桥梁工程第6章PPT推荐.ppt
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这对超静定结构桥梁尤为重要。
继续重力式墩台11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系3上一页下一页2.2.桥梁墩台的分类桥梁墩台的分类v桥梁常用的墩台形式大体可以归纳为两大类:
1)重力式墩台v主要特点:
靠自身的重量来平衡外力而保持其稳定,墩、台身比较厚实,可以不配置钢筋,用天然石材或片石混凝土砌筑;
适用于地基良好的大、中型桥梁,或流冰、漂浮物较多的河流中。
在砂石料方便的地区,小桥也往往采用重力式墩、台。
v主要缺点是圬工体积较大,因而其自重和阻水面积也较大,对地基要求较高。
2)轻型墩台v主要特点:
轻型墩台的刚度小,受力后允许在一定的范围内发生弹性变形;
建筑材料大都以钢筋混凝土和少量配筋的混凝土为主,也有一些轻型墩台可用石料砌筑。
v墩台选用时必须根据桥位处的地形、地质、水文和施工条件等因素综合考虑确定。
轻型桥墩轻型桥台继续重力式墩台11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系4上一页下一页3.3.墩台的基础及分类墩台的基础及分类v墩台基础是桥梁墩台结构直接与地基接触的部分,主要承受墩台身传来的荷载。
v墩台的基础应具有足够的强度、刚度和稳定性,还要考虑避免在荷载作用下产生大的水平位移,转动或沉降。
v常用的墩台基础分为以下几类:
浅埋基础(刚型和柔性扩大基础);
2深基础(桩基础和沉井基础)深水基础。
v桥梁基础工程发展到今天,已经不受水文地质条件的控制,但由于基础工程在地面以下或水中,增加工程的复杂程度。
在施工中,应根据基础的不同形式而采取相应的施工措施。
v在桥梁的总体设计中,下部结构的选型对整个设计方案有较大的影响。
合理的选型会使上、下部结构协调一致、轻巧美观。
近年来我国建造的桥梁,下部结构的造型也有了显著的变化,反映在向着轻型、薄壁、注意造型的方向发展。
对于城市立交桥、高架桥下部结构的选型就更应显示出桥梁美学的功能。
返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系5上一页下一页6.16.1.22桥墩墩的构造与设计的构造与设计v在公路梁桥和拱桥中,重力式桥墩使用较为普遍。
但随着桥梁事业的发展,轻型桥墩也得到了广泛的应用。
不论是梁桥或拱桥,其桥墩墩帽构造上虽有差别,但其他部分构造外形基本相同。
因此,这里重点介绍梁桥桥墩构造,而对拱桥桥墩只简述其构造不同部分。
1.1.梁梁桥重力式重力式桥墩墩2.2.梁梁桥轻型型桥墩墩3.3.拱拱桥桥墩墩返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系6上一页下一页1.1.梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩1)墩帽的构造及其平面尺寸v墩帽通过支座承托桥跨结构,其应力较为集中,因此对墩帽的强度要求较高。
一般采用C20号以上的混凝土,加配构造钢筋。
v桥规规定,墩帽的厚度,对大跨径的桥梁,一般不小于40cm,中小跨梁桥也不应小于30cm,墩帽四周设有510cm的檐口,其顶面设10的排水坡。
v墩帽放置支座的部位应布置12层钢筋网。
v若桥墩上相邻两孔支座高度不同,须加设内有钢筋网的混凝土垫石来调整。
v当同一桥墩相邻桥跨的跨径不同时,其桥跨结构的建筑高度不同,可用支承垫石来调整高度,也可以将墩帽做成L形,以适应相邻跨径不同的梁(板)高度变化,称为交接墩墩帽。
v当桥面较宽或墩身较高时,为了节省桥墩圬工体积,可选用悬臂式或托盘式墩帽。
墩帽构造尺寸继续墩帽钢筋构造悬臂式墩帽11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系7上一页下一页v墩帽的平面尺寸墩帽的平面尺寸v墩帽的平面尺寸应满足桥梁支座布置的需要,按下式确定:
顺桥向的墩帽宽度b:
bf+a+2c1+2c2横桥向的墩帽最小宽度B:
B=两侧主梁间距+支座横向宽度+2c1+2c2式中:
f相邻两跨支座的中心距离(cm);
a支座垫板的纵桥向宽度;
c1出檐宽度,一般为510cm;
c2支座边缘到墩台身边缘的最小距离,具体尺寸见下表。
注:
(1)采用钢筋混凝土悬臂式墩台帽时,上述最小距离为支座至墩台帽边缘距离;
(2)跨径100m及以上的桥梁,应按实际情况而定。
桥向跨径顺桥向(cm)横桥向(cm)圆弧形端头(自支座角量起)矩形端头大桥252540中桥202030小桥151520墩帽构造尺寸继续11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系8上一页下一页2)2)墩身墩身v墩身是桥墩的主体。
重力式桥墩墩身的顶宽,对小跨径桥梁不宜小于80cm,中跨径桥梁不宜小于100cm,大跨径桥梁视上部结构类型而定。
墩身侧坡可采用30:
120:
1,对小跨径桥梁的墩身可采用直坡。
v墩身通常用石块,混凝土或钢筋混凝土等材料建造。
v墩身截面形式有圆形、圆端形、尖端形、矩形等数种。
而菱形、尖端形、圆形等适应于潮汐河流或流向不稳定的桥位,矩形则适应于无水的岸墩或高架桥墩。
在有强烈流冰或大量漂浮物的河道上,应在墩身的迎水面设置破冰棱体。
破冰棱可由强度较高的石料砌成,也可以用高标号的混凝土辅之以钢筋加固。
v在中等流冰、漂浮物地区,不宜采用排架式、桩(柱)式桥墩,或将桩(柱)连成钢筋混凝土薄壁桥墩来抵抗流冰、漂浮物和排筏的撞击。
否则,应在桥墩前修筑破冰体保护构筑物。
墩身平面及破冰凌双柱式墩台破冰体构造图继续11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系9上一页下一页v空心墩空心墩v空心桥墩有两种形式:
基本为实体重力型结构,但为了减少圬工数量,在截面和自重已经足够承担及平衡外力的条件下,镂空中心部分。
采用薄壁钢筋混凝土的空格型墩身,四周壁厚只有30cm左右。
空心墩的主要目的是:
削减墩身的自重,或地震时有较小的惯性力,或减轻软弱基底的负荷。
v空心墩用壁厚与中面直径(即同一截面的中心线直径或宽度)的比来划分:
tD1/10为厚壁,tD1/10为薄壁。
v薄壁空心墩按计算配筋,一般配筋率在0.5左右,也有只按构造或承受局部应力或附加应力配筋的。
v空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定:
墩身最小壁厚,钢筋混凝土不宜小于30cm,对于混凝土不宜小于50cm。
墩身内应设横隔板或纵、横隔板,以加强墩壁的局部稳定。
墩身周围应设置适当的通风孔或泄水孔,孔的直径不小于20cm;
墩顶实体段以下应设置带门的过人洞或相应的检查设备。
墩顶实体段厚不小于1.0-2.Om。
*缺点缺点返回空心式桥墩11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系10上一页下一页2.2.梁式梁式轻型型桥墩墩v当地基土质条件较差时,或为了减轻墩身自重,常采用各种型式的轻型桥墩。
其墩帽尺寸及构造也由上部结构及支座尺寸等要求确定。
在梁桥中通常采用的类型有钢筋混凝土薄壁桥墩,桩(柱)式桥墩,柔性排架桩墩。
(1)钢筋混凝土薄壁墩薄壁墩的墩身直立,其厚度与高度比值约为1/101/15,墩身配置适量钢筋,采用C15以上混凝土。
其结构简单轻巧,圬工量小,施工方便,适用于地基土软弱的桥位(图6-8a)。
(2)柱式桥墩(3)柔性排架桩墩返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系11上一页下一页
(2)
(2)柱式柱式桥墩墩v墩身由分离的两根或多根立柱(或桩柱)所组成,是公路桥梁中采用较多的桥墩形式之一。
柱式桥墩一般常在灌注桩的顶部浇一承台,在承台上设立柱,然后在立柱上再浇一盖梁,立柱的数量可根据桥宽和构造要求确定,一般采用24根,其直径为60150cm,目前我国较多采用的形式为钻孔灌注桩双柱式桥墩,即桩和柱直接连接,当墩身高度大于1.5倍的横向桩距时,通常在桩柱之间布置横系梁,以增加墩身的侧向刚度。
v钻孔桩式桥墩适合于许多场合和各种地质条件。
也可以把洪水位以下部分墩身做成实体式,以增强抵抗漂浮物的能力。
返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系12上一页下一页(3)(3)柔性排架柔性排架桩墩墩v桩墩是由单排或多排的钢筋混凝土桩与钢筋混凝土盖梁连接而成,其通过一些构造措施,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,以减少单个柔性墩台所受的水平力。
适用于低浅宽滩及通航要求低的河流。
v轻型桥墩的共同点是均为钢筋混凝土结构,圬工体积小,结构轻巧,外型美观,施工速度快。
但缺点是需耗费用于立模的材料和一定数量的钢筋。
返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系13上一页下一页3.3.拱拱桥桥墩墩v拱桥是一种推力结构,其拱圈除传给桥墩垂直力外,还有较大的水平推力,故拱桥桥墩的尺寸一般比梁桥大,基本型式有重力式墩,柱式桥墩,单向推力墩(图6-9)。
拱桥桥墩的结构基本与梁桥相似。
返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系14上一页下一页6.1.36.1.3桥台台的构造与设计的构造与设计1.1.重力式桥台重力式桥台2.2.梁桥轻型桥台梁桥轻型桥台3.3.拱桥桥台拱桥桥台返回11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系15上一页下一页1.1.重力式桥台重力式桥台v梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U型桥台,由台帽、台身和基础三部分组成。
台身是由前墙和两个侧墙构成的U字形结构。
梁桥、拱桥桥台构造除在台帽部分有所差别外,其余部分基本相同,而且拱桥桥台一般较梁桥要大。
vU型桥台构造简单,可以用混凝土或片、块石砌筑。
它适用于填土高度在810m以下或跨度稍大的桥梁;
但桥台体积和自重较大,也增加了对地基的要求。
v桥台内的填土容易积水,结冰后冻胀,使桥台结构产生裂缝,所以宜用渗水性较好的土夯实,并做好台后排水措施。
继续11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系16上一页下一页UU型型桥台的各部分台的各部分结构构台帽台帽v
(1)台帽v梁桥台帽的结构和尺寸要求与相应的桥墩墩帽有许多共同之处,不同的是台帽顶面只设单排支座,另一侧设置背墙。
而背墙的顶宽,对于片石砌体不得小于50cm,对于块石、料石砌体及混凝土砌体不宜小于40cm。
台帽放置支座部分的配筋构造与墩帽结构相同。
v拱桥桥台只在向河心的一侧设计拱座,在前墙顶面上还要砌筑背墙,用来挡住路堤填土和支承腹拱。
继续11/4/2022南京工业大学土木工程学院交通工程系17上一页下一页UU型型桥台的各部分台的各部分结构构台身台身
(2)台身v台身由前墙和侧墙构成。
前墙正面多采用10:
1或20:
1的斜坡。
侧墙与前墙结合成一体,兼有挡墙和支撑墙作用。
侧墙正面一般是直立的,其长度视桥台高度和锥坡坡度而定。
前墙的下缘一般与锥
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