第九章 墩臺的構(gòu)造

新世紀(jì)高職高專道路橋梁工程類課程規(guī)劃類教材新世紀(jì)高職高專教材編審委員會組編主編彭彥彬第九章墩臺的構(gòu)造

主要講述橋梁墩臺的主要類型及適用條件；橋梁墩臺的構(gòu)造及其尺寸擬訂。通過本章的學(xué)習(xí)對橋梁墩臺有一個(gè)較全面的了解。橋梁墩、臺是橋梁的重要組成部分，稱為橋梁的下部結(jié)構(gòu)，它主要由墩(臺)帽、墩(臺)身和基礎(chǔ)三部分組成。前言圖9-1梁橋重力式墩臺雙薄壁矩形空心墩前言鐵路橋梁圓形重力式墩前言武漢長江大橋?qū)嶓w重力式墩前言花瓶式實(shí)體墩前言圓端形實(shí)體墩前言雙柱式橋墩實(shí)心矩形墩前言雙柱式、三柱式橋墩前言實(shí)體重力式橋墩前言V型橋墩前言X形和V形橋墩前言重力式橋臺前言重力式橋臺前言重力式U型橋臺前言輕型橋臺前言肋板埋置式橋臺前言肋板埋置式橋臺前言橋梁墩、臺的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳來的作用（荷載），并通過基礎(chǔ)又將作用及本身自重傳遞給地基。橋墩：一般系指多跨橋梁的中間支承結(jié)構(gòu)物，它除承受上部結(jié)構(gòu)的作用外，還要承受流水壓力，水面以上的風(fēng)力以及可能出現(xiàn)的冰壓力、船只、排筏或漂浮物的撞擊力等。橋臺：是設(shè)置在橋的兩端，除了支承橋跨結(jié)構(gòu)外，它又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)造物，它既要擋土護(hù)岸，又要承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。橋梁墩、臺不僅本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，而且對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎(chǔ)之間的摩阻力等也都提出了一定的要求，以避免在這些荷載作用下有過大的水平位移，轉(zhuǎn)動或者沉降發(fā)生，這一點(diǎn)對超靜定結(jié)構(gòu)橋梁尤為重要。前言第一節(jié)公路橋涵墩臺的構(gòu)造一、橋墩的類型和構(gòu)造（一）梁橋橋墩橋墩類型：（1）按其受力特點(diǎn)分：重力式橋墩和輕型橋墩兩種；（2）按其構(gòu)造分：實(shí)體橋墩、空心橋墩、柱式墩、柔性排架樁墩和框架墩等五種類型；（3）按墩身橫截面形狀分：矩形、圓形、圓端形、尖端形和各種空心墩，如圖9-3所示。（4）墩身側(cè)面可做成垂直的，亦可做成斜坡式或臺階式（圖9-4）。一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-3橋墩截面形式a）實(shí)心墩b）空心墩圖9-4橋墩側(cè)面的變化a）斜坡式墩身b）垂直墩身1．重力式橋墩重力式橋墩的主要特點(diǎn)：是靠自身重量來平衡外力、保持其穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)：

墩身比較厚實(shí)，可不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于荷載較大的大、中型橋梁或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料取材方便的地區(qū)，小橋也往往采用它。缺點(diǎn)：

圬工數(shù)量大、自重大，因而對地基承載力要求較高。此外，阻水面積也較大。一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-5實(shí)體重力式橋墩（1）墩帽

墩帽是橋墩頂端的傳力部分，應(yīng)力較集中。一般采用C25以上的混凝土或鋼筋混凝土做成。

在一些橋面較寬、墩身較高的的橋梁中，為了節(jié)省墩身及基礎(chǔ)的圬工體積，常常利用挑出的懸臂或托盤來縮短墩身橫向的長度（圖9-4），懸臂式或托盤式墩帽一般采用C25以上鋼筋混凝土?！豆粉毓蚝O(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD61—2005）規(guī)定，墩帽和臺帽的厚度，對于特大、大跨徑的橋梁不應(yīng)小于0.5m；對于中、小跨徑的橋梁不應(yīng)小于0.4m。其頂面常做成10％的排水坡。墩帽的四周較墩身出檐寬度宜為0.05～0.10m，并在其上做成溝槽形滴水。一、橋墩的類型和構(gòu)造墩帽的平面尺寸擬定如下：①順橋向的墩帽寬度b(圖9-6)a雙排支座b單排支座c不等高梁雙排支座一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-6墩帽順橋向尺寸圖9-7c值的確定（單位：㎝）9-8單排支座墩帽尺寸圖圖9-9不等高梁墩帽尺寸一、橋墩的類型和構(gòu)造②橫橋向墩帽最小寬度B

a多片主梁(圖9-10)b箱形梁(圖9-11)一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-10多片主梁墩帽橫橋向尺寸圖9-11箱形梁墩帽橫橋向尺寸(2)墩身

重力式橋墩墩身的頂寬：對小跨徑橋不宜小于80㎝；對中等跨徑橋不宜小于100cm；對大跨徑橋的墩身頂寬，視下部構(gòu)造類型而定。

側(cè)坡：一般采用20：l～30：1，小跨徑橋的橋墩也可采用直坡。

材料：墩身通常由塊石、漿砌片石、混凝土或鋼筋混凝土等材料建造。

截面形狀：為了便于水流和漂浮物通過，墩身平面形狀可以做成圓端形或尖端形；無水的岸墩或高架橋墩可以做成矩形，在水流與橋梁斜交或流向不穩(wěn)定時(shí)，宜做成圓形（圖9-12）。一、橋墩的類型和構(gòu)造破冰棱體在有強(qiáng)烈流水或大量漂浮物的河道(冰厚大于0.5m，流冰速度大于1m／s)上，橋墩的迎水端應(yīng)做成破冰棱體（圖9-12e）一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-12墩身平面及破冰棱

材料：破冰棱可由強(qiáng)度較高的石料砌成，也可以用高強(qiáng)度等級的混凝土輔之以鋼筋加固。

破冰棱的設(shè)置范圍：應(yīng)從最低流冰水位以下0.5m到最高流冰水位以上1.0m處，

破冰棱的傾斜度宜為3︰1～10︰1。

破冰棱與橋墩應(yīng)構(gòu)成一體，自基底或承臺底至最高流冰水位以上1.0m處，混凝土墩臺應(yīng)避免設(shè)水平施工縫，當(dāng)不可避免時(shí)，其結(jié)合面應(yīng)用型鋼或鋼筋加強(qiáng)。

空心橋墩

空心橋墩墩身最小壁厚，對于鋼筋混凝土不宜小于30㎝，對于混凝土不宜小于50㎝。

墩身內(nèi)應(yīng)設(shè)橫隔板或縱、橫隔板，以加強(qiáng)墩壁的抗撞能力。

墩頂實(shí)體段高度不小于1.0～2.0m，以傳遞墩帽的壓力，墩頂實(shí)體段以下應(yīng)設(shè)置帶門的進(jìn)入洞或相應(yīng)的檢查設(shè)備。一、橋墩的類型和構(gòu)造

墩身周圍應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)耐L(fēng)孔或泄水孔，孔的直徑不小于20㎝，用以調(diào)節(jié)壁內(nèi)外溫差和平衡水壓力。一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-13空心橋墩2．輕型橋墩當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)條件較差時(shí)，為了減輕地基的負(fù)擔(dān)，或者為了減輕墩身重量，節(jié)約圬工材料，常采用各種輕型橋墩。在梁橋中，通常采用以下幾種類型：（1）鋼筋混凝土薄壁橋墩（2）柱式橋墩（3）柔性排架樁墩（4）框架式橋墩：框架式橋墩是采用由構(gòu)件組成的平面框架代替墩身一般用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土建造。為了體現(xiàn)建筑藝術(shù)，墩身可建成V形、Y形、x形、倒梯形等多種形式。這些橋墩在同樣跨越能力情況下縮短梁的跨徑、降低梁高，使結(jié)構(gòu)輕巧美觀，但結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較復(fù)雜，施工比較麻煩。一、橋墩的類型和構(gòu)造一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-14鋼筋混凝土薄壁橋墩圖9-15柱式橋墩a)單柱式b)雙柱式c)啞鈴式d)混合雙柱式一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-16柔性排架樁墩圖9-17V形框架式橋墩圖9-18Y形框架式橋墩（二）拱橋橋墩1．重力式橋墩（1）普通橋墩（2）單項(xiàng)推力墩一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-19拱橋普通墩和單向推力墩（1）拱座

無支架吊裝的拱橋橋墩在其頂面的邊緣設(shè)置呈傾斜面的拱座，直接承受由拱圈傳來的壓力。由于拱座承受著較大的拱圈壓力，故一般采用C20以上的整體式混凝土、混凝土預(yù)制塊或MU40以上的塊石砌筑。肋拱橋的拱座由于壓力比較集中，故應(yīng)用高標(biāo)號混凝土及數(shù)層鋼筋網(wǎng)加固；

裝配式的肋拱，以及雙曲拱橋的拱座，也可預(yù)留供插入拱肋的孔槽(圖9-20)。就位以后再澆灌混凝土封固。為了加強(qiáng)肋底與拱座的連接，底部可設(shè)U形槽澆筑混凝土，混凝土標(biāo)號應(yīng)不低于C25。有時(shí)孔底或孔壁還應(yīng)增設(shè)一些加固鋼筋網(wǎng)。一、橋墩的類型和構(gòu)造（2）拱座的位置當(dāng)橋墩兩側(cè)孔徑相等時(shí)，則拱座均設(shè)置在橋墩頂部的起拱線標(biāo)高上，有時(shí)考慮橋面的縱坡，兩側(cè)的起拱線標(biāo)高可以略有不同。當(dāng)橋墩兩側(cè)的孔徑不等，恒載水平推力不平衡時(shí)，將拱座設(shè)置在不同的起拱線標(biāo)高上。此時(shí)，橋墩墩身可在推力小的一側(cè)變坡或增大邊坡。從外形美觀上考慮，變坡點(diǎn)一般設(shè)在常水位以下(圖9-21)。一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-20拱座構(gòu)造圖9-21拱橋墩身邊坡的變化（3）墩頂以上構(gòu)造

由于上承式拱橋的橋面與墩頂頂面相距有一段高度，故墩頂以上結(jié)構(gòu)常采用幾種不同形式。

實(shí)腹式拱橋，其墩頂以上部分通常做成與側(cè)墻平齊的形式。

空腹式拱橋或雙曲拱橋的普通墩，常采用立墻式、立柱加蓋梁式或者采用跨越式(圖9-19a、b）。

單向推力墩常采用立墻式和框架式(圖9-19c、d）。一、橋墩的類型和構(gòu)造2．輕型橋墩（1）柱式橋墩一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-22拱橋樁柱式橋墩

（2）單向推力墩①斜撐式單向推力墩②懸臂式單向推力墩一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-23拱橋輕型單向推力墩

二、橋臺的類型和構(gòu)造（一）梁橋橋臺梁橋橋臺主要分為重力式橋臺和輕型橋臺兩種，此外還有組合式橋臺和承拉橋臺。1．重力式橋臺重力式橋臺的常用形式是U形橋臺，它由臺帽、臺身和基礎(chǔ)等三部分組成。臺后的土壓力主要靠自重來平衡，故橋臺本身多數(shù)由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地澆筑的方法施工。圖9-24梁橋U形橋臺U形橋臺(圖9-24)因其臺身是由前墻和兩個(gè)側(cè)墻構(gòu)成的U字形結(jié)構(gòu)而得名。

優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，可以用混凝土或片、塊石砌筑，適用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的橋梁；

缺點(diǎn)：橋臺體積和自重較大，也增加了對地基的要求。此外，橋臺的兩個(gè)側(cè)墻之間填土容易積水，結(jié)冰后凍脹，使側(cè)墻產(chǎn)生裂縫。所以宜用滲水性較好的土夯填，并做好臺后排水措施。U形橋臺前墻正面多采用10：1或20：1的斜坡，側(cè)墻與前墻結(jié)合成一體，兼有擋土墻和支撐墻的作用。側(cè)墻正面一般是直立的，其長度視橋臺高度和錐坡坡度而定。前墻的下緣一般與錐坡下緣相齊，因此，橋臺越高，錐坡越坦，側(cè)墻越長。側(cè)墻尾端應(yīng)有不小于0.75m的長度伸入路堤內(nèi)，以保證與路堤有良好的銜接。臺身的寬度通常與路基的寬度相同。二、橋臺的類型和構(gòu)造橋臺前墻的任一水平截面的寬度，不宜小于該截面至墻頂高度的0.4倍。側(cè)墻的任一水平截面的寬度，對于片石砌體不小于該截面至墻頂高度的0.4倍；對于塊石、料石砌體或混凝土則不小于0.35倍。如果橋臺內(nèi)填料為透水性良好的砂性土或砂礫，則上述兩項(xiàng)可分別減為0.35倍和0.3倍。前墻及側(cè)墻的頂寬，對于片石砌體不宜小于50cm；對于塊石、料石砌體和混凝土不宜小于40cm（圖9-26）。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-26U形橋臺尺寸2．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、加筋土橋臺和埋置式橋臺等幾種類型。（1）設(shè)有支撐梁的輕型橋臺

按照翼墻(側(cè)墻)的形式和布置方式，這種橋臺又可分為一字形輕型橋臺、八字形輕型橋臺、耳墻式輕型橋臺。如圖9-27所示。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-27設(shè)置地下支撐梁的輕型橋臺二、橋臺的類型和構(gòu)造（2）鋼筋混凝土薄壁橋臺

薄壁輕型橋臺常用的形式有懸臂式、扶壁式、撐墻式及箱式等（圖9-28a）圖9-28鋼筋混凝土薄壁輕型橋臺

二、橋臺的類型和構(gòu)造（3）加筋土橋臺

對于臺后路基填土不被沖刷的中、小跨徑橋梁，臺高在3～5m時(shí)，可采用加筋土橋臺（圖9-29a）。這類橋臺一般由臺帽和豎向面板、拉桿、錨定板及其間填料共同組合的臺身組成。拉桿兩端分別與豎向面板和錨定板連它的工作原理是，豎向面板后填料的主動土壓力作用到面板上，再通過拉桿將該力傳遞給錨定板，而錨定板則依靠位于板前且具有一定抗剪能力的土體所產(chǎn)生的拉拔力來平衡拉桿拉力，使整個(gè)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)。接，組成為加筋土的擋土結(jié)構(gòu)。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-29加筋土橋臺和加筋土組合橋臺

二、橋臺的類型和構(gòu)造（4）埋置式橋臺

埋置式橋臺是將臺身埋在錐形護(hù)坡中，只露出臺帽在外以安置支座及上部構(gòu)造。這樣，橋臺所受的土壓力大為減小，橋臺的體積也相應(yīng)減小。它適用于橋頭為淺灘，臺前護(hù)坡受沖刷較小，填土高度為10m以下的中等跨徑橋梁中使用。按臺身的結(jié)構(gòu)形式，埋置式橋臺可以分為后傾式(圖9-30)、肋形埋置式(圖9-31)、樁柱式(圖9-32)和框架式(圖9-33)等。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-30后傾式橋臺圖9-31肋形埋置式橋臺(尺寸單位：cm)

二、橋臺的類型和構(gòu)造埋置式橋臺的共同缺點(diǎn)是：由于護(hù)坡伸入到橋孔，壓縮河道，或者為了不壓縮河道，就要適當(dāng)增加橋長。圖9-32雙柱式橋臺圖9-33埋置式框架式橋臺二、橋臺的類型和構(gòu)造（二）拱橋橋臺拱橋橋臺既要承受拱圈的推力、豎向力及彎矩，又要承受臺后土的側(cè)壓力，尺寸一般較梁橋要大。拱橋橋臺主要有重力式橋臺、輕型橋臺、組合式橋臺等三種。1．重力式橋臺常用的重力式橋臺為U形橋臺(圖9-34)它由臺帽、臺身和基礎(chǔ)三部分組成。常采用錐形護(hù)坡與路堤連接，拱橋橋臺墩帽頂部做成斜坡，設(shè)置成與拱軸線正交的拱座。拱橋橋臺只在向河心的一側(cè)設(shè)置拱座。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-34拱橋U形橋臺2．輕型橋臺

常用的輕型橋臺有八字形和U字形橋臺，以及由此派生出來的∏形和E形等背撐式橋臺。（1）八字形橋臺

八字形橋臺的構(gòu)造簡單，臺身由前墻和兩側(cè)的八字翼墻構(gòu)成(圖9-35a)。兩者之間通常設(shè)置沉降縫。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-35八字形和U字形輕型橋臺（2）U字形橋臺U字形輕型橋臺由前墻和平行于車行方向的側(cè)墻組成，構(gòu)成U字形的水平截面(圖9-35b)。U字形輕型橋臺前墻的構(gòu)造和八字形橋臺相同，但側(cè)墻卻是拱上側(cè)墻的延伸，它們之間應(yīng)設(shè)變形縫，以適應(yīng)橋的可能變位。（3）背撐式橋臺

當(dāng)橋臺較寬時(shí)，為了保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可以在八字形或U形橋臺的前墻背后加一道或幾道背撐，構(gòu)成水平截面呈∏形、E字形的前墻(圖9-36)。這種橋臺比八字形橋臺穩(wěn)定性要好。

二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-36背撐式橋臺（單位：㎝）二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-37組合式橋臺3．組合式橋臺

組合式橋臺由臺身和后座兩部分組成(圖9-37)。臺身基礎(chǔ)承受豎向力，一般采用樁基或沉井基礎(chǔ)；拱的水平推力則主要由后座基底的摩阻力及臺后的土側(cè)壓力來平衡。因此后座基底標(biāo)高應(yīng)低于拱腳下緣的標(biāo)高。臺身與后座間應(yīng)密切貼合，并設(shè)置沉降縫，以適應(yīng)兩者的不均勻沉降，在地基土質(zhì)較差時(shí)，后座基礎(chǔ)也應(yīng)適當(dāng)處理，以免后座向后傾斜，導(dǎo)致臺身和拱圈的位移和變形。二、橋臺的類型和構(gòu)造第二節(jié)鐵路橋涵墩臺的構(gòu)造一、橋墩的類型和構(gòu)造（一）重力式實(shí)體橋墩鐵路橋涵中幾種常見的實(shí)體重力式橋墩如圖9-38所示。

矩形橋墩:外形簡單、施工方便，并且截面的力學(xué)性能較好，可以節(jié)省圬工，廣泛用于無水或流量較小跨越峽谷的谷架橋上。

圓端形橋墩:具有較大的截面模量，并有利于減輕墩周的局部沖刷，是水中橋墩使用最廣泛的一種類型，適用于水流斜交角度小于15的橋梁上。當(dāng)橋跨結(jié)構(gòu)跨度超過16m時(shí)，通常采用圓端形橋墩。

圓形橋墩:適用于河流急彎，流向不固定，與水流斜交角度大于15的橋梁上。為了減少圬工體積，一般在橋墩頂部都設(shè)有托盤。一、橋墩的類型和構(gòu)造1．頂帽

組成:頂帽由墩帽、托盤、支承墊石和支座錨栓組成。

形式:常用的頂帽形式有飛檐式和托盤式兩種。（1）墩帽

墩帽的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)不低于C30，其厚度不應(yīng)小于40cm，一般均設(shè)置雙層鋼筋，上下各一層，鋼筋直徑10mm，間距0.2m。墩帽上應(yīng)設(shè)有不小于3%的排水坡及突出墩身10~20cm的飛檐，以便排除墩帽上的雨水，并增加美觀。

墩帽的最小尺寸必須滿足安放支座的要求。一、橋墩的類型和構(gòu)造一、橋墩的類型和構(gòu)造（2）托盤當(dāng)墩帽橫向?qū)挾容^大，而墩身頂面寬度較小時(shí)，采用托盤式頂帽可以節(jié)省圬工。托盤式頂帽縮頸處的橫向?qū)挾菳不得小于下支座板外緣的間距b，托盤坡度線與鉛垂線間的夾角β不應(yīng)大于45?，支承墊石邊緣外側(cè)50cm處頂帽下緣點(diǎn)與墩頸邊緣點(diǎn)（即F點(diǎn)）之連接線（即EF）與鉛垂線的夾角不應(yīng)大于30?。一、橋墩的類型和構(gòu)造（3）支承墊石墩帽頂面在安裝支座的地方做成小平臺叫做支承墊石。由于支座局部承壓的劈裂作用，將使支撐墊石產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，故在支撐墊石內(nèi)應(yīng)設(shè)1~2層鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑為10mm間距0.1m，并預(yù)留錨栓孔以便埋設(shè)錨栓，將支座底板固定在帽石上。為避免排水坡上的流水流到墊石頂面侵害支座，支撐墊石頂面不得低于排水坡的上棱。設(shè)置平板支座的頂帽，宜將墊石加高0.1m，以便維修支座。設(shè)置弧形支座的頂帽，宜將墊石加高0.2m，以滿足頂梁時(shí)能在頂帽和梁底之間安放千斤頂。（4）支座錨栓支座錨栓是錨固在頂帽上的支座螺栓，它起固定下支座的作用。施工時(shí)通常先預(yù)留孔位，架梁時(shí)再固定，以保證位置準(zhǔn)確。一、橋墩的類型和構(gòu)造（5）曲線橋墩頂帽特點(diǎn)①頂帽墊石的布置為了適應(yīng)曲線線路，曲線橋上各孔梁應(yīng)按折線布置。墊石的布置一般有兩種方法：一種是墊石尺寸適當(dāng)加寬加長仍做成矩形；另一種是墊石平面形狀做成梯形，其各邊分別與轉(zhuǎn)動后的支座底板相應(yīng)邊平行。②橫向預(yù)偏心橋墩當(dāng)列車在曲線橋上通過時(shí)，為了抵消離心力對橋墩的不利影響，可將橋墩中心向曲線外側(cè)移動一定距離（一般為35~50cm），稱為橫向預(yù)偏心。墊石與支座錨栓孔位置均不動（支座和墊石位置取決于梁的位置，不能隨意動）。預(yù)偏心的作用在于使梁重及豎向活載對橋墩中心線產(chǎn)生力矩，以抵消一部分離心力的力矩，使橋墩受力情況得到改善，橋墩尺寸不需加大從而節(jié)省了圬工。一、橋墩的類型和構(gòu)造2．墩身

墩身的側(cè)面：一般做成一定的斜坡。實(shí)體橋墩，墩身一般多設(shè)計(jì)成單一斜坡的平截頭錐體，斜坡坡度約在20?1~70?1之間。為使墩身各截面的縱橫尺寸較為經(jīng)濟(jì)合理，除圓形和圓端形橋墩外，其他橋墩的縱橫向可采用不同的坡度。當(dāng)墩身較矮（6m以內(nèi)）時(shí)，因墩頂與墩底受力相差不大，為了施工方便，也可不設(shè)坡度。墩高超過30m的高墩，也可做成兩種以上的坡度。

墩身設(shè)計(jì)：一般先初步擬定頂帽尺寸和墩身坡度，然后再按所受外力進(jìn)行檢算。若檢算結(jié)果必須增加墩身截面尺寸時(shí)，可增加在墩身側(cè)面坡度(可達(dá)20?1)，而不必修改頂帽尺寸。若這樣仍不符和要求，則只好增加其頂部尺寸。

材料：實(shí)體墩身一般采用混凝土或石料砌筑，為使石砌橋墩尺寸整齊，堅(jiān)固美觀，其外露面應(yīng)以尺寸較大，外表較平整的塊石鑲面并勾縫。墩高≤6m可用片石鑲面，墩高＞6m應(yīng)全部用塊石鑲面。一、橋墩的類型和構(gòu)造（二）輕型橋墩鐵路橋涵中輕型橋墩主要有樁柱式、雙柱式、空心橋墩、柔性墩、板凳式橋墩、排架式橋墩、拼裝式預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱式橋墩等1．空心橋墩優(yōu)點(diǎn)：一般高度的空心墩比實(shí)心墩節(jié)省圬工20~30%左右，鋼筋混凝土空心墩可節(jié)省圬工50%左右?？招亩湛梢圆捎娩摶瑒幽０迨┕ぃ┕に俣瓤?，質(zhì)量好，節(jié)省模板支架，特別對于高墩，更顯出其優(yōu)越性。按建筑材料的不同，空心橋墩可分為混凝土空心墩和鋼筋混凝土空心墩兩類。混凝土空心墩可在高度小于50m的橋墩中使用。鋼筋混凝土空心墩受力性能比混凝土墩要好，高橋墩一般采用這種類型。一、橋墩的類型和構(gòu)造空心墩的壁厚應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的要求來選定，目前采用的最小壁厚，對于鋼筋混凝土的不小于30cm，對于混凝土的不小于50cm，最大壁厚有達(dá)160cm的?？紤]到溫度應(yīng)力等的影響，墩身一般均應(yīng)加設(shè)護(hù)面鋼筋。此外為減少墩內(nèi)外溫差，減少施工中混凝土水化熱對墩內(nèi)溫度的影響，應(yīng)設(shè)置直徑20cm左右的通風(fēng)孔，每隔3~5m交錯(cuò)設(shè)置。通風(fēng)孔離地面不宜低于5m，并應(yīng)高出設(shè)計(jì)頻率水位，還應(yīng)設(shè)置柵欄。為便于檢查，墩頂設(shè)有帶門的進(jìn)人孔和相應(yīng)的檢查設(shè)備，墩身內(nèi)壁設(shè)有固定梯子。墩底應(yīng)設(shè)泄水孔。橋墩的截面形式：有圓形、圓端形、矩形等數(shù)種，如圖9-42所示。其中圓形和圓端形的截面形式便于滑模施工。一、橋墩的類型和構(gòu)造

橋墩的立面布置可采用直立式、側(cè)坡式和階梯式等，直立式和側(cè)坡式便于滑模施工。

空心橋墩的頂部可設(shè)置實(shí)心段，便于布置支座，均勻傳力并減少對空心墩壁的沖擊。實(shí)體段一般采用3~5m(包括頂帽厚度)。

墩身與底部或頂面交界處，為改善應(yīng)力集中，應(yīng)采用局部加厚或設(shè)置實(shí)體過渡段的措施。

薄壁空心墩在流速大并夾有大量泥沙石的河流，以及在可能有船只、冰和漂流物沖擊的河流中不宜采用，但可以在設(shè)計(jì)水位以下改用實(shí)體段來用它。一、橋墩的類型和構(gòu)造2．柔性墩

原理：一般重型橋墩截面較大的原因，是由于墩頂受到較大的水平力。因此減小墩頂水平力，是橋墩向輕型化發(fā)展的有效措施。柔性墩就是根據(jù)這個(gè)道理，把大部分橋墩的支座均改為固定支座，通過梁與剛性墩（臺）串聯(lián)后，形成一個(gè)共同受力體系，稱為固定支座體系，如圖9-43。也可用鉸在梁的中性軸處把幾孔梁串成一聯(lián)，全聯(lián)只設(shè)一個(gè)固定支座其余均為活動支座，稱為活動支座體系。

通?？刂茦蚨赵O(shè)計(jì)的縱向水平力，絕大部分均傳至剛性墩（臺），柔性墩僅受2~3%以下的微小水平力，這樣就大大改善了橋墩受力條件。可使混凝土的受壓強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，節(jié)省大量材料。

柔性墩本身穩(wěn)定性較差，當(dāng)一個(gè)人在墩頂晃動時(shí)，就可以使墩頂發(fā)生擺動，其振幅可達(dá)7~8mm，但在架梁后，通過梁與剛性墩臺串聯(lián)在一起，就形成一個(gè)穩(wěn)定堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。

一、橋墩的類型和構(gòu)造使用柔性墩的條件：（1）梁：柔性橋墩上的梁部結(jié)構(gòu)，以采用鋼筋混凝土梁為宜，不宜采用鋼板梁，更不宜采用鋼桁梁。（2）剛性墩（臺）：布置橋孔時(shí)，應(yīng)盡可能將剛性墩（臺）置于地基較好并且墩臺身較低處。剛性墩一般可用實(shí)體墩，當(dāng)高度較大時(shí)亦可用空心墩。由于墩臺尺寸較大，?？捎闷胀蚺_。一、橋墩的類型和構(gòu)造（3）柔性墩：為使縱向水平力盡量傳遞至剛性墩臺，在保證結(jié)構(gòu)剛度、穩(wěn)定及安全的前提下，應(yīng)盡量減少柔性墩縱向抗剪剛度，布置墩位時(shí)一般應(yīng)置于墩身較高之處。（4）基礎(chǔ)：由于柔性墩所受縱向水平力很小，基礎(chǔ)受力條件大為改善，基底面積可相應(yīng)縮小，不僅節(jié)省圬工，減少挖基數(shù)量，而且對位于陡巖上的橋墩，基底面積縮小還可以減小其懸空程度，從而起著提高基底標(biāo)高的作用，對降低建筑物高度有利。若配合采用鉆（挖）孔樁則更為有利。一般橋墩?？捎脙筛鶚叮绕胀蚨沾蟠鬁p少了樁的根數(shù)?！度嵝远找?guī)》規(guī)定，全柔的柔性墩高或上柔下剛橋墩的柔性部分，高度不宜超過24m，柔性墩的總高度不宜超過40m。另外，在水位較低而水流湍急的河流上，或有漂流物的河流上，宜采用上柔下剛式橋墩。柔性墩墩身材料一般采用鋼筋混凝土。

一、橋墩的類型和構(gòu)造柔性墩的形式：一般有構(gòu)架式、板壁式和上柔下剛式三種。構(gòu)架式柔性墩：由兩根立柱加上一些橫撐組成，這種橋墩混凝土用量最少，但施工立模較麻煩。如將兩根立柱造成斜柱，則橋墩的橫向剛度更大，適用于跨度較大的曲線橋。板壁式柔性墩：構(gòu)造簡單，我國已建成的柔性墩，大部分采用這種形式。實(shí)踐證明，這種橋墩能承受較大的外力，設(shè)計(jì)中對兩個(gè)方向的尺寸容易調(diào)整，使之合乎要求。板壁式柔性墩采用等截面、直坡、外觀簡潔，適合于使用滑動模板灌筑墩身，施工方便。上柔下剛式橋墩：柔性墩高度超過20m時(shí)，已經(jīng)具有足夠的柔度，達(dá)到了減小水平力的目的。而柔性墩過高，柔度過大，對施工、架梁都可能存在一些問題。故橋墩很高時(shí)，可采用上柔下剛式橋墩（圖9-45）。剛性部分承受柔性部分傳來的內(nèi)力，截面較大，結(jié)構(gòu)與實(shí)體墩相同。一、橋墩的類型和構(gòu)造圖9-44板壁式柔性墩圖9-45上柔下剛式墩一、橋墩的類型和構(gòu)造二、橋臺的類型和構(gòu)造（一）橋臺的類型1.重力式橋臺（1）矩形橋臺矩形橋臺又稱重型橋臺其臺身截面形狀為矩形。矩形橋臺的構(gòu)造最為簡單，棱角少，施工方便，但圬工量大，當(dāng)臺身較高時(shí)顯得不經(jīng)濟(jì)，因此只在下列情況采用矩形橋臺：位于橫向陡巖上，將臺身及基礎(chǔ)橫向切割錯(cuò)臺時(shí)；位于橫向山坡堆積層上，兼作擋土作用時(shí)；位于橫向陡坡，臺身一側(cè)受土壓，另一側(cè)無錐體填土?xí)r；位于曲線上，地震區(qū)或地質(zhì)不良地段，如用T形橋臺其基底偏心或滑走穩(wěn)定性不能滿足要求時(shí)；填土高度小于4m；或填土高度雖大于4m，但若采用T形橋臺則偏心超出規(guī)定時(shí)（由于臺尾切割、臺身縮短、重量減輕所致）。矩形橋臺一般適用于跨度8~16m鋼筋混凝土梁及跨度24m預(yù)應(yīng)力混凝土梁的直、曲線橋，目前較少采用，已由U形、T形橋臺代替。（2）U型橋臺此種橋臺是將矩形臺挖去一部分，臺身截面是U字形。臺身由支撐橋跨的前墻與連接路堤的兩側(cè)墻所組成，如圖9-46（b）所示。由于節(jié)省圬工，臺身較輕，基底應(yīng)力較低，故為一般小橋所常用。通常是用于單線填土高度在6m以下，雙線填土高度在4m以下，跨度在8m以下的小跨度橋梁上。車站內(nèi)的多線橋，有時(shí)亦常采用此種形式作特別設(shè)計(jì)，避免分建多個(gè)T形臺。U形中間填土部分容易積水，受凍膨脹及其填土壓力的作用，易使側(cè)墻產(chǎn)生裂紋，影響使用壽命。故在嚴(yán)寒地區(qū)使用時(shí)，需采用良好的滲水填料及完善的泄水設(shè)備。

二、橋臺的類型和構(gòu)造二、橋臺的類型和構(gòu)造（3）T型橋臺

T形橋臺是一般大、中及復(fù)線橋梁上使用最廣泛的一種橋臺形式，如圖9-47所示。此種橋臺克服了U形橋臺中間積水的缺點(diǎn)，通常配合跨度5.0~20.0m的鋼筋混凝土梁及跨度8.0~32.0m預(yù)應(yīng)力混凝土梁使用，一般用于填土高度為4~12m，其缺點(diǎn)是道碴槽需要鋼筋較多。二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-47T型橋臺1—臺身；2—臺帽；3—基礎(chǔ)；4—道渣槽；5—錐體護(hù)坡；6—臺頂；7—檢查臺階（4）埋式橋臺當(dāng)填土高度較大，約在10~12m以上時(shí)，如仍限制錐體填土坡腳不超出橋臺前緣，則使橋臺又長又高，很不經(jīng)濟(jì)，如能壓縮橋孔，使部分臺身埋在錐體中，就可以縮短橋臺長度，此種橋臺稱為埋式橋臺。埋式橋臺臺身橫截面一般采用矩形（圖9-48），結(jié)構(gòu)較簡單。臺身下部前后兩面均有坡度，根據(jù)受力情況進(jìn)行調(diào)整，做成向路堤方向后仰的形式，故也稱為后仰埋式橋臺。但埋式橋臺的錐體超出前墻伸入河中，侵占了橋下凈空，減少了過水面積，而且在有水流的情況下容易遭受沖刷，給養(yǎng)護(hù)帶來一定的困難。故在跨越河谷的高架旱橋中，使用埋式橋臺較為有利。后仰矩形埋式橋臺可用于填土高度為8~20m，跨度為16~32m的情況。

二、橋臺的類型和構(gòu)造圖9-48矩形埋式橋臺（5）耳墻式橋臺耳墻式橋臺（圖9-49），是由兩片鋼筋混凝土耳墻代替了臺身一部分實(shí)體圬工，并與路堤相連，從而縮短了臺身長度而節(jié)省更多的圬工。但兩片耳墻與臺身連接的根部容易產(chǎn)生裂縫，要求耳墻不宜做得太長，兩片耳墻位于地面較高部位，其施工工藝要求較高。當(dāng)填土高度大于7m左右時(shí)，此種橋臺的錐體也往往伸出橋臺前墻而形成埋式橋臺。當(dāng)耳墻式橋臺形成埋式橋臺時(shí)，它只能在干溝或流水不大并有相應(yīng)的防護(hù)措施時(shí)才能采用。耳墻式橋臺一般用于填土高3~10m的情況，這種橋臺自重輕，適用于地基較差的地區(qū)。二、橋臺的類型和構(gòu)造2.輕型橋臺

鐵路橋梁中已采用的輕型橋臺，主要有樁柱式橋臺（圖9-50）和錨定板橋臺（9-29b、c）其構(gòu)造及特點(diǎn)與同類型公路橋基本相同。1）樁柱式橋臺

樁柱既是基礎(chǔ)又是臺身，臺頂部分由帽梁、兩側(cè)耳墻及胸墻組成，它適用于地基承載力較低，填土不高的情況。2）錨定板橋臺

錨定板橋臺主要由臺身、擋墻、拉桿及錨定板組成。擋墻的作用是用來擋住路堤的土，它所受的土壓力由埋置在路堤內(nèi)的錨定板和鋼拉桿提供的抗拔力來平衡。由于土壓力不作用于橋臺上，使橋臺受力大大改善，因而臺身可以做得很輕巧。二、橋臺的類型和構(gòu)造（二）橋臺的構(gòu)造與尺寸橋臺由臺頂、臺身、基礎(chǔ)組成。1.臺頂橋臺頂帽底面線以上部分叫臺頂，由頂帽和道碴槽組成。頂帽直接承受梁傳來的荷載，并把它傳到臺身，其作用與墩帽基本同。臺帽的建筑材料與墩帽相同，其平面尺寸除需滿足放置支座和傳力的要求外，并應(yīng)考慮架梁和橋梁養(yǎng)護(hù)工作的方便，為了適應(yīng)這項(xiàng)要求，有時(shí)做成托盤式頂帽。橋臺頂帽的橫向尺寸的擬定與橋墩相同。道碴槽是臺頂鋪設(shè)道碴的地方，其頂面應(yīng)做成斜坡以利排水。道碴槽兩側(cè)有擋碴墻，擋碴墻內(nèi)預(yù)埋U形螺栓，以便設(shè)置欄桿。道碴槽前端的擋碴墻又稱胸墻。胸墻至道碴槽后端（臺尾）的距離稱為臺長（或橋臺長）。道碴槽頂寬不應(yīng)小于3.9m，軌底高出擋碴墻頂不小于20cm。枕底道碴厚度不應(yīng)小于25cm。二、橋臺的類型和構(gòu)造2.臺身臺身指橋臺頂帽底面線以下，基礎(chǔ)頂面以上的部分。因?yàn)闃蚺_兩側(cè)有錐體填土可以幫助抵抗橫向荷載，故臺身的側(cè)面常做成豎直的。在縱向上，臺身后面稍向后仰。臺身前面稱為前墻，一般都是豎直的，但有時(shí)由于受力的要求，必須做成斜坡，以加大臺身底部的面積。

臺身縱向尺寸的擬定應(yīng)滿足下述要求：（1）臺尾上部伸入路肩最少為0.75m，以保證路堤與橋臺的良好連接；（2）自支承墊石頂面的后緣至錐體填土坡面的垂直距離不應(yīng)小于0.3m；（3）除埋式橋臺外，錐體填土的坡腳不得超出橋臺前緣；（4）埋式橋臺錐體坡腳可伸出橋臺前緣，但坡面與臺身相交處應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位不少于0.25m。以上各項(xiàng)規(guī)定決定了臺身在縱向的長度。二、橋臺的類型和構(gòu)造二、橋臺的類型和構(gòu)造（三）橋臺的附屬設(shè)備1.防水層為了避免圬工受到侵蝕，道碴槽上和臺身被土掩埋的表面，應(yīng)按規(guī)定鋪設(shè)防水層或作適當(dāng)處理。作法：

先用貧混凝土鋪設(shè)墊層，做成排水坡。然后在已經(jīng)凝固并清刷干凈的墊層上涂瀝青漆兩道。涂完后2~3小時(shí)即可敷設(shè)防水層。防水層為兩層石棉瀝青中間夾一層瀝青浸制的麻布。在防水層上再鋪30mm厚的瀝青混凝土或厚10mm的瀝青砂膠作為保護(hù)層。在西北雨水極少的地區(qū)及其他類似地區(qū)，在防水材料缺乏的情況下，可僅在墊層上鋪10mm厚瀝青砂膠一層，不作其他處理。無鋼筋的道碴槽，僅在墊層上鋪10mm厚的瀝青砂膠一層。橋臺被土掩埋部分的表面，不應(yīng)有凹入存水的缺點(diǎn)，石砌圬工的砂漿縫應(yīng)密實(shí)平貼，不另作防水層。二、橋臺的類型和構(gòu)造二、橋臺的類型和構(gòu)造2．臺后排水：為排除臺后積水，保證橋臺穩(wěn)定，錐體及臺后填方（下方不小于2m，上方不小于2m加橋臺高度范圍內(nèi)）均應(yīng)以滲水土壤填筑；如確有困難時(shí)，除嚴(yán)寒地區(qū)外，可用一般粘性土壤填筑。3．錐體填土及其護(hù)坡：路基前方填土伸入橋臺部分呈錐體形狀，稱為橋臺錐體填土，其作用是加強(qiáng)橋臺與路基的連接并包裹橋臺，增加橋臺的橫向穩(wěn)定。錐體填土宜用滲水土填筑。錐體填土的坡面，一般以全高防護(hù)，并根據(jù)流速、流冰、流木等情況決定防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。4．檢查臺階：當(dāng)H>4m時(shí)，為便于檢查橋臺及護(hù)坡，在橋臺臺尾路堤與錐體填土交界處的邊坡上修筑檢查臺階。臺階可用混凝土或漿砌片石砌筑，如圖9-55。二、橋臺的類型和構(gòu)造二、橋臺的類型和構(gòu)造三、墩臺附屬設(shè)施（一）圍欄、吊籃和檢查梯（二）通信支架（三）接觸網(wǎng)支架圖9-56墩臺附屬設(shè)施圍欄吊籃檢查梯接觸網(wǎng)支架（一）圍欄、吊籃和檢查梯為保證維修養(yǎng)護(hù)人員的正常工作及操作安全，橋涵應(yīng)設(shè)必要的檢查設(shè)備。當(dāng)梁跨大于10m，橋墩頂帽面至地面的高度大于4m，或經(jīng)常有水的河流，墩臺頂應(yīng)設(shè)圍欄、吊籃（橋墩設(shè)兩側(cè)）。圍欄為柵欄式，一般高1m，立柱用圓鋼或角鋼埋入墩、臺頂帽。吊籃是供進(jìn)行檢查或維修時(shí)，穿越梁部左右側(cè)及梁端部進(jìn)行工作之用。一般采用預(yù)先焊接好的角鋼支架，以預(yù)埋的U形螺栓固定在橋墩臺的托盤或頂帽上。由橋面下至墩臺頂一般可通過人行道上的特設(shè)活動蓋板，經(jīng)固定的檢查梯或移動的輕便梯子上下。對設(shè)有避車臺處的墩臺，可利用避車臺的支柱設(shè)置檢查梯，如圖9-56所示。三、墩臺附屬設(shè)施（二）通信支架通信線路橫越河流長度在150m以上時(shí)，須使用橋上支架。設(shè)計(jì)通信支架時(shí)應(yīng)結(jié)合通信的技術(shù)條件及橋梁構(gòu)造來設(shè)計(jì)，通信支架可以架設(shè)在梁上，也可以架設(shè)在橋墩上。架設(shè)在橋墩上的通信支架有甲、乙兩式，甲式為立體支架，是錨固在橋墩端部的懸伸塔架，支架最大間距約為150m。乙式為平面支架，是錨固在橋墩上部的桁架，支架最大間距約為50m。三、墩臺附屬設(shè)施三、墩臺附屬設(shè)施（三）接觸網(wǎng)支架接觸網(wǎng)支架（圖9-56）的作用是承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸網(wǎng)懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上，我國接觸網(wǎng)中主要采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支架和鋼支架。在電力牽引或預(yù)定為電力牽引的鐵路上，當(dāng)橋長在40m以上時(shí)，應(yīng)在橋梁墩臺上設(shè)置或預(yù)留設(shè)置接觸網(wǎng)支架位置。曲線地段一般設(shè)于外側(cè)，直線地段根據(jù)橋梁兩端連接情況確定其左