桥梁墩台基础类型及检算

2、空心式桥墩
在一些高大的桥墩中、为了减少污工体积，节约材料， 减轻自重，减少软弱地基的负荷，也可将墩身内部做成 空腔体、即所谓空心桥墩。这种桥墩在外形上与实体重 力式桥墩并无大的差别，只是自重较实体重力式的轻， 因此，它介于重力式桥墩和轻型桥墩之间。
空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩， 另一种为薄壁空心桥墩。
桥梁墩台基础类型及检算
一、 概述 二 、梁桥桥墩的类型与构造 三 、梁桥桥台的类型与构造 四 、梁桥桥墩台的设计与计算
一、 概述
1、墩台的作用与要求 2、墩台的组成 3、墩台的施工
1、墩台的作用与要求
桥墩、桥台为桥梁的下部结构，是桥梁的重要组成部分之一。 桥梁墩台的主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将它及 本身自重传给地基。 桥墩支承相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位。 桥台居于全桥的两端，它的前端支承桥跨,后端与路基衔接， 起着支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。
4、柔性桥墩
柔性排架桩墩是由单排或双排的钢筋混凝土桩与钢筋混 凝土盖梁连接而成。其主要特点是，可以通过一些构造措 施，将上部结构传来的水平力（制动力、温度影响力等） 传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，以减 少单个柔性墩所受到的水平力，从而达到减小桩墩截面的 目的
5、框架式桥墩
框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠 和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部结构， 必要时可做成双层或多层的框架
桥梁墩(台)主要由墩(台)帽、墩(台)身和基础三部分组成(图9．1)。
墩台帽
组 成
墩台身
基础
二 、 梁桥桥墩的类型与构造
1、实体式桥墩
2、空心式桥墩 3、桩柱式桥墩 4、柔性桥墩 5、薄壁桥墩 6、框架式桥墩 7、立交桥的桥墩布置于构造特点 8、高桥墩
1、实体式桥墩
实体桥墩由一个实体结构组成，按其截面尺寸及重量的 不同又可分为实体重力式桥墩和实体轻型桥墩。
力较弱的地区。
（2）薄壁墩的分类
钢筋混凝土薄壁墩截面形式有
板壁形（一字形） 工字形 箱形 双薄壁墩
（3）薄壁墩的构造
(2)双薄壁墩
双薄壁墩是在墩位上有两个相互平行的墩壁主梁刚结 (或铰结)的桥墩。钢筋混凝土双薄壁墩可增加桥梁刚度，减少 主梁支点负弯矩，增加桥梁美观。
图7-24为虎门大桥辅航道桥，是150m+270m+150m三 跨连续一刚构桥两个江中墩采用双薄壁墩。墩高约30m，箱 形截面,箱壁与梁内横隔板联为一体，见图7-25。
它的外形简单，施工方便、圬工数量较省。但对水流 的阻力很大，引起局部冲刷较大。一般用于无水或静水 处。在水流影响小或不通航河流上的桥墩，或靠近河岸 的桥墩、也可采用这种形式。
(2)圆端形墩
它的截面是矩形两端各接一个半圆，施工稍麻烦，但 较适合水流通过，可减少局部冲刷。一般用于水流斜交 角小于15°的桥梁,是水中桥墩使用最广泛的一种形式。
(l)滑升摸板
滑升模板一般由内外两圈模板构成，在其间浇筑墩壁混凝 土。模板高l~1.5m，安置在支架上。支架连接到埋在墩壁混凝 土中的顶杆上。顶杆与支架间设有千斤顶。利用千斤顶将支架 连同模板顶起。滑升模板以墩身为支架，不需要搭设脚手架。 混凝土的浇筑可随模板缓慢滑升连续不断地进行。每天浇筑高 度可达5~6m，速度较快。滑升模板可用于直坡墩身，也可用于 斜坡墩身。其构造示意见图7-26。
图7-23 板壁型薄壁墩构造。 图7-25 虎门大桥辅航道桥(尺寸单位:m)
三、空心高墩的施工
空心高墩的施工，若采用搭设支架的方法，费工费料， 甚至难以实现。在桥梁工程实践中，发展了一些适于高 墩施工的方法，如滑升模板、翻升模板、爬升模板等。
这些施工方法的共同特点是：模板依附于已浇筑完成 的墩壁上，并随着墩身的逐步加高而向上升高。现对其 工作原理简介如下。
桩式墩在墩位的横向可以是一根、两根或数根桩。在一个墩台纵向设 置一排桩时，称为单排桩墩。如设置两排时称为双排桩。
排架桩墩采用钢筋混凝土结构，盖梁截面可用矩形或T形，等截面或 变截面。
单排桩墩一般适用于墩高不超过4~5m的中小跨梁桥。双排桩墩的承 载能力和稳定性都较强，但墩身高度不宜大于10m。
排架桩墩材料用量经济，施工简单，适合在平原地区建桥使用，一般 跨度不大于13m。有漂流物和流速过大的河道，桩墩容易受到冲击和磨 损，不宜采用。
4.桩(柱)式墩
（1）桩(柱)式墩的特点 （2）桩(柱)式墩的分类 （3）桩(柱)式墩的构造
（1）桩(柱)式墩的特点
柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。 它具有线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工 方便的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立 交桥。
（2）桩(柱)式墩的分类
1）单柱式墩 2）双柱式墩 3）多柱式墩 4）哑铃式墩 5）混合双柱式墩
三、桥墩防撞
流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞 击力和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。对此， 在中等以上流冰河道（冰厚大于0.5 m，流水速度1 m/s 左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破冰棱 体
航运繁忙的河道，船只往往因突发原因引起航行失控， 或是因能见度低造成船舶与桥墩相撞。桥墩在设计中不但 要有一定抵抗船舶冲击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装 置和保护系统，预防或改变船只冲击荷载的方向或减少对 桥墩的冲击荷载，不使其破坏
（4）埋式桥台
当填土较 高时，为减少 桥台长度节省 圬工，可将桥 台前缘后退， 使桥台埋入锥 体填土中而成 的一种桥台形 式。
（5）耳墙式桥台
在台尾上部 用两片钢筋混 凝土耳墙代替 实体台身并与 路堤连接,借以 节省圬工。这 种桥台也可设 计成埋人式。
按结构形式，桥台还可分为带翼墙和不带翼墙两大 类。
因此，多跨长桥采用柔性墩时宜分成若干联。两个活动支座之 间或刚性台与第一个活动支座间称为一联，见图7-21。
每联设置一个刚性墩(台)，刚性墩宜布置在地基较好和地形较 高的地方。一联长度的划分视地形构造和受力情况确定。
4.桩(柱)式墩
（1）排架桩墩
桩式桥墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身，在桩顶浇注盖梁。
翼墙位于桥台两侧,多采用八字形和一字形，见图730。
翼墙的作用是ຫໍສະໝຸດ Baidu挡住桥台两侧的路基填土，保证桥 头路基稳定，并引导水流顺畅地进入桥孔。带翼墙的桥 台主要用于公路桥梁。
桥梁墩台除承受上部结构的作用力外，桥墩还受到风力、 流水压力及可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力，桥 台还需承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。
因此，桥梁墩台不仅本身应具有足够的强度、刚度和稳 定性，而且对地基的承载能力`沉降量、地基与基础之间的摩 阻力等也都提出一定的要求。
2、墩台的组成
三 、梁桥桥台的类型与构造
1.重力式桥台 2.轻型桥台 3.框架式桥台 4.组合式桥台
1.重力式桥台
重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台 后的土压力。桥台台身多用石砌、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，适合于砂石料 来源丰宫的桥梁工点选用。
（l）T形桥台
（2）矩形桥台 （3）U形桥台
(3)圆形墩
其截面为圆形，圬工较多，且施工较麻烦,但其流水特性 较前两种形式好。一般用于河流急弯、流向不固定或与水 流斜交角大于15°的桥梁。
实体桥墩由一个实体结构组成，按其截面尺寸及重量的不 同又可分为实体重力式桥墩和实体轻型桥墩。
实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包 括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。 此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻 水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖 层较薄、基岩埋深较浅的地基上
3.柔性墩
传统的简支梁一端设置固定支座，另一端为活动支座。 在顺桥方向，桥梁墩台之间的水平联系被完全隔断，各桥墩 单独承担梁上传来的制动力或牵引力。为抵抗强大的水平力 作用，桥墩截面不得不做得较大，形成“胖柱’’。
为充分发挥桥墩的承载(受压)能力，可让各墩(台)具有 不同的抗剪刚度，并用梁使其连接在一起。对多跨桥，可 在其两端设置刚性较大的桥台，中间各墩均采用柔性墩， 其顺桥方向的墩身尺寸很小)；同时，全桥除在一个中墩上 设置活动支座外，其余墩台均采用固定支座。
3、桩（柱）式桥墩
柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它 具有线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便 的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。
柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，它可以 根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。柱式桥墩由 承台、柱式墩身和盖梁组成，对于上部结构为大悬臂箱形 截面，墩身可以直接与梁相接。
实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量 （包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳 定。此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存 在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、 覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。
（1）矩形墩 （2）圆端形桥墩 （3）圆端形桥墩
(l)矩形墩
（3）桩(柱)式墩的构造
柱式桥墩的墩身沿桥横向常由1~4根立柱组成，柱身为0.6~1.5m的 大直径圆柱或方形、六角形等其它形式，使墩身具有较大的强度和刚 度。当墩身高度大于6~7m时，可设横系梁加强柱身横向联系。
柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，它可以根据桥宽的 需要以及地物地貌条件任意组合。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖梁
实体轻型桥墩可用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做 成，此结构显著减少了圬工体积，但其抗冲冲击力较差，不 宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂 流物撞击的河流中，一般用于中小跨径桥梁上
墩帽是直接支承桥跨结构，应力较集中，因此对大跨径的 重力式桥墩墩帽厚度一般不小于0.4m，中小跨梁桥也不应小 于0.3m，并设有50～100mm的檐口。
（4）埋式桥台 （5）耳墙式桥台
（l）T形桥台
主要用于铁 路桥，工程量 较小，使用广 泛,尤其适用于 较大的桥跨和 较 高的路堤。
（2）矩形桥台
它的形状简 单，施工方便， 但工程量大， 目前已较少采 用。当填土不 高、桥跨较小 且桥面不宽时 可考虑采用。
（3）U形桥台
它的形状简 单，施工方便， 但工程量大，目 前已较少采用。 当填土不高、桥 跨较小且桥面不 宽时可考虑采用。
组成，对于上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。
5.薄壁桥墩
（1）薄壁墩的特点 （2）薄壁墩的分类 （3）薄壁墩的构造
（1）薄壁墩的特点
薄壁墩的高度一般不大于7m，由于墩身受压受弯，因此要配有适量 的受力钢筋和构造钢筋。
薄壁墩与排架桩墩比较，圬工用量多，但对漂流物及流冰的抵抗能 力要强。
理论分析和实验表明:作用在桥梁上的水 平力将按各墩 台的抗剪刚度进行分配；因此，作用在每个柔性墩上的水 平力极小,绝大部分水平力由桥台承担。这样，桥墩就可以 采用柔性的单排桩墩、柱式墩或其它薄壁式桥墩，达到节 省材料、使桥墩轻型化的目的 。
由于柔性墩在布置上，只设一个活动支座。当桥梁孔数较多且 桥较长时，柔性墩固定支座的墩顶位移量过大而处于不利状态,活 动支座的活动量要求也要大，刚性桥台的支座所受的水平力也大。
(2)爬升摸板
爬升模板的模板与滑升模板相似，不同者是支架通过千 斤顶支于预埋在墩壁中的预埋件上。浇筑好的墩身混凝土达 到一定强度后，将模板松开，千斤顶上顶，将支架连同模板 升到新的位置，模板就位`再灌筑墩身混凝土。如此循环往 复`逐节爬升，每次升高约2m左右。
图7 26 滑升模板构造万〈,B 图7 27 翻升模板构造7F思
-顶架;2一辐射梁;3一内围圈;4」卜围圈;5一内模 板;6」卜模板;
7一调径螺丝杆;8一调模螺丝杆;9一行程套管;l㈠ 顶杆;
ll一吊篮;12一栏杆;13一液压千斤顶
(3)翻升摸板
翻升模板是一种特殊钢模板，一般由三层模板组成一 个基本单元，并配有随模板升高的混凝土接料平台(工作平 台)。当浇筑完上层模板的混凝土后，将最下层模板拆除翻 上来并成为第四层模板。以此类推循环施工。翻升模板也 能够用于有坡度的桥墩，近年来应用较多，见图7-27,