不论壁厚均设，间距610m；墩身表层内应设置钢筋网，其面积墩身表层内应设置钢筋网，其面积每米每米250mm2，间距，间距40cm40cm。l 部分镂空：部分镂空：端部实体过渡段。端部实体过渡段。l 薄壁空心：薄壁空心：3.

15、3.柱（桩）式桥墩柱（桩）式桥墩 柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式，柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式，由由承承台台、柱式墩身柱式墩身和和盖梁盖梁三部分三部分组成，组成，具有线条具有线条简捷简捷、明快明快、美观美观，既节省材料数量又施工方便既节省材料数量又施工方便的特点，特别适用于的特点，特别适用于宽宽度较大的城市桥梁度较大的城市桥梁和和立交桥立交桥。常用的柱式桥墩的型式：常用的柱式桥墩的型式：单柱式单柱式、双柱式双柱式、哑铃式哑铃式以以及及混合双柱混合双柱式四种。式四种。盖梁各截面尺寸与配筋需通过受力计算确定：盖梁各截面尺寸与配筋需通过受力计算确定：采用的混采用的混凝土凝土

16、C25C25；内应设箍筋；内应设箍筋8mm8mm，间距，间距20cm20cm；两侧面应；两侧面应设纵向水平钢筋，直径设纵向水平钢筋，直径12mm12mm，间距，间距20cm20cm。墩柱的核心截面墩柱的核心截面:为直径为直径6060150cm150cm的圆形或矩形、六角的圆形或矩形、六角形等形等,采用采用C20C20C30C30的钢筋混凝土的钢筋混凝土;竖向受力钢筋的直径竖向受力钢筋的直径应应12mm12mm，配筋率应，配筋率应0.4%0.4%，箍筋，箍筋6mm6mm。桩桩(或柱或柱)的横系梁截面高度和宽度：的横系梁截面高度和宽度：取取0.80.81.01.0倍的桩倍的桩(或或0.60.60.80.8倍的柱倍的柱)直径或矩形墩柱纵桥向边长；横系直径或矩形墩柱纵桥向边长；横系梁一般不直接承受外力，可不作内力计算配筋，其截面梁一般不直接承受外力，可不作内力计算配筋，其截面构造钢筋配筋率构造钢筋配筋率0.1%0.1%，截面四角应设置直径，截面四角应设置直径16mm16mm的的纵向钢筋，并设直径纵向钢筋，并设直径8mm8mm的箍筋，箍筋间距的箍筋，箍筋间距横系梁的横系梁的短边尺寸短边尺寸或或4