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桥梁的基础承担着桥墩 桥跨结构 桥身 的全部重量以及桥上的可变荷载 桥梁基础往往修建于江河的流水之中 遭受水流的冲刷 所以桥梁基础一般比房屋基础的规模大 需要考虑的问题多 施工条件也困难 桥梁基础的类型有刚性扩大基础 桩基础和沉井基础等 在特殊情况下 也用气压沉箱基础 1 刚性扩大基础 刚性扩大基础是桥梁实体式墩台浅基础的基本型式 主要特点 基础外伸长度与基础高度的比值必须限制在材料刚性角的正切的范围内 若满足此条件 则认为基础的刚性很大 基础材料只承受压力 不会发生弯曲和剪切破坏 刚性扩大基础即由此而得名 刚性扩大基础施工简单 可就地取材 稳定性好 也能承受较大的荷载 2 桩基础 桥梁的桩基础是桥梁基础中常用的型式 当地基上面土层较软且较厚时 如采用刚性扩大基础 地基的强度和稳定性往往不能满足要求 这时采用桩基础是比较好的方案 水流稍深的江河道上的桥梁也多用桩基础 3 桩基础的作用是将墩台传来的外力由其经过上部软土层传到较深的地层中去 承台将外力传递给各桩起到箍住桩顶使各桩共同工作的作用 各桩所承受的荷载由桩身与周围土之间的摩阻力及桩底地层的抵抗力来支承 因此桩基础一般具有承载力高 稳定性好 沉降小 沉降均匀等特点 在深水河道中 桩基础可以减少水下工程 简化施工工艺 加快施工进度等优点 4 桩基础由若干根桩与承台两部分组成 每根桩的全部或部分沉入地基中 桩在平面排列上可成为一排或几排 所有桩的顶部由承台联成一个整体 在承台上再修筑墩台 如下图所示 5 沉井基础 它是以沉井作为基础结构 将上部荷载传至地基的一种深基础 沉井是一种四周有壁 下部无底 上部无盖 侧壁下部有刃脚的筒形结构物 通常用钢筋混凝土制成 它通过从井孔内挖土 借助自身重量克服井壁摩阻力下沉至设计标高 再经混凝土封底并填塞井孔 便可成为桥梁墩台的整体式深基础 参见下图 沉井基础的特点是埋深大 整体性强 稳定性好 能承受较大的竖向作用和水平作用 沉井井壁既是基础的一部分 又是施工时的档土和挡水结构物 施工工艺也不复杂 因此这种结构型式在桥梁基础中得到广泛使用 随着施工技术的提高 还将得到应用与发展 6 沉井基础 7 沉箱基础 沉箱基础又称之气压沉箱基础 它是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其它构筑物的基础 沉箱形似有顶盖的沉井 在水下修筑大桥时 若用沉井基础施工有困难 则改用气压沉箱施工 并用沉箱作基础 它是一种较好的施工方法和基础型式 它的工作原理是 当沉箱在水下就位后 将压缩空气压入沉箱室内部 排出其中的水 这样施工人员就能在箱内进行挖土施工 并通过升降筒和气闸 把弃土外运 从而使沉箱在自重和顶面压重作用下逐步下沉至设计标高 最后用混凝土填实工作室 即成为沉箱基础 由于施工过程中都通入压缩空气 使其气压保持或接近刃脚处的静水压力 故称为气压沉箱 8 桥墩与桥台 桥梁的支承结构为桥台与桥墩 桥台是桥梁两端桥头的支承结构 是道路与桥梁的连接点 桥墩是多跨桥的中间支承结构 桥台和桥墩都是由台 墩 帽 台 墩 身和基础组成 9 桥墩的类型 桥墩的作用是支承在它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖直力和水平力 由于桥墩建筑在江河之中 因此它还要承受流水压力 水面以上的风力和可能出现的冰压力 船只等的撞击力 所以桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性 在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响 即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题 在空间上应满足通航和通车的要求 10 一般公路桥梁常采用的桥墩类型根据其结构形式可分为实体式 重力式 桥墩 空心式桥墩和桩 柱 式桥墩 具体桥梁建设时采用什么类型的桥墩 应依据地质 地形及水文条件 墩高 桥跨结构要求及荷载性质 大小 通航和水面漂浮物 桥跨以及施工条件等因素综合考虑 但是在同一座桥梁内 应尽量减少桥墩的类型 11 1 实体式桥墩 主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定 它一般适宜荷载较大的大 中型桥梁 或流冰 漂浮物较多的江河之中 此类桥墩的最大缺点是圬工体积较大 因而其自重大阻水面积也较大 有时为了减轻墩身体积 将墩顶部分做成悬臂式的 2 空心式桥墩 它克服了实体式桥墩在许多情况下材料强度得不到充分发挥的缺点 而将混凝土或钢筋混凝土桥墩做成空心薄壁结构等形式 这样可以节省圬工材料 还减轻重量 缺点是经不起漂浮物的撞击 12 3 桩或柱式桥墩 由于大孔径钻孔灌注桩基础的广泛使用 桩式桥墩在桥梁工程中得到普遍采用 这种结构是将桩基一直向上延伸到桥跨结构下面 桩顶浇筑墩帽 桩作为墩身的一部分 桩和墩帽均由钢筋混凝土制成 这种结构一般用于桥跨不大于30m 墩身不高于10m的情况 如在桩顶上修筑承台 在承台上修筑立柱作墩身 则成为柱式桥墩 柱式桥墩可以是单柱 也可以是双柱或多柱形式 视结构需要而定 13 重力式桥墩 14 构架式桥墩 15 X形桥墩 16 Y形桥墩 17 V形桥墩 18 桩式桥墩 19 单柱式桥墩 20 双柱式桥墩 21 桥台的类型 桥台是两端桥头的支承结构物 它是连接两岸道路的路桥衔接构造物 它既要承受支座传递来的竖直力和水平力 还要挡土护岸 承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力 因此桥台必须有足够的强度 并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移 转动和沉降 这在超静定结构桥梁中尤为重要 当前 我国公路桥梁的桥台有实体式桥台和埋置式桥台等形式 22 1 实体式桥台 U型桥台它是最常用的桥台形式 它由支承桥跨结构的台身与两侧翼墙在平面上构成U字形而得名 一般用圬工材料砌筑 构造简单 适合于填土高度在8 10m以下 跨度稍大的桥梁 缺点是桥台体积和自重较大 也增加了对地基的要求 2 埋置式桥台 它是将台身大部分埋入锥形护坡中 只露出台帽 以安置支座及上部构造物 这样 桥台体积可以大为减少 但是由于台前护坡用作永久性表面防护设施 存