橋梁墩臺支座設(shè)計(jì)(已修改)
2025-08-17 08:26 本頁面
【正文】 第五篇 橋梁墩臺和支座第一節(jié) 橋梁墩臺類型與構(gòu)造一、概述組成：墩臺帽、墩臺身、基礎(chǔ)承受荷載：上部結(jié)構(gòu)：豎向力、水平力、彎矩，地震力、風(fēng)力、流水壓力等二、橋墩的類型與構(gòu)造受力：剛性墩、柔性墩構(gòu)造：實(shí)體墩、空心墩、柱式墩、框架墩等按截面形式分：矩形、圓形、園端形、尖端形實(shí)體墩實(shí)體橋墩由一個實(shí)體結(jié)構(gòu)組成，按其截面尺寸及重量的不同又可分為實(shí)體重力式橋墩和實(shí)體輕型橋墩。實(shí)體重力式橋墩是一實(shí)體圬工墩，主要靠自身的重量（包括橋跨結(jié)構(gòu)重力）平衡外力，從而保證橋墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定。此種橋墩自身剛度大，具有較強(qiáng)的防撞能力，但同時存在阻水面積大的缺陷，比較適合于修建在地基承載力較高、覆蓋層較薄、基巖埋深較淺的地基上。實(shí)體輕型橋墩可用混凝土、漿砌塊石或鋼筋混凝土材料做成，此結(jié)構(gòu)顯著減少了圬工體積，但其抗沖沖擊力較差，不宜用在流速大并夾有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂流物撞擊的河流中，一般用于中小跨徑橋梁上墩帽是直接支承橋跨結(jié)構(gòu)，應(yīng)力較集中，，并設(shè)有50～100mm的檐口。空心橋墩空心橋墩有兩種形式：一種為部分鏤空實(shí)體橋墩，另一種為薄壁空心橋墩。樁（柱）式橋墩和柔性墩柱式橋墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩型式。它具有線條簡捷、明快、美觀，既節(jié)省材料數(shù)量又施工方便的特點(diǎn)，特別適用于橋梁寬度較大的城市橋梁和立交橋。柱式橋墩一般可分為獨(dú)柱、雙柱和多柱等形式，它可以根據(jù)橋?qū)挼男枰约暗匚锏孛矖l件任意組合。柱式橋墩由承臺、柱式墩身和蓋梁組成，對于上部結(jié)構(gòu)為大懸臂箱形截面，墩身可以直接與梁相接。柔性排架樁墩是由單排或雙排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。其主要特點(diǎn)是，可以通過一些構(gòu)造措施，將上部結(jié)構(gòu)傳來的水平力（制動力、溫度影響力等）傳遞到全橋的各個柔性墩臺，或相鄰的剛性墩臺上，以減少單個柔性墩所受到的水平力，從而達(dá)到減小樁墩截面的目的框架式橋墩框架式橋墩采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土等壓撓和撓曲構(gòu)件組成平面框架代替墩身，支承上部結(jié)構(gòu)，必要時可做成雙層或多層的框架三、橋墩防撞流冰對橋墩的危害主要表現(xiàn)在大面積流冰對橋墩的撞擊力和大面積流冰堆積現(xiàn)象以及流冰對橋墩的磨損。對此，在中等以上流冰河道（ m，流水速度1 m/s左右）及有大量漂流物的河道，應(yīng)在迎水方向設(shè)置破冰棱體航運(yùn)繁忙的河道，船只往往因突發(fā)原因引起航行失控，或是因能見度低造成船舶與橋墩相撞。橋墩在設(shè)計(jì)中不但要有一定抵抗船舶沖擊荷載的能力，還要考慮采用緩沖裝置和保護(hù)系統(tǒng)，預(yù)防或改變船只沖擊荷載的方向或減少對橋墩的沖擊荷載，不使其破壞四、橋臺的類型與構(gòu)造類型：重力式橋臺、輕型橋臺、框式橋臺、組合式橋臺、承拉式橋臺（一）重力式橋臺重力式橋臺類型埋式橋臺、U型橋臺、八字式和一字式橋臺重力式橋臺也稱實(shí)體式橋臺，它主要靠自重來平衡臺后的土壓力。橋臺臺身多數(shù)由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造施工方法（二）輕型橋臺薄壁輕型橋臺、支承梁型橋臺鋼筋混凝土輕型橋臺，其構(gòu)造特點(diǎn)是利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎能力來減少圬工體積而使橋臺輕型化。（三）框架式橋臺框架式橋臺是一種在橫橋向呈框架式結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)輕型橋臺，它埋置土中，所受的土壓力較小，適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的梁橋。其構(gòu)造型式有雙柱式、多柱式、墻式、半重力式和雙排架式、板凳式等（四）組合式橋臺第二節(jié) 橋梁墩臺的計(jì)算一、作用在橋梁墩臺上的荷載及組合荷載永久荷載：恒載、土重和側(cè)向土壓力、預(yù)應(yīng)力（組合式橋墩）、混凝土收縮及徐變的影響力、水的浮力；基本可變荷載：汽車荷載、汽車沖擊力、離心力、汽車荷載引起的側(cè)向土壓力、人群荷載、掛車或履帶車荷載及其引起的土側(cè)壓力；其它可變荷載：其它可變荷載有風(fēng)力、汽車制動力、流水壓力、冰壓力、支座摩阻力；在超靜定結(jié)構(gòu)中尚需考慮溫度變化的影響力；偶然荷載：船只或漂流物撞擊力，施工荷載和地震力；總之，在墩臺設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，應(yīng)根據(jù)墩臺的受力與工作階段，給出可能同時作用荷載的組合，以確定出最不利的受力狀態(tài)。（一）荷載的計(jì)算恒載和水的浮力?橋梁上部結(jié)構(gòu)恒載傳至墩臺的計(jì)算值，由橋梁支座反力計(jì)算確定。對于墩臺在水下和土中部分自重的計(jì)算方法，要根據(jù)地基土的性質(zhì)加以考慮?公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中，在考慮水的浮力時，對不同的土質(zhì)和不同的計(jì)算內(nèi)容作了不同的規(guī)定。位于透水性地基上的墩臺，在驗(yàn)算穩(wěn)定時，應(yīng)采用設(shè)計(jì)高水位的浮力；在驗(yàn)算地基應(yīng)力時，僅考慮低水位時的浮力，或不考慮水的浮力?；A(chǔ)嵌入不透水性地基的墩臺，可不考慮水的浮力。當(dāng)?shù)鼗欠裢杆炊〞r，按透水與不透水，以最不利荷載組合計(jì)算。?水對水下墩臺或土的固體顆粒的浮力作用，可用墩臺圬工的浮容重或土的浮容重來反映。圬工的浮容重等于圬工容重減去水的容重，土的浮容重可以根據(jù)土質(zhì)資料得到不同的物理指標(biāo)，如天然容重、天然含水量、比重或飽和容重等計(jì)算。側(cè)向土壓力主動土壓力、被動土壓力、靜止土壓力橋臺土壓力計(jì)算時，采用哪種土壓力，應(yīng)根據(jù)橋臺位移及壓力傳播方式而定。梁式橋臺承受的水平壓力主要是臺后滑動土體（及滑動土體上的荷載）所產(chǎn)生的側(cè)壓力，它使橋臺發(fā)生向河心的移動。因此，梁橋橋臺的側(cè)土壓力，一般按主動土壓力計(jì)算。當(dāng)橋臺剛度很大，不可能產(chǎn)生微量移動，滑動土體不可能形成時，可按靜止土壓力計(jì)算。汽車荷載沖擊力鋼筋混凝土樁柱式墩臺，以及其它輕型墩臺，在計(jì)算汽車荷載時應(yīng)計(jì)入沖擊力。但對于重力式實(shí)體墩臺，沖擊力的作用衰減很快，因此，驗(yàn)算時可不計(jì)沖擊影響。沖擊力的計(jì)算按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。汽車荷載的制動力汽車荷載的制動力是橋梁墩臺承受的主要縱向水平力之一，當(dāng)汽車荷載在橋上制動或減速時，在車輪與橋面之間產(chǎn)生相互作用力，此時橋面受到方向與車輛行進(jìn)方向相同的力，即稱制動力，制動力可按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定計(jì)算。在計(jì)算梁式橋墩臺時，制動力可移至支座中心（鉸或滾軸中心）或滑動支座、橡膠支座、擺動支座的底座面上。流水壓力及冰壓力作用在橋墩上的流水壓力，可按公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的有
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