橋梁基礎(chǔ)ppt課件.ppt

橋梁的基礎(chǔ)承擔(dān)著橋墩 橋跨結(jié)構(gòu) 橋身 的全部重量以及橋上的可變荷載 橋梁基礎(chǔ)往往修建于江河的流水之中 遭受水流的沖刷 所以橋梁基礎(chǔ)一般比房屋基礎(chǔ)的規(guī)模大 需要考慮的問題多 施工條件也困難 橋梁基礎(chǔ)的類型有剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)等 在特殊情況下 也用氣壓沉箱基礎(chǔ) 1 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)是橋梁實(shí)體式墩臺(tái)淺基礎(chǔ)的基本型式 主要特點(diǎn) 基礎(chǔ)外伸長度與基礎(chǔ)高度的比值必須限制在材料剛性角的正切的范圍內(nèi) 若滿足此條件 則認(rèn)為基礎(chǔ)的剛性很大 基礎(chǔ)材料只承受壓力 不會(huì)發(fā)生彎曲和剪切破壞 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)即由此而得名 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)施工簡單 可就地取材 穩(wěn)定性好 也能承受較大的荷載 2 樁基礎(chǔ) 橋梁的樁基礎(chǔ)是橋梁基礎(chǔ)中常用的型式 當(dāng)?shù)鼗厦嫱翆虞^軟且較厚時(shí) 如采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性往往不能滿足要求 這時(shí)采用樁基礎(chǔ)是比較好的方案 水流稍深的江河道上的橋梁也多用樁基礎(chǔ) 3 樁基礎(chǔ)的作用是將墩臺(tái)傳來的外力由其經(jīng)過上部軟土層傳到較深的地層中去 承臺(tái)將外力傳遞給各樁起到箍住樁頂使各樁共同工作的作用 各樁所承受的荷載由樁身與周圍土之間的摩阻力及樁底地層的抵抗力來支承 因此樁基礎(chǔ)一般具有承載力高 穩(wěn)定性好 沉降小 沉降均勻等特點(diǎn) 在深水河道中 樁基礎(chǔ)可以減少水下工程 簡化施工工藝 加快施工進(jìn)度等優(yōu)點(diǎn) 4 樁基礎(chǔ)由若干根樁與承臺(tái)兩部分組成 每根樁的全部或部分沉入地基中 樁在平面排列上可成為一排或幾排 所有樁的頂部由承臺(tái)聯(lián)成一個(gè)整體 在承臺(tái)上再修筑墩臺(tái) 如下圖所示 5 沉井基礎(chǔ) 它是以沉井作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 將上部荷載傳至地基的一種深基礎(chǔ) 沉井是一種四周有壁 下部無底 上部無蓋 側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物 通常用鋼筋混凝土制成 它通過從井孔內(nèi)挖土 借助自身重量克服井壁摩阻力下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高 再經(jīng)混凝土封底并填塞井孔 便可成為橋梁墩臺(tái)的整體式深基礎(chǔ) 參見下圖 沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)是埋深大 整體性強(qiáng) 穩(wěn)定性好 能承受較大的豎向作用和水平作用 沉井井壁既是基礎(chǔ)的一部分 又是施工時(shí)的檔土和擋水結(jié)構(gòu)物 施工工藝也不復(fù)雜 因此這種結(jié)構(gòu)型式在橋梁基礎(chǔ)中得到廣泛使用 隨著施工技術(shù)的提高 還將得到應(yīng)用與發(fā)展 6 沉井基礎(chǔ) 7 沉箱基礎(chǔ) 沉箱基礎(chǔ)又稱之氣壓沉箱基礎(chǔ) 它是以氣壓沉箱來修筑的橋梁墩臺(tái)或其它構(gòu)筑物的基礎(chǔ) 沉箱形似有頂蓋的沉井 在水下修筑大橋時(shí) 若用沉井基礎(chǔ)施工有困難 則改用氣壓沉箱施工 并用沉箱作基礎(chǔ) 它是一種較好的施工方法和基礎(chǔ)型式 它的工作原理是 當(dāng)沉箱在水下就位后 將壓縮空氣壓入沉箱室內(nèi)部 排出其中的水 這樣施工人員就能在箱內(nèi)進(jìn)行挖土施工 并通過升降筒和氣閘 把棄土外運(yùn) 從而使沉箱在自重和頂面壓重作用下逐步下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高 最后用混凝土填實(shí)工作室 即成為沉箱基礎(chǔ) 由于施工過程中都通入壓縮空氣 使其氣壓保持或接近刃腳處的靜水壓力 故稱為氣壓沉箱 8 橋墩與橋臺(tái) 橋梁的支承結(jié)構(gòu)為橋臺(tái)與橋墩 橋臺(tái)是橋梁兩端橋頭的支承結(jié)構(gòu) 是道路與橋梁的連接點(diǎn) 橋墩是多跨橋的中間支承結(jié)構(gòu) 橋臺(tái)和橋墩都是由臺(tái) 墩 帽 臺(tái) 墩 身和基礎(chǔ)組成 9 橋墩的類型 橋墩的作用是支承在它左右兩跨的上部結(jié)構(gòu)通過支座傳來的豎直力和水平力 由于橋墩建筑在江河之中 因此它還要承受流水壓力 水面以上的風(fēng)力和可能出現(xiàn)的冰壓力 船只等的撞擊力 所以橋墩在結(jié)構(gòu)上必須有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性 在布設(shè)上要考慮橋墩與河流的相互影響 即水流沖刷橋墩和橋墩壅水的問題 在空間上應(yīng)滿足通航和通車的要求 10 一般公路橋梁常采用的橋墩類型根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可分為實(shí)體式 重力式 橋墩 空心式橋墩和樁 柱 式橋墩 具體橋梁建設(shè)時(shí)采用什么類型的橋墩 應(yīng)依據(jù)地質(zhì) 地形及水文條件 墩高 橋跨結(jié)構(gòu)要求及荷載性質(zhì) 大小 通航和水面漂浮物 橋跨以及施工條件等因素綜合考慮 但是在同一座橋梁內(nèi) 應(yīng)盡量減少橋墩的類型 11 1 實(shí)體式橋墩 主要特點(diǎn)是依靠自身重量來平衡外力而保持穩(wěn)定 它一般適宜荷載較大的大 中型橋梁 或流冰 漂浮物較多的江河之中 此類橋墩的最大缺點(diǎn)是圬工體積較大 因而其自重大阻水面積也較大 有時(shí)為了減輕墩身體積 將墩頂部分做成懸臂式的 2 空心式橋墩 它克服了實(shí)體式橋墩在許多情況下材料強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮的缺點(diǎn) 而將混凝土或鋼筋混凝土橋墩做成空心薄壁結(jié)構(gòu)等形式 這樣可以節(jié)省圬工材料 還減輕重量 缺點(diǎn)是經(jīng)不起漂浮物的撞擊 12 3 樁或柱式橋墩 由于大孔徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的廣泛使用 樁式橋墩在橋梁工程中得到普遍采用 這種結(jié)構(gòu)是將樁基一直向上延伸到橋跨結(jié)構(gòu)下面 樁頂澆筑墩帽 樁作為墩身的一部分 樁和墩帽均由鋼筋混凝土制成 這種結(jié)構(gòu)一般用于橋跨不大于30m 墩身不高于10m的情況 如在樁頂上修筑承臺(tái) 在承臺(tái)上修筑立柱作墩身 則成為柱式橋墩 柱式橋墩可以是單柱 也可以是雙柱或多柱形式 視結(jié)構(gòu)需要而定 13 重力式橋墩 14 構(gòu)架式橋墩 15 X形橋墩 16 Y形橋墩 17 V形橋墩 18 樁式橋墩 19 單柱式橋墩 20 雙柱式橋墩 21 橋臺(tái)的類型 橋臺(tái)是兩端橋頭的支承結(jié)構(gòu)物 它是連接兩岸道路的路橋銜接構(gòu)造物 它既要承受支座傳遞來的豎直力和水平力 還要擋土護(hù)岸 承受臺(tái)后填土及填土上荷載產(chǎn)生的側(cè)向土壓力 因此橋臺(tái)必須有足夠的強(qiáng)度 并能避免在荷載作用下發(fā)生過大的水平位移 轉(zhuǎn)動(dòng)和沉降 這在超靜定結(jié)構(gòu)橋梁中尤為重要 當(dāng)前 我國公路橋梁的橋臺(tái)有實(shí)體式橋臺(tái)和埋置式橋臺(tái)等形式 22 1 實(shí)體式橋臺(tái) U型橋臺(tái)它是最常用的橋臺(tái)形式 它由支承橋跨結(jié)構(gòu)的臺(tái)身與兩側(cè)翼墻在平面上構(gòu)成U字形而得名 一般用圬工材料砌筑 構(gòu)造簡單 適合于填土高度在8 10m以下 跨度稍大的橋梁 缺點(diǎn)是橋臺(tái)體積和自重較大 也增加了對地基的要求 2 埋置式橋臺(tái) 它是將臺(tái)身大部分埋入錐形護(hù)坡中 只露出臺(tái)帽 以安置支座及上部構(gòu)造物 這樣 橋臺(tái)體積可以大為減少 但是由于臺(tái)前護(hù)坡用作永久性表面防護(hù)設(shè)施 存