ysy-04桥梁的墩台-L.ppt

1,第四章 桥梁的墩台,第一节 概 述 第二节 桥 墩 类 型 第三节 桥 台 类 型 第四节 墩台荷载计算,桥梁工程,2,复习：桥梁的基本组成 ？,第一节 概述,是桥梁的下部结构，承受上部结构传来的荷载，并将上部荷载及本身自重传给地基。 桥墩支承相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位。 桥台居于全桥的两端，它的前端支承桥跨,后端与路基衔接，支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来。,一、墩台的作用与要求,一、墩台的作用与要求 二、墩台的组成,3,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。,墩台的受力情况与要求,4,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奖。 通航孔按横桥向船舶撞击力1200吨进行防撞设计；非通航孔按横桥向撞击力40吨进行船撞设防。,桥梁事故 1：广东九江大桥,5,2007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。 2009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。,6,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式无铰拱。腹拱采用等截面圆弧拱。桥墩高33m，为连拱石拱桥。 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。,桥梁事故 2：凤凰沱江大桥,（2007年5月11日拍摄）,7,2007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。,事故的直接原因： 主拱圈砌筑材料不满足规范和设计要求，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。,8,二、墩台的组成,主要由 墩台帽、墩台身和基础 三部分组成。,梁桥重力式墩台,9,二、墩台的组成,主要由 墩台帽、墩台身和基础 三部分组成。,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，分散均匀地传给墩身 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 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,10,第二节 桥墩类型,重力式桥墩 轻型桥墩：空心薄壁墩、柱式墩、柔性墩、框架式墩,11,第二节 桥墩类型,重力式桥墩 轻型桥墩：空心薄壁墩、柱式墩、柔性墩、框架式墩,双薄壁墩拉会高架大桥 大、中跨径公路桥梁,V型墩集庆门桥,12,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、重力式桥墩,13,墩帽应力较集中。大跨径重力式桥墩墩帽厚度一般0.4m，中小跨梁桥也0.3m，并设510cm的檐口。,墩帽采用C20以上混凝土，配812的构造筋；在支承部位要加设钢筋网。,14,截面型式: 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。 侧坡坡度一般20:130:1,图,墩身常用C15或以上的片石混凝土浇筑，或用浆砌块石，也可以用混凝土预制块砌筑。,15,二、空心桥墩,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、减轻自重、降低对地基的要求等。,16,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。 可采用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、空心桥墩,17,柱式桥墩一般由基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成 沿桥横向常由14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形式。,三、柱式桥墩,18,柱式桥墩,当墩身高度大于67m时，可设横系梁加强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。,19,四、柔性墩,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，或相邻的刚性墩台上，以减少单个墩所受的水平力，从而减小桩墩截面。,20,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6.8m。 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，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。,21,第三节 桥台类型,重力式桥台石、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、水文条件及河流地形等因素。,22,靠自重平衡台后的土压力。 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，故自重较大。,一、重力式桥台,23,U型桥台 构造简单，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。,侧墙间应填以渗透性较好的土，台内填土不得有积水，否则会因为结冰而冻胀，使得桥台开裂。 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,24,埋式桥台 当填土较高时，为减少桥台长度节省圬工，可将桥台前缘后退，使桥台埋入锥体填土中。,25,26,八字式和一字式桥台,27,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。 优点是：结构自重轻，施工方便。,二、轻型桥台,钢筋混凝土薄壁桥台 由扶壁式挡土墙和两侧的薄壁侧墙所构成。适用于在软土地基上建造的桥梁。,28,为使桥台轻型化，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，从而形成了组合桥台。 优点：受力明确，节省材料。 缺点：构造复杂，施工不方便。 锚定板式、框架式组合桥台等。,三、组合桥台,29,分离式 台身与锚定板、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，锚定板承受土压力。 结合式 台身与锚定板结构结合在一起，台身兼做立柱或挡土板。所有水平力假定均由锚定板的抗拔力来平衡，台身仅承受竖向荷载。,锚定板式,30,框架式组合桥台常用于地震区,桥台,挡土墙,梁,31,第四节 墩台计算,一、作用在桥梁墩台上的荷载,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 5.流水压力及冰压力 6.船只撞击力 7.地震力,32,1、恒载和水的浮力,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。,33,2、侧向土压力,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，不可能产生微量移动，滑动土体不可能形成时，可按静止土压力计算。,主动土压力、被动土压力、静止土压力,34,3、汽车荷载冲击力,冲击力的计算按公路桥涵设计规范进行。 钢筋混凝土桩柱式墩台，以及其它轻型墩台，在计算汽车荷载时应计入冲击力。 对于重力式实体墩台，冲击力的作用衰减很快，因此，可不计冲击影响。,35,4、汽车荷载