1、第八章第八章 桥梁墩台桥梁墩台8.2 8.2 桥墩墩台的构造和设计桥墩墩台的构造和设计8.3 8.3 桥墩计算桥墩计算8.4 8.4 桥台计算桥台计算8.5 8.5 石砌重力式桥墩计算示例石砌重力式桥墩计算示例8.1 8.1 概述概述8.1 8.1 概述概述 桥墩、桥台为桥梁的下部结构，是桥梁的重要组成桥墩、桥台为桥梁的下部结构，是桥梁的重要组成部分之一。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桥梁墩台的主要作用是承受上部结构传来的荷载,并并将它及本身自重传给地基。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。桥墩支承相邻的两孔桥跨，居于桥梁的中间部位。桥台居
2、于全桥的两端，它的前端支承桥跨桥台居于全桥的两端，它的前端支承桥跨,后端与路后端与路基衔接，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。来的作用。一、墩台的作用与要求一、墩台的作用与要求 桥梁墩台除承受上部结构的作用力外，桥墩还受到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。的附加侧压力。因此，桥梁墩台不仅本身应具有足够的强度、刚度因此，
3、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。础之间的摩阻力等也都提出一定的要求。二、墩台的组成二、墩台的组成 桥梁墩桥梁墩(台台)主要由墩主要由墩(台台)帽、墩帽、墩(台台)身和基础三部分身和基础三部分组成。组成。组组成成墩台帽墩台帽墩台身墩台身基础基础8.2 8.2 墩（台）的构造和设计墩（台）的构造和设计一、桥墩的类型与构造一、桥墩的类型与构造1 1、重力式桥墩、重力式桥墩2 2、轻型桥墩、轻型桥墩空心式桥墩空心式桥墩桩柱式桥墩桩柱式桥墩柔性桥墩柔性桥墩薄壁桥墩薄壁
4、桥墩框架式桥墩框架式桥墩1 1、重力式桥墩、重力式桥墩(实体式桥墩实体式桥墩)实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量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（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。稳定。优点：优点：取材方便，施工简易，养护工作量小，对抵抗外取材方便，施工简易，养护工作量小，对抵抗外界不利因素如撞击、侵蚀的能力较强，在中、小跨桥梁，界不利因素如撞击、侵蚀的能力较强，在中、小跨桥梁，尤其是铁路桥梁中常被采用。尤其是铁路桥梁中常被采用。缺点：缺点：工程量大、自重大。因而对地基承载力的要求也工程量大、自重大
5、。因而对地基承载力的要求也较高，基础工程量也往往随之增大。较高，基础工程量也往往随之增大。适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深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。较浅的地基上。（1 1）梁桥重力式桥墩）梁桥重力式桥墩 梁桥重力式桥墩由墩帽、墩身和梁桥重力式桥墩由墩帽、墩身和基础三部分组成。基础三部分组成。v墩帽墩帽顺桥向的墩帽最小宽度顺桥向的墩帽最小宽度b b1 1:v墩帽墩帽 一般情况下，墩帽的纵桥向宽度一般情况下，墩帽的纵桥向宽度,对于小跨径桥梁不得对于小跨径桥梁不得小于小于80cm80cm，中等跨径桥梁不得小于，中等跨径桥梁不得小于100cm,100
6、cm,大跨径桥梁则视大跨径桥梁则视上部结构类型而定。上部结构类型而定。横桥向的墩帽最小宽度横桥向的墩帽最小宽度b b2 2:墩帽是直接支承桥跨结构，应力较集中，因此对大跨径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的重力式桥墩墩帽厚度一般不小于0.5m0.5m，中小跨梁桥也不，中小跨梁桥也不应小于应小于0.4m0.4m，并设有，并设有5050100mm100mm的檐口。的檐口。桥梁墩帽内应设置构造钢筋桥梁墩帽内应设置构造钢筋,钢筋直径一般为钢筋直径一般为8 816mm,16mm,采用间距为采用间距为151525cm25cm的网格布置。另外，在支座支撑垫板的网
7、格布置。另外，在支座支撑垫板的局部范围内设置的局部范围内设置1 1 2 2层钢筋网层钢筋网,其平面分布尺寸约为支撑其平面分布尺寸约为支撑垫板面积的垫板面积的2 2倍倍,钢筋直径为钢筋直径为8 812mm,12mm,网格间距为网格间距为5 510cm10cm。v墩身墩身 墩身是桥墩的主体，重力式桥墩墩身的顶宽，对于小跨墩身是桥墩的主体，重力式桥墩墩身的顶宽，对于小跨径而言，不宜小于径而言，不宜小于80cm80cm；对于中等跨径桥梁，不宜小于；对于中等跨径桥梁，不宜小于100cm100cm；对特大、大跨径桥的墩身顶宽，视上部结构类型而；对特大、大跨径桥的墩身顶宽，视上部结构类型而定。侧坡一般采用定
8、。侧坡一般采用20:120:1 30:130:1，小跨径桥梁的桥墩也可以，小跨径桥梁的桥墩也可以采用直坡的形式。采用直坡的形式。按墩身横截面形式按墩身横截面形式的不同，常见的重力的不同，常见的重力式桥墩可分为式桥墩可分为矩形墩、矩形墩、圆端形墩、圆形墩圆端形墩、圆形墩 。它的外形简单，施工方便、圬工数量较省。但对水流它的外形简单，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。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、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。也可采用这
9、种形式。s矩形墩矩形墩 s圆端形墩圆端形墩 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小于1515的桥梁的桥梁,是水中桥墩使用最广泛的一种形式。是水中桥墩使用最广泛的一种形式。其截面为圆形，圬工较多，且施工较麻烦其截面为圆形，圬工较多，且施工较麻烦,但其流水特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水流斜交角大于1515的桥梁。的桥梁。s圆形墩圆形墩 墩身通常
10、采用墩身通常采用混凝土浇筑混凝土浇筑或者采用或者采用浆砌块石和料石浆砌块石和料石，也，也可以使用可以使用混凝土预制块砌筑混凝土预制块砌筑。石砌桥墩应采用不低于石砌桥墩应采用不低于MU30MU30号的石材，大、中桥采用号的石材，大、中桥采用M7.5M7.5以上的砂浆砌筑，小桥涵使用不低于以上的砂浆砌筑，小桥涵使用不低于M5M5号砂浆砌筑。号砂浆砌筑。混凝土桥墩便于机械化施工，多用混凝土桥墩便于机械化施工，多用C20C20或或C20C20以上混凝以上混凝土浇筑，并可掺入不多于其体积土浇筑，并可掺入不多于其体积20%20%的片石。的片石。混凝土预制块桥墩的预制块件应采用不低于混凝土预制块桥墩的预制块
11、件应采用不低于C25C25混凝土混凝土制作，用不低于制作，用不低于M5M5水泥砂浆砌筑，砌缝厚度不大于水泥砂浆砌筑，砌缝厚度不大于1.0cm1.0cm。（2 2）拱桥重力式桥墩）拱桥重力式桥墩v普通墩普通墩一般不承受恒载水平推力一般不承受恒载水平推力v单向推力墩单向推力墩 （2 2）拱桥重力式桥墩）拱桥重力式桥墩 拱桥重力式桥墩也由墩帽、墩身及基础三部分组成拱桥重力式桥墩也由墩帽、墩身及基础三部分组成。与。与梁桥桥墩不同的是：梁桥桥墩的顶面设置传力的支座，且梁桥桥墩不同的是：梁桥桥墩的顶面设置传力的支座，且支座距顶面边缘保持一定的距离；而支座距顶面边缘保持一定的距离；而拱桥桥墩则在其顶面拱桥桥
12、墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的拱座的边缘设置呈倾斜面的拱座。（2 2）拱桥重力式桥墩）拱桥重力式桥墩v墩帽墩帽 当桥墩两侧孔径相等时，则拱当桥墩两侧孔径相等时，则拱座均设置在桥墩顶部的起拱线标座均设置在桥墩顶部的起拱线标高上。高上。当桥墩两侧的孔径不等，恒载当桥墩两侧的孔径不等，恒载水平推力不平衡时，将拱座设置水平推力不平衡时，将拱座设置在不同的起拱线标高上。此时，在不同的起拱线标高上。此时，桥墩墩身可在推力小的一侧变坡，桥墩墩身可在推力小的一侧变坡，一般为一般为20:120:130:130:1。（2 2）拱桥重力式桥墩）拱桥重力式桥墩v墩身墩身 对于等跨双向墩的顶宽，当采用石砌墩时，可按拱
13、跨的对于等跨双向墩的顶宽，当采用石砌墩时，可按拱跨的1/201/201/101/10估算，并不小于估算，并不小于80cm80cm，随跨径的增大而采用较，随跨径的增大而采用较小的比值；小的比值；混凝土墩可按拱跨的混凝土墩可按拱跨的1/251/251/151/15估算，墩身两侧的坡比估算，墩身两侧的坡比一般为一般为20:120:130:130:1（竖：横），墩身的平面形状在其两端（竖：横），墩身的平面形状在其两端常做成圆端形或尖端形，无水的岸墩也可做成矩形。常做成圆端形或尖端形，无水的岸墩也可做成矩形。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁桥轻型桥墩 当地基土质条件较差时，为了减轻地
14、基的负担，或者为当地基土质条件较差时，为了减轻地基的负担，或者为了减轻墩身的重量，节约圬工材料，常采用各种形式轻型了减轻墩身的重量，节约圬工材料，常采用各种形式轻型桥墩。桥墩。在梁桥中，通常采用在梁桥中，通常采用空心式桥墩、柱式桥墩、柔性桥墩、空心式桥墩、柱式桥墩、柔性桥墩、薄壁式墩薄壁式墩等几种类型的轻型桥墩。等几种类型的轻型桥墩。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁桥轻型桥墩空心式桥墩空心式桥墩 采取空心墩的形式通常基于两个目的：采取空心墩的形式通常基于两个目的：一是为了减少圬工数量，在截面和自重已经足够承担一是为了减少圬工数量，在截面和自重已经足够承担及平衡外力的条件下镂
15、空中心部分；及平衡外力的条件下镂空中心部分；另一种目的是为了削减墩身的自重，或地震时有较小另一种目的是为了削减墩身的自重，或地震时有较小的惯性力，或减轻软弱基底的负荷。的惯性力，或减轻软弱基底的负荷。空心式桥墩的截面形式有圆形、圆端形、长方形等。空心式桥墩的截面形式有圆形、圆端形、长方形等。空心墩的空心墩的壁厚壁厚应根据设计和施工的要求来选定，对于应根据设计和施工的要求来选定，对于钢筋混凝土不宜小于钢筋混凝土不宜小于30cm30cm，对于素混凝土不小于，对于素混凝土不小于50cm50cm。墩身立面侧坡通常为墩身立面侧坡通常为30:130:120:120:1。考虑到温度应力等的影响，墩身一般均应
16、加设护面考虑到温度应力等的影响，墩身一般均应加设护面钢筋，从而减少墩内外温差。陆上墩身在离地面钢筋，从而减少墩内外温差。陆上墩身在离地面5m5m以上以上部分应设置交错的通风孔与泄水孔，直径不小于部分应设置交错的通风孔与泄水孔，直径不小于20cm20cm，以减少内外温差和排水。以减少内外温差和排水。空心墩每隔一定高度设置一段横隔板空心墩每隔一定高度设置一段横隔板，对，对空心结构的抗扭有明显作用，对薄壁的稳定也空心结构的抗扭有明显作用，对薄壁的稳定也有帮助。有帮助。设置横隔板对滑模施工比较困难，因此目设置横隔板对滑模施工比较困难，因此目前的趋势是尽量不设或少设。对于前的趋势是尽量不设或少设。对于4
17、0m40m以上的以上的高桥墩，或壁厚与半径之比小于高桥墩，或壁厚与半径之比小于1 1：1010时应按时应按6 610m10m的间距设置横隔板。的间距设置横隔板。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁桥轻型桥墩桩柱式桥墩桩柱式桥墩 柱式桥墩一般可分为柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱式、哑铃式以独柱、双柱和多柱式、哑铃式以及混合双柱式及混合双柱式等形式，它可以根据桥宽的需要以及地物地等形式，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，对于上部结构
18、为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接接。v单柱式桥墩：单柱式桥墩：适用于水流与桥轴斜交角大于适用于水流与桥轴斜交角大于1515的桥梁，的桥梁，或者河流急弯、流向不固定的桥梁。或者河流急弯、流向不固定的桥梁。v双柱式或多柱式桥墩：双柱式或多柱式桥墩：适用于在水流与桥轴斜交角小于适用于在水流与桥轴斜交角小于1515，仅有较小的漂流物或轻微的流冰河流中。，仅有较小的漂流物或轻微的流冰河流中。v哑铃式桥墩：哑铃式桥墩：适用于在有较多的漂流物或较严重的流冰河适用于在有较多的漂流物或较严重的流冰河流上，当漂流物卡在两柱之间可能发生危险或有特殊要求流上，当漂流物卡在两柱之间可能发生危险或有特殊要求v有较严
19、重的漂流物或流冰的河流上有较严重的漂流物或流冰的河流上,当墩身较高时当墩身较高时,可把高可把高水位以上的墩身做成双柱式，高水位以下的部分做成实体水位以上的墩身做成双柱式，高水位以下的部分做成实体式的式的混合双柱式墩混合双柱式墩，这样既减少了水上部分的圬工体积，这样既减少了水上部分的圬工体积，也增加了抵抗漂流物的能力。也增加了抵抗漂流物的能力。柱式桥墩采用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的柱式桥墩采用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽。盖梁横截面的形状一般为矩形或墩帽。盖梁横截面的形状一般为矩形或T T形形(或倒或倒T T形形)，底，底面形状有直线形和曲线两种。面形状有直线形和曲线两种。
20、盖梁高度一般为梁宽的盖梁高度一般为梁宽的0.80.81.21.2倍，悬臂端厚度不小于倍，悬臂端厚度不小于30cm30cm。盖梁长度应大于上部构造两边梁（或边肋）之间的。盖梁长度应大于上部构造两边梁（或边肋）之间的距离，并应满足上部构造安装时的要求。设置橡胶支座的距离，并应满足上部构造安装时的要求。设置橡胶支座的桥墩，支座下应设置钢筋网以分布应力。各截面尺寸与配桥墩，支座下应设置钢筋网以分布应力。各截面尺寸与配筋需通过计算确定。筋需通过计算确定。当用当用横系梁加强桩柱的整体性横系梁加强桩柱的整体性时，横系梁的高度可取为时，横系梁的高度可取为桩（柱）直径的桩（柱）直径的0.80.81.01.0倍，
21、宽度可取为桩（柱）直径的倍，宽度可取为桩（柱）直径的0.60.60.80.8倍。倍。横系梁一般不直接承受外力横系梁一般不直接承受外力,可不做内力计算可不做内力计算,按横截面按横截面积的积的0.10.1配置构造钢筋，横系梁的四角应设置直径不小配置构造钢筋，横系梁的四角应设置直径不小于于16mm16mm的纵向钢筋，并同时设置直径不小于的纵向钢筋，并同时设置直径不小于8mm8mm的箍筋，的箍筋，箍筋间距不应大于横系梁的短边尺寸或箍筋间距不应大于横系梁的短边尺寸或400mm400mm。构造筋伸。构造筋伸入桩内并与桩内主筋连接。入桩内并与桩内主筋连接。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁
22、桥轻型桥墩柔性桥墩柔性桥墩 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）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。目的。多跨长桥采用柔性墩时宜分成若干联多跨长桥采用柔性墩时宜分成若干联
23、。两个活动支座之。两个活动支座之间或刚性桥台与第一个活动支座之间称为一联。每联设置间或刚性桥台与第一个活动支座之间称为一联。每联设置一个刚性墩一个刚性墩(台台)，刚性墩宜布置在地基较好和地形较高的，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、构造和受力情况而定。地方。一联长度的划分视地形、构造和受力情况而定。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁桥轻型桥墩薄壁桥墩薄壁桥墩 薄壁桥墩是一种新型桥墩，薄壁桥墩是一种新型桥墩，一般以钢筋混凝土为材料，其截一般以钢筋混凝土为材料，其截面形式有面形式有一字形、工字形、箱形一字形、工字形、箱形以及适用于高墩较大跨径的以及适用
24、于高墩较大跨径的双薄双薄壁墩壁墩等。等。双薄壁墩是在墩位上有两个相互平行的墩壁主梁刚结双薄壁墩是在墩位上有两个相互平行的墩壁主梁刚结(或铰结或铰结)的桥墩。钢筋混凝土双薄壁墩可增加桥梁刚度，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。减少主梁支点负弯矩，增加桥梁美观。下图为虎门大桥辅航道桥，是下图为虎门大桥辅航道桥，是150m+270m+150m150m+270m+150m三跨连续三跨连续一刚构桥两个江中墩采用双薄壁墩。墩高约一刚构桥两个江中墩采用双薄壁墩。墩高约30m30m，箱形截面箱形截面,箱壁与梁内横隔板联为一体。箱壁与梁内横隔板联为一体。2 2、轻型桥墩
25、、轻型桥墩（1 1）梁桥轻型桥墩）梁桥轻型桥墩框架式桥墩框架式桥墩 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。可做成双层或多层的框架。2 2、轻型桥墩、轻型桥墩（2 2）拱桥轻型桥墩）拱桥轻型桥墩 与梁桥上的桩柱式桥墩的主要差别是：在拱桥墩顶部分与梁桥上的桩柱式桥墩的主要差别是：在拱桥墩顶部分设置拱座。当拱桥跨径在设置拱座。当拱桥跨径在10m10m左右时，常采用两根直径为左右时，常采用两根直径为1m1m的钻孔灌注桩；跨径在
26、的钻孔灌注桩；跨径在20m20m左右时，可采用两根直径为左右时，可采用两根直径为1.2m1.2m或三根直径为或三根直径为1m1m的钻孔灌注桩；跨径在的钻孔灌注桩；跨径在30m30m左右时，可采用左右时，可采用三根直径为三根直径为1.21.21.3m1.3m的钻孔灌注桩。的钻孔灌注桩。8.2 8.2 墩（台）的构造和设计墩（台）的构造和设计二、桥台的类型与构造二、桥台的类型与构造1 1、重力式桥台、重力式桥台2 2、轻型桥台、轻型桥台梁桥轻型桥台梁桥轻型桥台拱桥轻型桥台拱桥轻型桥台支撑梁轻型桥台支撑梁轻型桥台薄壁轻型桥台薄壁轻型桥台加劲土桥台加劲土桥台八字形轻型桥台八字形轻型桥台U U型轻型桥台
27、型轻型桥台背撑式桥台背撑式桥台3 3、其他形式桥台、其他形式桥台1.1.重力式桥台重力式桥台 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富的桥梁工点选用。来源丰富的桥梁工点选用。1.1.重力式桥台重力式桥台v梁桥重力式梁桥重力式U U形桥台形桥台优点：优点：构造简单，可以用混凝土构造简单，可以用混凝土或片、块石砌筑。它适用于或片、块石砌筑。它
28、适用于填土高度在填土高度在4 410m10m以下或跨以下或跨径稍大的桥梁；径稍大的桥梁；缺点：缺点：桥台体积和自重较大；桥桥台体积和自重较大；桥台两个侧墙之间填土容易积台两个侧墙之间填土容易积水，结冰后冻胀，使侧墙产水，结冰后冻胀，使侧墙产生裂缝。生裂缝。v梁桥重力式梁桥重力式U U形桥台形桥台1.1.重力式桥台重力式桥台v拱桥重力式拱桥重力式U U形桥台形桥台 与梁桥与梁桥U U形桥台的差别在形桥台的差别在于：在尺寸上，拱桥桥台由于：在尺寸上，拱桥桥台由于承受很大的水平推力，因于承受很大的水平推力，因此一般要比梁桥大；对于空此一般要比梁桥大；对于空腹式拱桥，在前墙顶面上还腹式拱桥，在前墙顶面
29、上还要砌筑背墙，用来挡住路堤要砌筑背墙，用来挡住路堤填土和支撑腹拱；拱桥台前填土和支撑腹拱；拱桥台前墙背坡的坡度改为墙背坡的坡度改为2:12:14:14:1，前坡改为前坡改为20:120:130:130:1或直立。或直立。2.2.轻型桥台轻型桥台(2)(2)薄壁轻型桥台薄壁轻型桥台(1)(1)支撑梁轻型桥台支撑梁轻型桥台 轻型桥台的形式很多，其主要特点是利用结构本身的轻型桥台的形式很多，其主要特点是利用结构本身的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。轻型桥台所用材料大多以钢筋混凝土或少量配筋的混轻型桥台所用材料大多以钢筋混凝土或少量配筋的混凝土为主。轻型桥
30、台主要用于公路桥梁。凝土为主。轻型桥台主要用于公路桥梁。(3)(3)加筋土桥台加筋土桥台v梁桥轻型桥台梁桥轻型桥台 单跨或孔跨不多的小跨径桥，在条件许可的清况下，单跨或孔跨不多的小跨径桥，在条件许可的清况下，可在轻型桥台之间或台与墩间，设置可在轻型桥台之间或台与墩间，设置3 35 5根支撑梁。支撑根支撑梁。支撑梁设在冲刷线或河床铺砌线以下。梁设在冲刷线或河床铺砌线以下。梁与桥台设置锚固栓钉、使上部结构与支撑梁共同支梁与桥台设置锚固栓钉、使上部结构与支撑梁共同支撑桥台承受台后土压力。此时桥台与支撑梁及上部结构形撑桥台承受台后土压力。此时桥台与支撑梁及上部结构形成四铰框架来受力。成四铰框架来受力。
31、轻型桥台可采用八字式和一字式翼墙挡土，如地形许轻型桥台可采用八字式和一字式翼墙挡土，如地形许可，也可做成耳墙，形成埋置式轻型桥台并设置溜坡。可，也可做成耳墙，形成埋置式轻型桥台并设置溜坡。支撑梁轻型桥台支撑梁轻型桥台薄壁墩轻型桥台薄壁墩轻型桥台 薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等。箱式等。在一般情况下，悬臂式桥台的混凝土数量和用钢量较高，在一般情况下，悬臂式桥台的混凝土数量和用钢量较高，撑墙式与箱式的模板用量较高。薄壁轻型桥台的优点与薄撑墙式与箱式的模板用量较高。薄壁轻型桥台的优点与薄壁墩类同，可依据桥台高度，地基强度和土质等
32、因素选定。壁墩类同，可依据桥台高度，地基强度和土质等因素选定。加劲土桥台加劲土桥台 对于台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高在对于台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高在3 35m5m时，可采用加筋土桥台。这类桥台一般由时，可采用加筋土桥台。这类桥台一般由台帽和竖向台帽和竖向面板、拉杆、锚碇板面板、拉杆、锚碇板及其填料共同组合的台身组成。及其填料共同组合的台身组成。加劲土桥台加劲土桥台分离式加劲土组合桥台分离式加劲土组合桥台结合式加劲土组合桥台结合式加劲土组合桥台2.2.轻型桥台轻型桥台 拱桥轻型桥台的拱桥轻型桥台的工作原理工作原理：当桥台受到拱的推力后，便：当桥台受到拱的推力后，便
33、发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动，此时台后的土便产生抗力来抵抗拱的推力产生抗力来抵抗拱的推力,由于土的参与提供了部分抗力由于土的参与提供了部分抗力,从而使桥台的尺寸大大地小于实体重力式桥台，但此时必从而使桥台的尺寸大大地小于实体重力式桥台，但此时必须验算由于拱脚位移而在拱圈中产生的不利附加内力的影须验算由于拱脚位移而在拱圈中产生的不利附加内力的影响。响。v拱桥轻型桥台拱桥轻型桥台八字形轻型拱桥桥台八字形轻型拱桥桥台由前墙和两侧的八字翼墙构成由前墙和两侧的八字翼墙构成。前墙可以是等厚度的，也可以前墙可以是等厚度的，也可以是变厚度的。变厚度台身的
34、背坡为是变厚度的。变厚度台身的背坡为2 21 14 41 1。翼墙的顶宽一般为翼墙的顶宽一般为40cm40cm，前坡，前坡为为10101 1，后坡为，后坡为5 51 1。台后的填土必须分层夯实，做台后的填土必须分层夯实，做好防护措施，防止受水流侵蚀冲刷好防护措施，防止受水流侵蚀冲刷。U U形轻型拱桥桥台形轻型拱桥桥台 由前墙和平行于行车方向的侧由前墙和平行于行车方向的侧墙组成，构成墙组成，构成U U字形的水平截面。字形的水平截面。背撑式轻型拱桥桥台背撑式轻型拱桥桥台 当桥台较宽时，为了保证结构的强度和稳定性，可以在当桥台较宽时，为了保证结构的强度和稳定性，可以在八字形或八字形或U U字形桥台的
35、前墙背后加一道或几道背撑，构成字形桥台的前墙背后加一道或几道背撑，构成字形、字形、E E字形等水平截面形状的前墙。字形等水平截面形状的前墙。3.3.其他形式桥台其他形式桥台v梁桥其他形式桥台梁桥其他形式桥台框架式桥台框架式桥台 框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它所受的土压力较小，适用于地基承载力较低、型桥台，它所受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。台身较高、跨径较大的梁桥。其构造形式有双柱式、多柱式、墙式半重力式和双排其构造形式有双柱式、多柱式、墙式半重力式和双排架式、板凳式等。架式、板凳式等。双柱
36、式桥台双柱式桥台 一般用于填土高度小一般用于填土高度小于于5m5m的情况。当桥梁较宽的情况。当桥梁较宽时，可采用多柱式。时，可采用多柱式。墙式桥台墙式桥台 当填土高度大于当填土高度大于5m5m时，可时，可采用墙式。墙厚一般为采用墙式。墙厚一般为0.40.40.8m0.8m，设少量钢筋。，设少量钢筋。台帽可做成悬臂式或简支式，需要配置受力钢筋。当台帽可做成悬臂式或简支式，需要配置受力钢筋。当柱式桥台采用钻孔桩基础并延伸做台身时，可不设承台。柱式桥台采用钻孔桩基础并延伸做台身时，可不设承台。对于柱式和墙式桥台一般在基础之上设置承台。对于柱式和墙式桥台一般在基础之上设置承台。框架式桥台均采用埋置式，
37、台前设置溜坡。为满足桥框架式桥台均采用埋置式，台前设置溜坡。为满足桥台与路堤的连接，在台帽上部设置耳墙，必要时在台帽上台与路堤的连接，在台帽上部设置耳墙，必要时在台帽上方两侧设置挡板。方两侧设置挡板。3.3.其他形式桥台其他形式桥台v梁桥其他形式桥台梁桥其他形式桥台组合式桥台组合式桥台 为使桥台轻型化，桥台本身主要承受桥跨结构传来的为使桥台轻型化，桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台的土压力由其它结构来承受，形成竖向力和水平力，而台的土压力由其它结构来承受，形成组合式桥台。组合式桥台。组合的方式很多组合的方式很多，如桥台与锚碇板组合、桥台与挡土，如桥台与锚碇板组合、桥台与挡土墙组
38、合，桥台与梁及挡土墙组合、框架式的组合，桥台与墙组合，桥台与梁及挡土墙组合、框架式的组合，桥台与挡土墙组合等。挡土墙组合等。a.a.锚碇板式桥台锚碇板式桥台 锚碇板式桥台是由埋入桥台后填土中的锚碇板和拉杆锚碇板式桥台是由埋入桥台后填土中的锚碇板和拉杆的抗拔力平衡土压力，二者与立柱挡土板组成共同受力的抗拔力平衡土压力，二者与立柱挡土板组成共同受力体系，改变桥台受力状况，减少台身内力，一般可比重体系，改变桥台受力状况，减少台身内力，一般可比重力式桥台节省圬工力式桥台节省圬工5050以上。以上。b b.框架式组合桥台框架式组合桥台 当梁与桥台、挡土墙刚接，则形成框架式组合桥台。当梁与桥台、挡土墙刚接
39、，则形成框架式组合桥台。框架式组合桥台可以减少土的压力，并保持一定刚度，在框架式组合桥台可以减少土的压力，并保持一定刚度，在地震区常采用这种桥台。地震区常采用这种桥台。特点特点:框架结构将承受弯矩、轴框架结构将承受弯矩、轴向力及附带产生的剪力。基底向力及附带产生的剪力。基底可以连成整体也可以单独支撑可以连成整体也可以单独支撑柱脚，截面紧凑，尽量保持填柱脚，截面紧凑，尽量保持填土的自然坡度，减少挡土作用土的自然坡度，减少挡土作用，用梁板支撑桥面、横杆、立，用梁板支撑桥面、横杆、立柱组成桥台骨架。柱组成桥台骨架。c.c.桥台与挡土墙组合桥台桥台与挡土墙组合桥台 由轻型桥台支撑上部结构由轻型桥台支撑
40、上部结构,台后设挡土墙承受土压力的组台后设挡土墙承受土压力的组合式桥台。台身与挡土墙分离合式桥台。台身与挡土墙分离,上端做伸缩缝上端做伸缩缝,使受力明确。使受力明确。当地基比较好时也可将桥台与挡土墙放在同一基础之上。当地基比较好时也可将桥台与挡土墙放在同一基础之上。3.3.其他形式桥台其他形式桥台v拱桥其他形式桥台拱桥其他形式桥台组合式桥台组合式桥台 组合式桥台由台身和后座两部分组成。组合式桥台由台身和后座两部分组成。台身基础承受竖向力，一般采用桩基台身基础承受竖向力，一般采用桩基础或沉井基础；拱的水平推力则主要由后座基底的摩阻力础或沉井基础；拱的水平推力则主要由后座基底的摩阻力及台后的土侧压
41、力来平衡。及台后的土侧压力来平衡。台身与后座间应密切贴合台身与后座间应密切贴合,并设置沉降缝并设置沉降缝,以适应两者的以适应两者的不均匀沉降。在地基土质较差时不均匀沉降。在地基土质较差时,后座基础应适当处理后座基础应适当处理,以以免后座向后倾斜，导致台身和拱圈的位移和变形。免后座向后倾斜，导致台身和拱圈的位移和变形。空腹式桥台空腹式桥台 空腹式桥台是前墙、后墙、基础板和撑墙等部分组成。空腹式桥台是前墙、后墙、基础板和撑墙等部分组成。前墙承受拱圈传来的荷载，后墙支撑台后的土压力。在前后前墙承受拱圈传来的荷载，后墙支撑台后的土压力。在前后墙之间设置撑墙墙之间设置撑墙3 34 4道，作为传力构件，并
42、对后墙起到保护道，作为传力构件，并对后墙起到保护和对地基板起到加劲作用。最外边的撑墙可以做成梯踏步，和对地基板起到加劲作用。最外边的撑墙可以做成梯踏步，供人们上下河岸。空腹可以是敞口的，也可以是封闭的。供人们上下河岸。空腹可以是敞口的，也可以是封闭的。前墙后墙基础板撑墙齿槛式桥台齿槛式桥台 齿槛式桥台齿槛式桥台是齿槛式桥台齿槛式桥台是由前桥、侧墙、底板和撑墙由前桥、侧墙、底板和撑墙几个部分组成。几个部分组成。特点：特点：基底面积较大，可以支撑基底面积较大，可以支撑一定的垂直压力；一定的垂直压力；底板下的齿槛可以增加摩底板下的齿槛可以增加摩阻力和抗滑的稳定性；阻力和抗滑的稳定性；台背做成斜挡板，
43、利用它背面的原状土和前墙背面的新填台背做成斜挡板，利用它背面的原状土和前墙背面的新填 土，共同平衡拱的水平推力；土，共同平衡拱的水平推力；前墙与后墙之间的撑墙可以提高结构的刚度。前墙与后墙之间的撑墙可以提高结构的刚度。侧 墙撑 墙撑 墙撑 墙撑 墙护 坡前 墙拱 圈一、重力桥墩一、重力桥墩二、柱式桥墩二、柱式桥墩8.3 8.3 桥墩计算桥墩计算8.3 8.3 桥墩计算桥墩计算一、重力式桥墩一、重力式桥墩1.1.作用（荷载）及其组合作用（荷载）及其组合永久作用永久作用：上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支撑反力，包括上部结构的恒重对墩帽或拱座产生的支撑反力，包括上部结构混凝土收缩及徐变的作用。上部
44、结构混凝土收缩及徐变的作用。桥墩自重，包括在基础襟边上的土重。桥墩自重，包括在基础襟边上的土重。预加力预加力基础变位作用基础变位作用水的浮力水的浮力可变作用可变作用：作用在上部结构的车道荷载，对于钢筋混凝土柱式墩作用在上部结构的车道荷载，对于钢筋混凝土柱式墩台应计入冲击力，对于重力式墩台则不计入冲击力；台应计入冲击力，对于重力式墩台则不计入冲击力；人群荷载；人群荷载；作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力；作用在上部结构和墩身上的纵、横向风力；车道荷载制动力；车道荷载制动力；作用在墩身上的流水压力；作用在墩身上的流水压力；作用在墩身上的冰压力；作用在墩身上的冰压力；上部结构因温度变化而对桥墩产生
45、的附加力；上部结构因温度变化而对桥墩产生的附加力；支座摩阻力。支座摩阻力。偶然作用偶然作用：地震作用；地震作用；作用在墩身上的船只或漂浮物的撞击作用。作用在墩身上的船只或漂浮物的撞击作用。上述各种作用的计算方法，可参见上述各种作用的计算方法，可参见桥规桥规（JTG D60-JTG D60-20042004）中的有关规条文。）中的有关规条文。作用效应组合作用效应组合：重力式桥墩的作用效应组合主要与墩身所要验算的内重力式桥墩的作用效应组合主要与墩身所要验算的内容有关。容有关。(1)(1)梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩第一种组合第一种组合 按照在桥墩各截面上可能产生按照在桥墩各截面上可能产生的最大竖向
46、力的情况进行组合。的最大竖向力的情况进行组合。它是用来验算墩身强度和基底最它是用来验算墩身强度和基底最大应力的。大应力的。作用效应组合作用效应组合：第二种组合第二种组合 按桥墩各截面在顺桥方向按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心距和上可能产生的最大偏心距和最大弯矩的情况进行组合。最大弯矩的情况进行组合。它是用来验算墩身强度、基它是用来验算墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的稳底应力、偏心以及桥墩的稳定性。定性。(1)(1)梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩 第三种组合第三种组合 按桥墩的各截面在横桥按桥墩的各截面在横桥的方向上可能产生最大偏的方向上可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行心和最大弯矩
47、的情况进行组合。它是用来验算在横组合。它是用来验算在横桥方向上的墩身强度、基桥方向上的墩身强度、基底应力、偏心以及桥墩的底应力、偏心以及桥墩的稳定性。稳定性。作用效应组合作用效应组合：(1)(1)梁桥重力式桥墩梁桥重力式桥墩顺桥向的作用及组合顺桥向的作用及组合 对于普通桥墩应为相邻两孔的永久作用对于普通桥墩应为相邻两孔的永久作用,在一孔或跨径在一孔或跨径较大的一孔满布可变作用的一种或几种较大的一孔满布可变作用的一种或几种,如汽车制动力、纵如汽车制动力、纵向风力、温度作用等向风力、温度作用等,并应考虑由此对桥墩产生的不平衡水并应考虑由此对桥墩产生的不平衡水平推力、竖向力和弯矩。平推力、竖向力和弯
48、矩。作用效应组合作用效应组合：(2)(2)拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩顺桥向的作用及组合顺桥向的作用及组合 在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、冰在横桥方向作用于桥墩上的外力有风力、流水压力、冰压力、船只或漂浮物的撞击力或地震力等。但是对于公路压力、船只或漂浮物的撞击力或地震力等。但是对于公路桥梁，横桥方向的受力验算一般对设计不起控制作用。桥梁，横桥方向的受力验算一般对设计不起控制作用。作用效应组合作用效应组合：(2)(2)拱桥重力式桥墩拱桥重力式桥墩2.2.重力式桥墩验算重力式桥墩验算 (1)(1)桥墩墩身强度验算桥墩墩身强度验算 对于较矮的桥墩，一般验算墩身的底截面和墩身的突对于
49、较矮的桥墩，一般验算墩身的底截面和墩身的突变处截面；对于较高的桥墩，沿竖向每隔变处截面；对于较高的桥墩，沿竖向每隔2 23m3m验算一个验算一个截面。截面。内力计算内力计算截面强度验算截面强度验算偏心距验算偏心距验算抗剪强度验算抗剪强度验算(2)(2)墩顶水平位移验算墩顶水平位移验算 对于高度超过对于高度超过20m20m的重力式桥墩，应验算墩顶水平方向的重力式桥墩，应验算墩顶水平方向的弹性位移。的弹性位移。桥规中规定墩顶水平位移的允许极限值为：桥规中规定墩顶水平位移的允许极限值为：式中：式中：l l相邻墩台间最小跨径的长度（跨径小于相邻墩台间最小跨径的长度（跨径小于25m25m时，时，仍以仍以
50、25m25m计算）；计算）；墩顶计算水平位移值，墩顶计算水平位移值，cmcm。二、柱式桥墩二、柱式桥墩1.1.盖梁设计盖梁设计8.3 8.3 桥墩计算桥墩计算 桩柱式墩台通常按钢筋混凝土构件设计，盖梁与桩柱刚桩柱式墩台通常按钢筋混凝土构件设计，盖梁与桩柱刚结呈刚架结构。结呈刚架结构。u双柱式墩台双柱式墩台,当盖梁的刚度与桩柱的线刚度比大于当盖梁的刚度与桩柱的线刚度比大于5 5时，时，一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配筋，多根桩柱的一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配筋，多根桩柱的盖梁可按连续梁计算；当盖梁计算跨径与梁高之比，对盖梁可按连续梁计算；当盖梁计算跨径与梁高之比，对简支梁小于简支梁小于2
