桥梁工程之墩台和基础的分类与构造

桥梁工程程之墩台台和基础础的分类类与构造造第一节桥桥梁墩墩台和基基础的作作用桥梁的下下部结构构——桥墩、桥台和基础。它们的基基本作用用——支承桥跨跨结构。。桥墩——支承着相邻的两两孔桥跨跨,居于全桥桥的中间间部位。。桥台——居于全桥的两两端,它的前端端支承着着桥跨,后端与路路基衔接接,支挡台后后路基填填土并把把桥跨与与路基连连接起来来。桥墩、桥桥台的结结构受力力分析采用下端固定定的竖向向悬臂杆杆件图式承受荷载载主要：：桥跨恒载载,列车的重重量、离离心力、、制动力力以及作作用于桥桥跨上和和列车上上的风力力等。墩、台自自重N2及直接作作用于桥桥墩侧面面的风力力、流水水压力、、排筏或或船舶撞撞击力,作用于桥桥台的土土压力等等水平荷荷载P2。所以就墩墩、台的的整体来来说,它属于偏心受压压结构。桥墩、台台组成—1.墩台顶帽帽桥墩、台台一般由由顶帽、墩台身和基础三部分组组成。桥墩、台台组成—1.墩台顶帽帽墩台顶帽帽有两个个主要作作用。1).把桥梁支支座传来来的相当当大的较较为集中中的力,较分散而而均匀地地传给墩墩台身。。因此要求求顶帽具具有一定定的厚度度;较高的强强度建筑筑材料;支承垫石石应强度度更高的的;（劈裂、、锚(螺)栓松动;再加上雨雨水、冰冰雪等自自然力)桥墩、台台组成—1.墩台顶帽帽2).为施工架架梁和养养护维修修提供必必要的工工作面.平面尺寸寸一般较较墩身为为大;顶帽飞檐檐、顶帽帽托盘、、顶帽托托梁等结结构。桥墩、台台组成—2.墩台身墩台身:支承桥跨跨的主体体结构,且自身直直接承受受多种外外力;所以应具具有足够的强强度、刚度和稳定性。简单的流流线形截截面:使流水顺顺畅,减少阻水水作用矩形截面面,便于施工工:无水谷架架桥或其其他旱桥桥桥梁破冰冰棱和桥桥墩防船船撞设施施对于受冰冰压力影影响的桥桥墩,还应考虑虑设置破破冰棱桥墩防船船撞设施施破冰棱桥墩、台台组成—3.锥体护坡坡为了加强强桥台与与路基的的连接,桥台两侧侧一般设设有锥体体填土。。台尾上部部还应嵌入路基基内一定长度度d′;台身高度度和长度度d取决于桥头路基基和锥体填土土的高度度。桥墩、台台组成—3.锥体护坡坡和基础础因锥体填填土易受受流水冲冲刷：坡面应铺砌防护护;避免锥体体填土侵侵占桥下下的过水水面积,通常不使使锥体坡脚伸出出桥台前前沿。基础的作作用:将墩台承受受的荷载载及墩台的自自重安全可靠靠地传到到地基上上。第二节桥桥梁墩墩台的类类型与构构造桥梁墩台台的类型型很多,大体可分分为1.重力式墩墩台2.轻型墩台台一、重力力式墩台台(一)重力式墩墩台的特特点截面尺寸寸较大：：混凝土土、砌石石等圬工工材料。。优点：坚固耐用用，施工工方便，，养护工工作量小小对抵抗船船筏，漂漂流物的的撞击，，磨损以以及抵抗抗冰压力力的作用用等较为为有利。。缺点：工程量大大，自重重大，使使地基压压力增加加。墩身尺寸寸大，相相应增加加了基础础的工程程数量，，在水中中的桥墩墩阻水面面积也大大。(二)、重力式式桥墩种种类重力式桥桥墩按其其墩身截截面形式式可分为为:矩形墩、圆形墩、圆端形墩墩和尖端形墩墩四种。重力式桥桥墩—1).矩形桥墩墩1).矩形桥墩墩矩形桥墩墩对水流阻碍碍较大,易引起较较大的墩周河床床的局部部冲刷。但外形形简单,施工方便便,圬工数量量较省。。一般用于于无水的的旱桥、、栈桥和和水流较较小的跨跨谷桥。。高桥墩高高出设计计频率水水位的部部分,因无水流流的作用用,也采用矩矩形截面面。重力式桥桥墩—2).圆端形桥桥墩圆端形桥桥墩对水流阻碍碍较小,可减少对对桥墩周周围河床床的局部部冲刷,但施工稍为为复杂。一般用于于水流斜交交角小于15°的水中墩墩,有水桥梁梁多用此此种类型型。重力式桥桥墩—3).圆形桥墩墩圆形截面面在各方向都都能适应应水流,阻水较小小,它适用于于河道急急弯、流流向多变变或水流流斜交角角等于或或大于15°的桥梁。。单线铁路路直线桥梁上,当桥墩较较高时,其圬工数量量较圆端端形为省省;但对曲线上桥梁,由于它的的纵横向向刚度一一致,其横向刚度度较圆端端形为弱弱,其圬工数数量较圆圆端形墩墩为大。。重力式桥桥墩—4).尖端形桥桥墩适用于水水流斜交交角度小小于5°及河床不不允许有有严重冲冲刷的小小跨度桥桥梁。有流水的的河流,桥墩尖端端还能起起破冰的作用。。迎水水端应采采取特殊殊的加固固措施。。(三)重力式桥桥台的种种类重力式桥桥台按其其截面形形状主要要有：矩形桥台台、U形桥台、T形桥台、耳墙式桥桥台、矩形埋式式及十字字形埋式式桥台等多种。。1.矩形桥台台与U形桥台矩形桥台台：造形简单单、整体体性好,对抗震有有利。但台身身较高时时,圬工用量量大,不经济。。U形桥台：：减少圬圬工数量量,中空部分分用土料填实。考虑到中中间填土土部分易易积水引引起冻胀而使使两翼裂裂损,宜选用渗水性好的土填填充,并应有良良好的排排水设施施。一般用于于填土高高H≤4m的小跨桥桥梁。2.T形桥台在铁路桥桥中使用用较多,适用高度度H为4～12m。T形桥台的的纵向长长度:根据锥体填土土的构造造要求和锥体填土土的坡脚脚不超出出桥台前前缘的条件确确定的。。当填土较较高时,台长因而而加长,圬工数量量增大,故有时将将锥体适适当伸入入台前一一部分。。2.T形桥台为减减少少圬圬工工量量改改造造：：带洞洞的的形形式式,工字字形形。3.埋式式桥桥台台埋式式桥桥台台：：部部分分台台身身埋埋在在锥锥体体护护坡坡之之中中,对较较高高桥桥台台可可减减少少台台长长,故对对跨跨谷谷高高桥桥甚甚为为有有利利。。占据据了了桥桥孔孔一一部部分分空空间间,对有有水水桥桥梁梁将将缩缩小小过过水水面面积积,应综综合合权权衡衡““减减小小台台长长””与与““增增大大孔孔跨跨””二二者者的的利利弊弊。。矩形形埋埋式式桥桥台台结结构构简简单单,宜于于混混凝凝土土施施工工;十字字形形埋埋式式台台宽宽变变化化,节省省圬圬工工,但一一般般用用石石砌砌施施工工。。可用用于于高高度度为为8～20m、跨跨度度16～32m。4.耳墙墙式式桥桥台台耳墙墙式式桥桥台台：：用用两片片钢钢筋筋混混凝凝土土耳耳墙墙代替替台台尾尾一一部部分分实实体体圬圬工工与与路路堤堤相相连连。。缩短短实实体体台台身身长长度度，节省省圬圬工工。两片片耳耳墙墙位位于于地地面面较高高部位位,其施施工工工工艺艺的的要要求求较较高高。。如施施工工质质量量不不高高,在耳耳墙墙与与台台身身连连接接的的根部部较较易易产产生生裂裂缝缝,为此此也也要要求求耳耳墙墙不不宜宜做做得得太太长长。。二、、轻轻型型墩墩台台(一)轻型型桥桥墩墩当地地基基土土质质条条件件较较差差时时,为了了减轻轻地地基基的的负负担担,或者者为为了了减减轻轻墩墩身身重重量量,节约约圬圬工工材材料料,常采采用用轻轻型型桥桥墩墩。。轻型型桥桥墩墩主主要要有有空心心墩墩、板式式墩墩、桩柱柱式式墩墩、双柱柱式式墩墩及各式式柔柔性性墩墩等。。1.空心心墩墩30m以上上的的高高墩墩,如将将实实体体墩墩身身改改为为厚壁壁式式空空心心墩墩身身,可节节省省圬圬工工20%～30%,墩身身高高在在50m以上上时时可可用用钢筋筋混混凝凝土土空空心心墩墩,节省省圬圬工工可可达达50%。近年年来来滑滑动动模模板板工工艺艺的的大大量量使使用用为为空空心心墩墩施施工工创创造造了了良良好好的的条条件件。。2.桩柱柱式式桥桥墩墩桩柱柱式式桥桥墩墩(排架架式式桩桩墩墩)：墩身身是是利利用用基础础的的桩桩延延伸伸到到地地面面的的桩桩柱柱,顶帽帽即即为为连连接接桩桩的的帽帽梁梁。。特点点：：构构造造简简单单,用料料少少、、施施工工快快,但纵向向刚刚度度小小。铁路路桥桥只只宜宜用用在在较小小跨跨度度,墩高高不不超超过过10m以内内的的墩墩上上。。2.双柱柱式式桥桥墩墩双柱柱式式桥桥墩墩：：钢筋筋混混凝凝土土做做成成的的刚刚架架,其基基础础可可为为桩桩基基或或其其它它类类型型的的基基础础。。南京京、、九九江江大大桥桥的的引引桥桥都都采采用用了了双双柱柱式式桥桥墩墩。。其使使用用高高度度一一般般在在30m以内内,个别别的的采采用用多多层层刚刚架架可可达达40m以上上。。3.柔性性墩墩柔性性墩墩是是改改变变桥桥梁梁的的受受力力体体系系,使墩墩台台由由单单独独承承受受某某种种荷荷载载变变为为与与其其它它墩墩台台和和梁梁组组成成共共同同的的受受力力体体系系,以达达到到轻轻型型化化的的目目的的。。将若若干干个个称称为为柔柔性性墩墩的的小小截截面面桥桥墩墩和和一一个个称称刚刚性性墩墩(台)通过过桥桥跨跨结结构构用用固定定支支座座连接接起起来来，，从从而而使使每每个个柔柔性性墩墩顶顶增增加加一一个个水水平平约约束束。。与一一般般桥桥墩墩比比较较,柔性性墩墩内内力力大大大大降降低低。。柔柔性性墩墩的的构构造造可可为为刚刚架架式式、、板板壁壁式式,亦可可做做成成排排架架桩桩式式。。(二)轻型型桥桥台台铁路路上上已已采采用用的的轻轻型型桥桥台台主主要要有有：：1.桩柱柱式式桥桥台台；；2.锚定定板板式式桥桥台台。(二)轻型型桥桥台台—1.桩柱柱式式桥桥台台桩柱柱式式桥桥台台的的桩柱柱既既是是基基础础也也是是台台身身。台顶顶部部分分由由帽梁梁、两侧侧耳耳墙墙及胸墙墙组成成。。它它适适用用于于地地基基承承载载力力较较低低、、填填土土不不高高的的情情况况。。(二)轻型型桥桥台台—2.锚定定板板桥桥台台锚定定板板桥桥台台是是设设置置由由挡墙墙、拉杆杆和锚定定板板组成成的的锚锚定定结结构构来来承承受受土土压压力力,以达达到到本本身身轻轻型型化化的的一一种种桥桥台台。。墙后后土土体体的的侧侧压压力力通通过过墙墙传传至至拉拉杆杆,拉杆杆的的力力由由土土体体抗抗剪剪强强度度对对锚锚定定板板所所产产生生的的抗抗拔拔力力来来平平衡衡。。有两种形式：：1)分开式；2)整体式。(二)轻型桥台—2.锚定板桥台1)分开式：台身与锚定结结构分开,土压力全部由由锚定结构承承受,台身仅受桥跨跨传来的竖向向压力和水平平力,相当于一个桥桥墩的作用。。特点：受力明明确,但构件较多,且施工工艺较较繁,操作也不方便便。2)整体式锚定板桥台的的另一种形式式是将台身和和挡墙合为一一体。特点：它的的构造简单,施工方便,材料也较省,但台顶位移尚尚难以较精确确地计算第三节基础础的类型与适适用条件基础是指墩台台与地基连接接的部分,叫墩台基础或或叫桥梁基础础。基础是桥桥梁的重要组组成部分,它既是桥梁的的要害部位,又是施工的难难点和关键。。依结构形式和和施工方法的的特征可分为为:明挖基础、沉沉井基础、桩桩基础、管柱柱基础及其它它类型的基础础。一、明挖基础础一般指采用敞敞坑放坡开挖挖基坑,然后砌筑圬工工的扩大基础础;深度：其基底埋深多多在5m以内。近年来来采用喷射或或灌注混凝土土护壁竖直开开挖深度可达达10m以上。适用范围：明挖基础施工工中的防水和和排水工作较较为困难,故一般只宜于于无水、少水水或浅水河流流且无涌沙现现象的基础工工程喷射混凝土护护壁-安装钢筋网喷射混凝土护护壁-喷射混凝土二、沉井基础础a).在墩台位置灌灌好的开口重重型混凝土或或钢筋混凝土土井筒;b).然后在井内挖挖土,使井筒靠自重重下沉,故名沉井;c).待沉至要求深深度后依次在在井内进行封封底、填充及及封顶;d).最后在顶盖上上建造墩台身身。二、沉井基础础由于井壁有防防水、挡土作作用,施工时无需另另设护壁支撑撑,施工机具亦较较简单且不受受地形窄狭的的限制。沉井不宜用于于不排水开挖挖的漂石层或或倾斜岩层。。若遇深水时可可改用浮运钢钢沉井或薄壁壁钢丝网混凝凝土沉井。钢沉井岸边接接高沉井浮运吸泥下沉三、桩基础当基底须埋入入土层很深时时,可采用桩基础础。方法：1.将桩尖下至土土层深处；2.再在桩顶灌注注混凝土承台台,使基桩与承台台形成整体结结构；3.然后在承台上上砌筑墩台身身。优点：既可将荷载传传至土层深处处,又可减少基坑开挖挖量和实体基础的圬圬工量。因而桩基础础是一种常用用的深基础.三、桩基础桩基分打入桩桩和钻(挖)孔桩两种：打入桩需事先预制,施工机具设备备较为