第九章橋梁墩臺10支座(1)

1、9 橋梁墩臺橋梁墩臺9.1 9.1 概述概述 2 2）橋臺前端）橋臺前端支承支承橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu), ,后端后端支擋支擋臺后路基填土臺后路基填土及車輛荷載所產(chǎn)生的側(cè)壓力，并把橋跨與路基及車輛荷載所產(chǎn)生的側(cè)壓力，并把橋跨與路基連接連接起起來的作用。來的作用。 1 1）橋梁墩臺的主要作用是）橋梁墩臺的主要作用是承受承受上部結(jié)構(gòu)傳來的上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載荷載, ,并將它及本身自重并將它及本身自重傳傳給地基。給地基。9.1.1墩臺的作用墩臺的作用 3 3）橋墩還受到風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生冰荷載、）橋墩還受到風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生冰荷載、船只和漂流物的撞擊力。船只和漂流物的撞擊力。 4 4）橋梁墩臺還要

2、）橋梁墩臺還要承受承受施工時的施工時的臨時荷載臨時荷載。 9.1.2墩臺設(shè)計應(yīng)遵循的原則墩臺設(shè)計應(yīng)遵循的原則滿足交通要求、安全耐久、維修養(yǎng)護(hù)費用少等原則。滿足交通要求、安全耐久、維修養(yǎng)護(hù)費用少等原則。圖圖9-1 9-1 獨柱式橋墩獨柱式橋墩獨柱式橋墩獨柱式橋墩圖圖9-2 9-2 獨柱式橋墩獨柱式橋墩圖圖9-3 9-3 多柱式墩多柱式墩圖圖9-4 Y9-4 Y型橋墩型橋墩 按墩身構(gòu)造可分按墩身構(gòu)造可分為實體式墩、柱式墩、為實體式墩、柱式墩、柔性（排架）墩、空柔性（排架）墩、空心墩等。心墩等。 9.2.1 梁橋橋墩梁橋橋墩9. 2 梁橋墩臺梁橋墩臺（1）實體式橋墩）實體式橋墩圖圖9-6 9-6 實

3、體橋墩實體橋墩1）墩帽）墩帽圖圖9-7 9-7 梁橋墩帽梁橋墩帽墩墩帽帽形形狀狀墩帽厚度墩帽厚度 大跨徑的大跨徑的橋梁一般不小橋梁一般不小于于50cm，而對而對于中小跨徑的于中小跨徑的橋梁不應(yīng)小于橋梁不應(yīng)小于40cm。 圖圖9-8 9-8 墩帽順橋向尺寸墩帽順橋向尺寸（a a）雙排支座）雙排支座墩帽尺寸墩帽尺寸圖圖9-8 9-8 墩帽順橋向尺寸墩帽順橋向尺寸（b b）單排支座）單排支座（c c）不等高梁雙排支座）不等高梁雙排支座圖圖9-9 9-9 墩帽橫橋向尺寸墩帽橫橋向尺寸（a a）多片主梁）多片主梁圖圖9-9 9-9 墩帽橫橋向尺寸墩帽橫橋向尺寸（b b）箱形梁）箱形梁2 2）墩身墩身圖圖

4、9-10 9-10 墩身側(cè)面的變化墩身側(cè)面的變化側(cè)坡側(cè)坡20：130：1 頂寬頂寬 重力式橋墩身頂寬，重力式橋墩身頂寬，對于小跨徑不宜小于對于小跨徑不宜小于80cm80cm；對于中跨徑橋不宜小于對于中跨徑橋不宜小于100cm100cm；對特大、大跨徑；對特大、大跨徑橋的墩身頂寬，視上部結(jié)橋的墩身頂寬，視上部結(jié)構(gòu)類型而定。構(gòu)類型而定。 墩身平面形狀墩身平面形狀 圖圖9-11 9-11 墩身平面形狀墩身平面形狀圖圖9-12 9-12 實體式橋墩實體式橋墩（2 2）柱式橋墩）柱式橋墩圖圖9-13 9-13 柱式橋墩的類型柱式橋墩的類型 柱式橋墩一般是由基礎(chǔ)之上的承臺、柱式墩身和柱式橋墩一般是由基礎(chǔ)之

5、上的承臺、柱式墩身和蓋梁組成。蓋梁組成。 圖圖9-14 9-14 柱式橋墩柱式橋墩（3 3）空心橋墩）空心橋墩圖圖9-15 9-15 空心橋墩空心橋墩2 2、空心橋墩、空心橋墩圖圖9-15 9-15 空心橋墩空心橋墩2 2、空心橋墩、空心橋墩圖圖9-15 9-15 空心橋墩空心橋墩圖圖9-16 9-16 柔性排架墩柔性排架墩（4 4）柔性（排架）墩）柔性（排架）墩9.2.2 梁橋橋臺梁橋橋臺 從構(gòu)造上可分為從構(gòu)造上可分為重力式橋臺、輕型橋臺和組合式重力式橋臺、輕型橋臺和組合式橋臺橋臺。 （1）重力式橋臺）重力式橋臺圖圖9-17 9-17 梁橋梁橋U U型橋臺型橋臺 常用的輕型橋臺分為設(shè)有支撐梁

6、的輕型橋臺、常用的輕型橋臺分為設(shè)有支撐梁的輕型橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺和埋置式橋臺等幾種類型。鋼筋混凝土薄壁橋臺和埋置式橋臺等幾種類型。 （2）輕型橋臺）輕型橋臺圖圖9-17 9-17 設(shè)有支承梁的輕型橋臺設(shè)有支承梁的輕型橋臺1）設(shè)有設(shè)有支承支承梁的梁的輕型輕型橋臺橋臺圖圖9-17 9-17 設(shè)有地下支承梁的輕型橋臺設(shè)有地下支承梁的輕型橋臺圖圖9-17 9-17 設(shè)置地下支撐梁的輕型橋臺設(shè)置地下支撐梁的輕型橋臺圖圖9-19 9-19 鋼筋混凝土薄臂輕型橋臺鋼筋混凝土薄臂輕型橋臺2）鋼筋混凝土薄壁橋臺）鋼筋混凝土薄壁橋臺圖圖9-20 9-20 后傾式橋臺后傾式橋臺3）埋置式橋臺）埋置式橋臺圖圖9

7、-21 9-21 肋板式橋臺肋板式橋臺圖圖9-22 9-22 雙柱式橋臺雙柱式橋臺圖圖9-23 9-23 框架式橋臺框架式橋臺圖圖9-25 9-25 錨錠板式橋臺錨錠板式橋臺（3）組合式橋臺）組合式橋臺圖圖9-26 9-26 過梁式框架組合橋臺過梁式框架組合橋臺圖圖9-27 9-27 橋臺與擋土墻的組合橋臺橋臺與擋土墻的組合橋臺9. 3 拱橋墩臺拱橋墩臺圖圖9-28 9-28 拱橋重力式橋墩拱橋重力式橋墩（1）重力式橋墩）重力式橋墩9.3.1 拱橋橋墩拱橋橋墩1）拱橋與梁橋橋墩）拱橋與梁橋橋墩構(gòu)構(gòu)造造上的不同上的不同 梁橋橋墩的頂面要梁橋橋墩的頂面要設(shè)置傳力的設(shè)置傳力的支座支座；拱橋；拱橋橋墩

8、則在其頂面的邊緣橋墩則在其頂面的邊緣設(shè)置承受壓力的設(shè)置承受壓力的拱座拱座。 2）橋墩類型）橋墩類型(按抵御恒載的水平力的能力來分）按抵御恒載的水平力的能力來分）普通墩普通墩圖圖9-28 9-28 拱橋重力式橋墩拱橋重力式橋墩 單向推力墩單向推力墩又稱制動墩，它又稱制動墩，它的主要作用是在的主要作用是在它的一側(cè)的橋孔它的一側(cè)的橋孔因某種原因遭到因某種原因遭到毀壞時，能承受毀壞時，能承受住單側(cè)拱的恒載住單側(cè)拱的恒載水平推力，以保水平推力，以保證另一側(cè)的拱橋證另一側(cè)的拱橋不遭到傾坍。不遭到傾坍。 單向推力墩單向推力墩圖圖9-28 9-28 拱橋重力式橋墩拱橋重力式橋墩圖圖9-29 9-29 拱橋樁柱

9、式橋墩拱橋樁柱式橋墩（2）輕型橋墩）輕型橋墩圖圖9-29 9-29 拱橋樁柱式橋墩拱橋樁柱式橋墩9.3.2 拱橋橋臺拱橋橋臺拱橋橋臺可以分為重力式、輕型和組合式橋臺。拱橋橋臺可以分為重力式、輕型和組合式橋臺。 圖圖9-30 9-30 拱橋拱橋U U型橋臺型橋臺圖圖9-31 9-31 八字形和八字形和U U形輕型橋臺形輕型橋臺圖圖9-32 9-32 背撐式橋臺背撐式橋臺圖圖9-33 9-33 組合式橋臺組合式橋臺10 10 梁式橋的支座梁式橋的支座10.2 10.2 支座的類型和構(gòu)造支座的類型和構(gòu)造10.3 10.3 支座的計算支座的計算10.1 10.1 概述概述 （2 2）保證結(jié)構(gòu)在活載、溫

10、度變化、混凝土收縮和）保證結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下能徐變等因素作用下能自由變形自由變形，以使上、下部結(jié)構(gòu)，以使上、下部結(jié)構(gòu)的實際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖式。的實際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖式。 （1 1）傳遞傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力，包括恒載和活載上部結(jié)構(gòu)的支承反力，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力；引起的豎向力和水平力；10.1.1 支座的功能支座的功能10.1 概述概述10-1 簡支梁的靜力圖示簡支梁的靜力圖示按變位的可能性支座可分為固定支座和活動支座。按變位的可能性支座可分為固定支座和活動支座。 固定支座傳遞豎向力和水平力，允許上部結(jié)構(gòu)在固定支座傳遞豎向力和水平力

11、，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處支座處能自由轉(zhuǎn)動能自由轉(zhuǎn)動但不能水平移動；但不能水平移動； 活動支座則只傳遞豎向力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座活動支座則只傳遞豎向力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處既能處既能自由轉(zhuǎn)動又能水平移動自由轉(zhuǎn)動又能水平移動。10.1.2 支座的分類支座的分類10-1 簡支梁的靜力圖示簡支梁的靜力圖示 固定支座和活動支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺固定支座和活動支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺傳傳遞縱向水平力、有利于梁體的自由變形遞縱向水平力、有利于梁體的自由變形為原則。支座為原則。支座的布置方式主要有以下幾種：的布置方式主要有以下幾種：10.1.3 支座的布置方式支座的布置方式 （1 1）對于坡橋，）對于坡橋

12、，宜將固定支座布置在宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺上。標(biāo)高低的墩臺上。10-2 坡橋楔形墊塊坡橋楔形墊塊 2 2）對于平坡橋，固）對于平坡橋，固定支座宜布置在主要行定支座宜布置在主要行車方向的前端；連續(xù)梁車方向的前端；連續(xù)梁橋宜設(shè)在主要行車方向橋宜設(shè)在主要行車方向的前端橋臺上。的前端橋臺上。 10-3 簡支箱形梁橋支座布置簡支箱形梁橋支座布置 3 3）對于連續(xù)梁橋及橋面連續(xù)的簡支梁橋，一般）對于連續(xù)梁橋及橋面連續(xù)的簡支梁橋，一般在每一聯(lián)設(shè)置一個固定支座。在每一聯(lián)設(shè)置一個固定支座。 10-4 公路簡支梁橋支座布置公路簡支梁橋支座布置10-5 連續(xù)結(jié)構(gòu)支座布置連續(xù)結(jié)構(gòu)支座布置 4 4）對于地震區(qū)的

13、梁橋，應(yīng)滿足防震和減震的）對于地震區(qū)的梁橋，應(yīng)滿足防震和減震的需要。需要?？鐝叫∮诳鐝叫∮?m5m的涵洞。的涵洞。圖圖10-6 10-6 簡易墊層支座簡易墊層支座10.2.1 簡易墊層支座簡易墊層支座10.2 橋梁支座的類型和構(gòu)造橋梁支座的類型和構(gòu)造10.2.2 橡膠支座橡膠支座（1 1）板式橡膠支座）板式橡膠支座圖圖10-7 10-7 矩形板式橡膠支座矩形板式橡膠支座1 1）工作原理）工作原理利用橡膠的豎向抗壓強(qiáng)度實現(xiàn)豎向支反力；利用橡膠的豎向抗壓強(qiáng)度實現(xiàn)豎向支反力；利用橡膠的不均勻壓縮來實現(xiàn)轉(zhuǎn)角；利用橡膠的不均勻壓縮來實現(xiàn)轉(zhuǎn)角；利用剪切變形來實現(xiàn)微量水平位移。利用剪切變形來實現(xiàn)微量水平位移

14、。 (2(2）盆式橡膠支座）盆式橡膠支座圖圖10-8 10-8 盆式橡膠支座盆式橡膠支座圖圖10-8 10-8 盆式橡膠支座盆式橡膠支座圖圖10-9 10-9 球冠圓板式橡膠支座球冠圓板式橡膠支座(3(3）球冠圓板式橡膠支座）球冠圓板式橡膠支座(1)(1)確定平面尺寸確定平面尺寸a a、b b一般由橡膠支座強(qiáng)度控制設(shè)計一般由橡膠支座強(qiáng)度控制設(shè)計 ANmaxNmaxNmax最大支點反力最大支點反力橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力；橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力；當(dāng)形狀系數(shù)當(dāng)形狀系數(shù) S8 S8時：時：MPa10當(dāng)形狀系數(shù)當(dāng)形狀系數(shù)5S85S8時：時：MPa97AA橡膠支座平面面積，矩形支座為橡膠支座平面面積，

15、矩形支座為axbaxb；10.3 10.3 支座的計算支座的計算圖圖10-10 10-10 支座厚度的計算圖示支座厚度的計算圖示tgttgtgt(2)(2)確定厚度確定厚度h hH Ht t作用于一個支座上的活載作用于一個支座上的活載制動力。制動力。g上部結(jié)構(gòu)在恒載作用下上部結(jié)構(gòu)在恒載作用下由溫度變化等因素引起的作由溫度變化等因素引起的作用于一個支座上的水平位移。用于一個支座上的水平位移。 t t確定后，再加上加勁薄鋼板的總厚度，即為橡膠支座確定后，再加上加勁薄鋼板的總厚度，即為橡膠支座的厚度的厚度h h。atGabHtttgg2 . 027 . 02tt橡膠片的總厚橡膠片的總厚GG橡膠的抗剪彈性模量橡膠的抗剪彈性模量(3)(3)計算支座轉(zhuǎn)角計算支座轉(zhuǎn)角 0平均壓縮變形平均壓縮變形 梁端轉(zhuǎn)角梁端轉(zhuǎn)角 圖圖10-11 10-11 支座偏轉(zhuǎn)圖示支座偏轉(zhuǎn)圖示1jabEtN2at05. 0(4)(4)驗算支座的抗滑性驗算支座的抗滑性恒載產(chǎn)生的支座反力恒載產(chǎn)生的支座反力 與計算制動力相對應(yīng)與計算制動力相