第九章桥梁墩台10支座(1)

1、9 桥梁墩台桥梁墩台 9.1 9.1 概述概述 2 2）桥台前端）桥台前端支承支承桥跨结构桥跨结构, ,后端后端支挡支挡台后路基填土台后路基填土 及车辆荷载所产生的侧压力，并把桥跨与路基及车辆荷载所产生的侧压力，并把桥跨与路基连接连接起起 来的作用。来的作用。 1 1）桥梁墩台的主要作用是）桥梁墩台的主要作用是承受承受上部结构传来的上部结构传来的荷载荷载, , 并将它及本身自重并将它及本身自重传传给地基。给地基。 9.1.1墩台的作用墩台的作用 3 3）桥墩还受到风力、流水压力及可能发生冰荷载、）桥墩还受到风力、流水压力及可能发生冰荷载、 船只和漂流物的撞击力。船只和漂流物的撞击力。 4 4）

2、桥梁墩台还要）桥梁墩台还要承受承受施工时的施工时的临时荷载临时荷载。 9.1.2墩台设计应遵循的原则墩台设计应遵循的原则 满足交通要求、安全耐久、维修养护费用少等原则。满足交通要求、安全耐久、维修养护费用少等原则。 图图9-1 9-1 独柱式桥墩独柱式桥墩 独柱式桥墩独柱式桥墩 图图9-2 9-2 独柱式桥墩独柱式桥墩 图图9-3 9-3 多柱式墩多柱式墩 图图9-4 Y9-4 Y型桥墩型桥墩 按墩身构造可分按墩身构造可分 为实体式墩、柱式墩、为实体式墩、柱式墩、 柔性（排架）墩、空柔性（排架）墩、空 心墩等。心墩等。 9.2.1 梁桥桥墩梁桥桥墩 9. 2 梁桥墩台梁桥墩台 （1）实体式桥墩

3、）实体式桥墩 图图9-6 9-6 实体桥墩实体桥墩 1）墩帽）墩帽 图图9-7 9-7 梁桥墩帽梁桥墩帽 墩墩 帽帽 形形 状状 墩帽厚度墩帽厚度 大跨径的大跨径的 桥梁一般不小桥梁一般不小 于于50cm，而对而对 于中小跨径的于中小跨径的 桥梁不应小于桥梁不应小于 40cm。 图图9-8 9-8 墩帽顺桥向尺寸墩帽顺桥向尺寸 （a a）双排支座）双排支座 墩帽尺寸墩帽尺寸 图图9-8 9-8 墩帽顺桥向尺寸墩帽顺桥向尺寸 （b b）单排支座）单排支座 （c c）不等高梁双排支座）不等高梁双排支座 图图9-9 9-9 墩帽横桥向尺寸墩帽横桥向尺寸 （a a）多片主梁）多片主梁 图图9-9 9-

4、9 墩帽横桥向尺寸墩帽横桥向尺寸 （b b）箱形梁）箱形梁 2 2）墩身墩身 图图9-10 9-10 墩身侧面的变化墩身侧面的变化 侧坡侧坡 20：130：1 顶宽顶宽 重力式桥墩身顶宽，重力式桥墩身顶宽， 对于小跨径不宜小于对于小跨径不宜小于80cm80cm； 对于中跨径桥不宜小于对于中跨径桥不宜小于 100cm100cm；对特大、大跨径；对特大、大跨径 桥的墩身顶宽，视上部结桥的墩身顶宽，视上部结 构类型而定。构类型而定。 墩身平面形状墩身平面形状 图图9-11 9-11 墩身平面形状墩身平面形状 图图9-12 9-12 实体式桥墩实体式桥墩 （2 2）柱式桥墩）柱式桥墩 图图9-13 9

5、-13 柱式桥墩的类型柱式桥墩的类型 柱式桥墩一般是由基础之上的承台、柱式墩身和柱式桥墩一般是由基础之上的承台、柱式墩身和 盖梁组成。盖梁组成。 图图9-14 9-14 柱式桥墩柱式桥墩 （3 3）空心桥墩）空心桥墩 图图9-15 9-15 空心桥墩空心桥墩 2 2、空心桥墩、空心桥墩 图图9-15 9-15 空心桥墩空心桥墩 2 2、空心桥墩、空心桥墩 图图9-15 9-15 空心桥墩空心桥墩 图图9-16 9-16 柔性排架墩柔性排架墩 （4 4）柔性（排架）墩）柔性（排架）墩 9.2.2 梁桥桥台梁桥桥台 从构造上可分为从构造上可分为重力式桥台、轻型桥台和组合式重力式桥台、轻型桥台和组合

6、式 桥台桥台。 （1）重力式桥台）重力式桥台 图图9-17 9-17 梁桥梁桥U U型桥台型桥台 常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、 钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。钢筋混凝土薄壁桥台和埋置式桥台等几种类型。 （2）轻型桥台）轻型桥台 图图9-17 9-17 设有支承梁的轻型桥台设有支承梁的轻型桥台 1） 设有设有 支承支承 梁的梁的 轻型轻型 桥台桥台 图图9-17 9-17 设有地下支承梁的轻型桥台设有地下支承梁的轻型桥台 图图9-17 9-17 设置地下支撑梁的轻型桥台设置地下支撑梁的轻型桥台 图图9-19 9-19 钢筋混凝土薄臂

7、轻型桥台钢筋混凝土薄臂轻型桥台 2）钢筋混凝土薄壁桥台）钢筋混凝土薄壁桥台 图图9-20 9-20 后倾式桥台后倾式桥台 3）埋置式桥台）埋置式桥台 图图9-21 9-21 肋板式桥台肋板式桥台 图图9-22 9-22 双柱式桥台双柱式桥台 图图9-23 9-23 框架式桥台框架式桥台 图图9-25 9-25 锚锭板式桥台锚锭板式桥台 （3）组合式桥台）组合式桥台 图图9-26 9-26 过梁式框架组合桥台过梁式框架组合桥台 图图9-27 9-27 桥台与挡土墙的组合桥台桥台与挡土墙的组合桥台 9. 3 拱桥墩台拱桥墩台 图图9-28 9-28 拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩 （1）重力式桥墩）

8、重力式桥墩 9.3.1 拱桥桥墩拱桥桥墩 1）拱桥与梁桥桥墩）拱桥与梁桥桥墩构构 造造上的不同上的不同 梁桥桥墩的顶面要梁桥桥墩的顶面要 设置传力的设置传力的支座支座；拱桥；拱桥 桥墩则在其顶面的边缘桥墩则在其顶面的边缘 设置承受压力的设置承受压力的拱座拱座。 2）桥墩类型）桥墩类型(按抵御恒载的水平力的能力来分）按抵御恒载的水平力的能力来分） 普通墩普通墩 图图9-28 9-28 拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩 单向推力墩单向推力墩 又称制动墩，它又称制动墩，它 的主要作用是在的主要作用是在 它的一侧的桥孔它的一侧的桥孔 因某种原因遭到因某种原因遭到 毁坏时，能承受毁坏时，能承受 住单侧拱的恒

9、载住单侧拱的恒载 水平推力，以保水平推力，以保 证另一侧的拱桥证另一侧的拱桥 不遭到倾坍。不遭到倾坍。 单向推力墩单向推力墩 图图9-28 9-28 拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩 图图9-29 9-29 拱桥桩柱式桥墩拱桥桩柱式桥墩 （2）轻型桥墩）轻型桥墩 图图9-29 9-29 拱桥桩柱式桥墩拱桥桩柱式桥墩 9.3.2 拱桥桥台拱桥桥台 拱桥桥台可以分为重力式、轻型和组合式桥台。拱桥桥台可以分为重力式、轻型和组合式桥台。 图图9-30 9-30 拱桥拱桥U U型桥台型桥台 图图9-31 9-31 八字形和八字形和U U形轻型桥台形轻型桥台 图图9-32 9-32 背撑式桥台背撑式桥台 图图

10、9-33 9-33 组合式桥台组合式桥台 10 10 梁式桥的支座梁式桥的支座 10.2 10.2 支座的类型和构造支座的类型和构造 10.3 10.3 支座的计算支座的计算 10.1 10.1 概述概述 （2 2）保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和）保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和 徐变等因素作用下能徐变等因素作用下能自由变形自由变形，以使上、下部结构，以使上、下部结构 的实际受力情况符合结构的静力图式。的实际受力情况符合结构的静力图式。 （1 1）传递传递上部结构的支承反力，包括恒载和活载上部结构的支承反力，包括恒载和活载 引起的竖向力和水平力；引起的竖向力和水平力； 10.1.

11、1 支座的功能支座的功能 10.1 概述概述 10-1 简支梁的静力图示简支梁的静力图示 按变位的可能性支座可分为固定支座和活动支座。按变位的可能性支座可分为固定支座和活动支座。 固定支座传递竖向力和水平力，允许上部结构在固定支座传递竖向力和水平力，允许上部结构在 支座处支座处能自由转动能自由转动但不能水平移动；但不能水平移动； 活动支座则只传递竖向力，允许上部结构在支座活动支座则只传递竖向力，允许上部结构在支座 处既能处既能自由转动又能水平移动自由转动又能水平移动。 10.1.2 支座的分类支座的分类 10-1 简支梁的静力图示简支梁的静力图示 固定支座和活动支座的布置，应以有利于墩台固定支

12、座和活动支座的布置，应以有利于墩台传传 递纵向水平力、有利于梁体的自由变形递纵向水平力、有利于梁体的自由变形为原则。支座为原则。支座 的布置方式主要有以下几种：的布置方式主要有以下几种： 10.1.3 支座的布置方式支座的布置方式 （1 1）对于坡桥，）对于坡桥， 宜将固定支座布置在宜将固定支座布置在 标高低的墩台上。标高低的墩台上。 10-2 坡桥楔形垫块坡桥楔形垫块 2 2）对于平坡桥，固）对于平坡桥，固 定支座宜布置在主要行定支座宜布置在主要行 车方向的前端；连续梁车方向的前端；连续梁 桥宜设在主要行车方向桥宜设在主要行车方向 的前端桥台上。的前端桥台上。 10-3 简支箱形梁桥支座布置

13、简支箱形梁桥支座布置 3 3）对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，一般）对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，一般 在每一联设置一个固定支座。在每一联设置一个固定支座。 10-4 公路简支梁桥支座布置公路简支梁桥支座布置 10-5 连续结构支座布置连续结构支座布置 4 4）对于地震区的梁桥，应满足防震和减震的）对于地震区的梁桥，应满足防震和减震的 需要。需要。 跨径小于跨径小于5m5m的涵洞。的涵洞。 图图10-6 10-6 简易垫层支座简易垫层支座 10.2.1 简易垫层支座简易垫层支座 10.2 桥梁支座的类型和构造桥梁支座的类型和构造 10.2.2 橡胶支座橡胶支座 （1 1）板式橡胶支座）板

14、式橡胶支座 图图10-7 10-7 矩形板式橡胶支座矩形板式橡胶支座 1 1）工作原理）工作原理 利用橡胶的竖向抗压强度实现竖向支反力；利用橡胶的竖向抗压强度实现竖向支反力； 利用橡胶的不均匀压缩来实现转角；利用橡胶的不均匀压缩来实现转角； 利用剪切变形来实现微量水平位移。利用剪切变形来实现微量水平位移。 (2(2）盆式橡胶支座）盆式橡胶支座 图图10-8 10-8 盆式橡胶支座盆式橡胶支座 图图10-8 10-8 盆式橡胶支座盆式橡胶支座 图图10-9 10-9 球冠圆板式橡胶支座球冠圆板式橡胶支座 (3(3）球冠圆板式橡胶支座）球冠圆板式橡胶支座 (1)(1)确定平面尺寸确定平面尺寸a a

15、、b b 一般由橡胶支座强度控制设计一般由橡胶支座强度控制设计 A N max NmaxNmax最大支点反力最大支点反力 橡胶支座的平均容许压应力；橡胶支座的平均容许压应力； 当形状系数当形状系数 S8 S8时：时： MPa10 当形状系数当形状系数5S85S8时：时： MPa97 AA橡胶支座平面面积，矩形支座为橡胶支座平面面积，矩形支座为axbaxb； 10.3 10.3 支座的计算支座的计算 图图10-10 10-10 支座厚度的计算图示支座厚度的计算图示 tg t tg tg t (2)(2)确定厚度确定厚度h h H Ht t作用于一个支座上的活载作用于一个支座上的活载 制动力。制动

16、力。 g上部结构在恒载作用下上部结构在恒载作用下 由温度变化等因素引起的作由温度变化等因素引起的作 用于一个支座上的水平位移。用于一个支座上的水平位移。 t t确定后，再加上加劲薄钢板的总厚度，即为橡胶支座确定后，再加上加劲薄钢板的总厚度，即为橡胶支座 的厚度的厚度h h。 at Gab H t t t g g 2 . 0 2 7 . 0 2 tt橡胶片的总厚橡胶片的总厚 GG橡胶的抗剪弹性模量橡胶的抗剪弹性模量 (3)(3)计算支座转角计算支座转角 0 平均压缩变形平均压缩变形 梁端转角梁端转角 图图10-11 10-11 支座偏转图示支座偏转图示 1 j abE tN 2 a t 05. 0 (4)(4)验算支座的抗滑性验算支座的抗滑性 恒载产生的支座反力恒载产生的支座反力 与计算制动力相对应与计算制动力相对应 的汽车活载产生的最小的汽车活载