在桥梁设计中,可供选择的桥梁墩台形式有多种,墩台形式的选择将影响到工程造价、工程质量及后期养护使用,根据目前的设计实践情况,可供选择的桥墩形式,按照构造主要1 $ Y 6 9 i m Q有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、x Z Y |框架R ) w J ~ s ! \桥墩等。如何做好桥梁墩台结构选型: \ d 0 j u T?
桥 墩 选 型
1.实体^ ~ [ o 0 % _ - [桥墩
实体重力式桥墩:实体重力式桥墩是i M H ~一种主要靠自身重力平衡外力的实& I # 3 %体圬工墩,桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。此种桥墩自身刚度大,抗撞能力强,但同时存在受水流冲H a % W 5 {击阻力较大的缺陷,对地基的要求也较高,因此这种桥墩形式比较适合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。
实体轻型桥墩:实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、s : P ; h i @浆砌石块、钢筋混凝土等,^ F i X这种结构有效减少了圬工体积,减少了工程量,但它的抗冲击能力比较差,受到船只、浮冰或其2 Z h m 0 r s G @他漂浮物撞击时,处于十分不利的状态,容易发生结构性、整体性破坏,一般用于中小跨径桥梁上,实体轻型桥墩多采用圆端,以减小水流冲击力度。
2.柱式桥墩
柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。它具有线条简洁、明快、美观、等特点,既节省了材料又方便施工,特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式,它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。
3.空心桥墩
部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式,他的外形与普通实体桥墩相仿,有较大的圬工体积,少量的钢筋等。由于镂空结构的存在,使混凝土等圬工工程量大大减少,结构趋于合理,提高了经济效益。薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同,但所采用的材j z C X D P #料多为强度较高的钢筋混凝土,以达到“薄壁”效果。P K u 7 V \ N R L
4.框架式桥墩
框架式桥墩用平面框架(必要时可做成双层或多层的框架)代替墩身,支撑上部结构,一般采用钢筋混凝p ] ? # { 7 F # 7土或预应力混凝土构件组成。框架式桥墩也可以做成V型、Y型、Xw ) 7型等,这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感,一改桥墩的笨拙形象;同时\ m E这些O p W 3 E ?形式提高了桥梁的跨越能力,缩短了主梁跨径,降低主梁高度,是大跨度桥P . o I ^ S W \梁常用的桥墩结构形式。
5.桩式桥墩
桩式墩是将钻m z Y S G d F i 9孔桩基E & ^础向上延伸作为桥墩的墩身,在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以B p v Q x n Q是一根或多根桩,设置一排桩时叫排桩墩z j ` D 3 3。_ ! x + R z \ @这种墩型有很多优点,如节约材料、施工简便、外形简洁,特别适合在平原地区建桥时使用;但是它存在跨度上的局限; ( n b性(一般小于13m),由于墩身较柔,抗k 0 r A t n #撞能力差,不宜在有漂流物和流速过大的河流中采用。
桥 台= ^ V Q 选 型
桥台位于桥梁两端,是使道路与桥梁{ : r 3 , * & H s连结为整体的结构物,起桥梁支座与河岸护坡的作用,常采用的形式主要有:重力_ W $ z v } d Y式、轻型、框架式、组合式、承拉式等。
1.重力a \ \ [ _ & C式桥台
重力式桥台主要靠自重来平衡台l + N q Y W后的土压力,桥台台身建筑T 8 r k材@ t + X y ! N _ ^料多为石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料。: _ Q { ( M $ _ O依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件不同,重力式桥台常采r t Z用的类型有U型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台等,在铁路上还有T型桥台、十字形桥台等其他形式。
在U型桥台中台} d h D \身的作用是抵抗桥跨结/ U o , A X } u构与台后土体的作用力,其翼墙在一定条件下可与前墙共同承担土压力,并形成护坡。八字型和一字型桥台的台身/ p + w H ~ h r两侧为独立的翼墙,一般要在台身与翼墙之间设置变形逢。这两种形式的桥台要求有稳定的岩土地基,相对较低的桥台,低压缩性河床,中小跨桥多用于跨越人工河道,也可用于立交桥。翼墙B x / { k . u外露时还可以起到引导河流的作用。埋置式桥台的台身埋置无翼墙,台帽两端的耳墙直接与路堤相连。它适用于填土s @ | ) h t高度在10m以下,桥头为浅滩且冲刷较小的中等跨径的多跨桥。如果地质条件允许,可挖空台身,以减轻自重,节省材料。
2.轻型桥台
钢筋混凝土结构充分发挥了钢筋与混凝土各自的& T H X i长处,其结构在抵抗弯矩方面有很大优势,其特点是结构自重轻,施工方便。轻型桥台又分为薄壁轻型桥台与支撑梁轻O 4 [ . H l x型桥台。薄壁轻型桥台常常采用悬臂式、扶壁式、撑墙A H V i *式、箱式等。悬臂式桥台钢筋与混凝土的用量相对其他形式一般要高,撑墙式与箱型桥台模板用量相对较高。支撑梁轻型桥台在条件允许# G p L的情况下,对] N ? q | O于单B O ; & t r [ n跨或小跨径的桥,可在轻型桥台之间或台墩之间设置支撑梁,构成支撑梁型轻型桥台,增大V c U轻型桥台的承载能力。
3.组合桥台
为充分发挥不同部分的作用,将桥跨作用力与台后土体的作用力分由不同的构件承担,从这种思路出发形成了组合桥台。其优点是受力明确,节省材料。缺点是构造复杂,施工不方便。
4.承拉桥台
在桥台中,根据受力的需要,要求桥台有抵抗压力和拉力的能力,在设计中必须B 8 x满足受力要求,此种桥台主要在斜n P y E弯桥中使用,用来承受由于荷载的偏心作用u Z ( e 6 7 R (而使支座受到的拉力。
注 意 事 项
桥梁墩台所处环境多样而且多变,受力情况不易定性定量的分析,应尽量保证其4 8 P H k S v y H强度; U ,、刚度和稳定性有足够q l (的富余度,而且有s K t , G M a |足够的适h f d 7应变形或抵抗变形的能力,以避免墩台由于过大的水平位移、竖向沉降及转角而导致破坏。当地基为软土地基时,对桥[ - E 2 ^ T墩、= k n & ] b `桥台形式的选取应引起特别注意。所选的桥墩结构形式,必须具备足够的抗水平荷载能力。柱式桥墩在深软土地质条件下不宜采用,因为4 p @ J : ~ H _ 9它水平抗推刚度较小,在水平力作用下会因变形较大而失去承载能力。桥台的选取应尽量离陡边坡的河岸远些,这样可以避免出| ] L s k现台前凌空面。而且长桥台相对于短桥台而言,台M \ ^ ? C R 1 ~ |前土体压力大些,对台后填土护道起有利作用,也有利于缓解桥头跳车的程度。在这种情况下,长桥台经济效益较好,结构安全性高,行车舒适性优。
在桥梁总体设计中,应坚持安全性、适用性、耐久性三大原则不动摇,同时兼顾经济、美观要求。桥梁的下部结构,桥墩、桥台等的形式选取与整桥设计相统一,? 0 {也要满足安全、适用、耐久、经济、美观等要求。另外,桥梁墩台结构形式的选取与现场的使f t f用环境息息相关,同时,桥梁墩台还会经常性的受到各种动力荷载的作用,这对保证桥梁7 c g E S \ I ; [结构安全耐久提出更高的要求。所有这些都要求设计者具备深厚的理论功底与丰富的实践经验,同时又要有相当的洞察力与创新精神,保证桥墩、桥台的设计质量及使o n 5 !用效果,使其选择与布设能够更{ P B 2加经济合理。
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