第六章橋梁下部結(jié)構

1、第五章 橋梁墩臺內(nèi)容提要：在本章內(nèi)主要介紹橋梁墩臺在基礎以上部分的構造型式。除了常用的重力式墩臺外，還介紹了公路橋梁上日益推廣使用的各類輕型墩臺的構造型式。學習的基本要求：1、掌握橋梁墩臺的組成和作用2、了解梁橋和拱橋重力式橋墩及各種輕型橋墩的構造3、了解梁橋和拱橋重力式橋臺及各種輕型橋臺的構造第一節(jié) 橋墩一、概述橋墩主要由墩帽、墩身和基礎三部分組成。它的主要作用是承受上部結(jié)構傳來的荷載，并通過基礎又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。此外它還承受流水壓力、風力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、船只或漂流物的撞擊力。當前世界各國的橋梁建設的迅速發(fā)展，不僅反映在上部結(jié)構的造型新穎上，而且也還反映在下部結(jié)構向輕型

2、合理、造型美觀的方向發(fā)展上，改變以往粗柱胖墩的形象。1、 大跨徑橋梁既要考慮墩身的輕巧，又要考慮能有利于上部結(jié)構的受力和施工，于是創(chuàng)造出X形、V形墩等各種優(yōu)美的立面形式。2、 城市立交橋為了能從上面承受、托較寬的橋面，在下面能減小墩身和基礎尺寸，常常將橋墩在橫方向上做成獨柱式或排柱式，傾斜式、雙叉式、四叉式、T形、V形和X形等各種各樣的橋墩形式。3、 高架橋：采用空心橋墩，將墩身內(nèi)部作為空腔體，減少圬工體積、節(jié)約材料或減輕自重。橋梁上常用的橋墩形式大體上可以歸納為兩大類：重力式橋墩、輕型橋墩。二、重力式橋墩這類橋墩的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此墩身比較厚實，可以不用鋼筋，而

3、用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大中型橋梁，小橋也往往采用重力式墩。它的主要缺點是圬工體積較大，自重和阻力面積也大。1、 墩帽：墩帽是橋墩頂部的傳力部分，通過支座支承上部結(jié)構，并將相鄰兩孔的恒載、活載傳到墩身。頂面常做成雙向10%的排水坡，平面形狀為矩形或圓端形，四周較墩身出檐510cm。另外，在一些寬橋或墩身較高的橋梁中，為了節(jié)省墩身及基礎的圬工體積，常常利用挑出的懸臂或托盤來縮短墩身橫向的長度，做成懸臂式或托盤式橋墩。 2、 墩身：墩身是橋墩的主體。平面通常做成圓端形或尖端形。墩身常以20:130:1的比例向下放坡（上端小、下端大）。3、 基礎：基礎是介于墩身與地基之間的傳力

4、結(jié)構。它的平面尺寸比墩身底截面尺寸略大，四周每邊放大0.250.75cm。可以是單層，或2至3層臺階式。三、輕型橋墩當?shù)刭|(zhì)條件較差時，為節(jié)省圬工、減輕自重和地基負擔，或城市立交橋、高架橋要求下部結(jié)構要輕巧、空間要通透、施工要簡單時，可采用輕型橋墩。1、 鋼筋混凝土薄壁橋墩：厚度薄。2、 柱式橋墩：由分離的兩根或多根立柱組成，頂部由承臺將它們聯(lián)成整體。（鉆孔灌注樁）3、 柔性排架墩：單排或雙排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。四、橋墩實例荷蘭布里爾斯-馬斯橋V型墩：荷蘭鹿特丹以西的馬斯橋，其V型墩造型令人明顯感覺到荷載自然流暢地通過V型墩斜腿迅速集中傳至基礎，心理引誘線非常清晰。V型墩在橫

5、橋向分為并列三個，側(cè)面觀之虛實相間，空透活潑。 菱形墩造型：圖為巴黎一高速公路跨越塞納河的一座橋梁。橋墩采用菱形柱體造型。每一個墩柱都有一個與上部主梁結(jié)構相協(xié)調(diào)一致的軸線，完全掩蓋了河道與橋軸線斜交的事實。日本梅田大橋橋墩造型：日本群馬縣修建的梅田大橋，為三跨連續(xù)剛構橋。橋墩上端為雙壁結(jié)構，其下形成一體，同時側(cè)面采用凹入0.8m的墩身截面，形成一種變化有致的墩身造型。 馬拉開波橋V型墩-X型墩：圖為委內(nèi)瑞拉馬拉開波橋的V型墩和X型墩。因主孔橋面高，采用X型墩避免上口張得過大，造型輕盈有力，構思別出新意。 城市立交橋Y型墩：圖為一座城市大型立交橋，由于橋高跨大，橋下采用高大粗壯的Y型墩，代替以往

6、的雙排墩柱。Y型墩能更好保證橋下各方向凈空，尤其對斜交叉口。城市高架橋Y型墩：圖為一城市高架橋的Y型墩，隱形蓋梁，斜腿直接支承上部主梁。 V型薄壁墩：圖為哈爾濱市中山立交橋采用的大懸臂V型薄壁墩，造型簡潔，通視效果好。 隱式蓋梁圓柱墩：柱式墩可設計成無蓋梁 單薄壁墩：無蓋梁的薄壁墩單側(cè)薄壁式墩：圖為單側(cè)懸臂式墩帽，給人一種獨特的支承和抬起的力量感受。 不等高Y型墩：該橋是Y型橋墩，根據(jù)上部結(jié)構要求，采用兩叉不等高不對稱造型。剛架橋墩身造型：圖為一座剛架橋橋墩，其上下部結(jié)構連接線形流暢協(xié)調(diào)，墩身形體造型富于變化，是一座構思很精美的橋梁。 以下是幾個橋墩造型失敗的例子。重力式分離墩：圖為兩個分離墩

7、身的重力式墩，支承結(jié)構與梁高及跨徑來比略顯柔弱，有頭重腳輕之感。重力式墩：該橋橋墩由于側(cè)坡較大，給人以橋墩體量笨重之感。 林立的墩柱：圖為我國宜黃高速公路上的車荊河大橋，設計成4根墩柱，造成橋下墩柱連片林立，視覺零亂。實際該橋完全可以采用3根柱，并對蓋梁和墩柱造型加以適當處理，就可以獲得良好效果。日本志知川高架橋林立的墩柱：日本本州四國聯(lián)絡線的志知川高架橋是一座21孔18跨徑的空心板梁橋，下部采用四根方柱式橋墩，從橋下側(cè)面一看，全部是林立的墩柱，已經(jīng)沒有或很少有通透的空間，使人觀之感到雜亂無章和煩悶不暢。 第二節(jié) 橋臺一、概述橋臺主要由臺帽、臺身和基礎三部分組成。它的主要作用是承受上部結(jié)構傳來

8、的荷載，并通過基礎又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。此外它是銜接兩岸接線路堤的構造物；既要能擋土護岸，又要能承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加側(cè)壓力。橋梁上常用的橋臺形式大體上可以歸納為兩大類：重力式橋臺、輕型橋臺。二、重力式橋臺這類橋臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。它們是由臺帽、臺身和基礎三部分組成。由于臺身是由前墻和兩個側(cè)墻構成的U字形結(jié)構，故而得名。U形橋臺的優(yōu)點是構造簡單，可以用混凝土或片、塊石砌筑。它的主要缺點是橋臺體積和自重較大，也增加了對地基的要求。1、 臺帽：臺帽的構造和尺寸要求與相應的墩帽有許多共同之處，不同的是臺帽頂面只設單排支座，在另一側(cè)則要砌筑擋住

9、路堤填土的矮墻背墻。2、 臺身：臺身由前墻和側(cè)墻組成，結(jié)合成一體，兼有擋土墻的作用。臺身的寬度通常與路基的寬度相同。兩個側(cè)墻間宜填以滲水性較好的土，為排除橋臺前墻后的積水，應于側(cè)墻間在略高于高水位平面上鋪一層向路堤方向設有斜坡的夯實粘土作為不透水層，并在粘土層上再鋪一層碎石，將積水引向設于臺后橫穿路堤的盲溝內(nèi)。錐坡下緣與前墻下緣相齊。錐坡坡度一般由縱向1:1逐漸變至橫向為1:1.5，以便和路堤邊坡一致。其平面形狀為1/4橢圓。錐坡用土夯實而成，其表面用片石砌筑。側(cè)墻尾端應有不小于75cm的長度伸入路堤內(nèi)，保證與路堤有良好的銜接。3、 基礎：基礎是介于臺身與地基之間的傳力結(jié)構。它的平面尺寸比臺身

10、底截面尺寸略大，四周每邊放大0.250.75cm。可以是單層，或2至3層臺階式。三、輕型橋臺輕型橋臺力求體積輕巧、自重要小，它借助結(jié)構物的整體剛度和材料強度承受外力，從而可節(jié)省材料，并為在軟土地基上修建橋臺開辟了經(jīng)濟可行的途徑。1、 設有支撐梁的輕型橋臺：它的特點是，臺身為直立的薄壁墻，臺身兩側(cè)有翼墻（分為一字形、八字形、耳墻式輕型橋臺）。在兩橋臺下部設置鋼筋混凝土支撐梁，以防止橋臺的傾斜滑移。2、 埋置式橋臺：是將臺身埋在錐形護坡中，只露出臺帽在外以安置支座及上部構造。這樣，橋臺所受土壓力大為減少，橋臺體積也相應減少。不需要側(cè)墻，只附有短小的鋼筋混凝土耳墻。埋置式橋臺的共同缺點是護坡伸入到橋

11、孔，會壓縮河道；或為不壓縮河道，則增加了橋長。3、 鋼筋混凝土薄壁橋臺：前墻+薄壁側(cè)墻+扶壁墻（間距：2.53.5m），分為U形或八字形。4、 加筋土橋臺：臺帽+臺身（豎向面板+拉桿+錨定板）+填料。其工作原理是：豎向面板后填料的主動土壓力作用到面板，再通過拉桿將該力傳遞給錨定板，而錨定板則依靠板前土體產(chǎn)生的抗拔力來平衡拉桿拉力，使整個結(jié)構處于穩(wěn)定狀態(tài)。小 結(jié)橋梁墩（臺）主要由墩（臺）帽、墩（臺）身和基礎三部分組成。它們的主要作用是承受上部結(jié)構傳來的荷載，并通過基礎又將此荷載及本身自重傳遞到地基上。此外橋墩還承受流水壓力、風力以及可能出現(xiàn)的冰荷載、船只或漂流物的撞擊力。橋臺是銜接兩岸接線路堤的構造物；既要能擋土護岸，又要能承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加側(cè)壓力。橋梁上常用的墩（臺）形式大體上可以歸納為兩大類：重力式墩（臺）、輕型墩（臺）。重力式墩、臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此墩、臺身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大中型橋梁