第九章 墩臺(tái)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(huì)組編主編彭彥彬第九章墩臺(tái)的構(gòu)造

主要講述橋梁墩臺(tái)的主要類型及適用條件；橋梁墩臺(tái)的構(gòu)造及其尺寸擬訂。通過本章的學(xué)習(xí)對(duì)橋梁墩臺(tái)有一個(gè)較全面的了解。橋梁墩、臺(tái)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(tái))帽、墩(臺(tái))身和基礎(chǔ)三部分組成。前言圖9-1梁橋重力式墩臺(tái)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(tái)前言重力式橋臺(tái)前言重力式U型橋臺(tái)前言輕型橋臺(tái)前言肋板埋置式橋臺(tái)前言肋板埋置式橋臺(tái)前言橋梁墩、臺(tái)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(tái)：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(tái)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(tái)不僅本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，而且對(duì)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(dòng)或者沉降發(fā)生，這一點(diǎn)對(duì)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(tái)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(tái)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?qǐng)D9-4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(duì)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(tái)帽的厚度，對(duì)于特大、大跨徑的橋梁不應(yīng)小于0.5m；對(duì)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(duì)小跨徑橋不宜小于80㎝；對(duì)中等跨徑橋不宜小于100cm；對(duì)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(jí)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(tái)底至最高流冰水位以上1.0m處，混凝土墩臺(tái)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(duì)于鋼筋混凝土不宜小于30㎝，對(duì)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?qǐng)D9-15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?qǐng)D9-17V形框架式橋墩?qǐng)D9-18Y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(hào)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(hào)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(tái)的類型和構(gòu)造（一）梁橋橋臺(tái)梁橋橋臺(tái)主要分為重力式橋臺(tái)和輕型橋臺(tái)兩種，此外還有組合式橋臺(tái)和承拉橋臺(tái)。1．重力式橋臺(tái)重力式橋臺(tái)的常用形式是U形橋臺(tái)，它由臺(tái)帽、臺(tái)身和基礎(chǔ)等三部分組成。臺(tái)后的土壓力主要靠自重來平衡，故橋臺(tái)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(tái)U形橋臺(tái)(圖9-24)因其臺(tái)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(tái)體積和自重較大，也增加了對(duì)地基的要求。此外，橋臺(tái)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(tái)后排水措施。U形橋臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)身的寬度通常與路基的寬度相同。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造橋臺(tái)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(duì)于片石砌體不小于該截面至墻頂高度的0.4倍；對(duì)于塊石、料石砌體或混凝土則不小于0.35倍。如果橋臺(tái)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(duì)于片石砌體不宜小于50cm；對(duì)于塊石、料石砌體和混凝土不宜小于40cm（圖9-26）。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造圖9-26U形橋臺(tái)尺寸2．輕型橋臺(tái)常用的輕型橋臺(tái)分為設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(tái)、鋼筋混凝土薄壁橋臺(tái)、加筋土橋臺(tái)和埋置式橋臺(tái)等幾種類型。（1）設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(tái)

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

薄壁輕型橋臺(tái)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(tái)

二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（3）加筋土橋臺(tái)

對(duì)于臺(tái)后路基填土不被沖刷的中、小跨徑橋梁，臺(tái)高在3～5m時(shí)，可采用加筋土橋臺(tái)（圖9-29a）。這類橋臺(tái)一般由臺(tái)帽和豎向面板、拉桿、錨定板及其間填料共同組合的臺(tái)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(dòng)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(tái)的類型和構(gòu)造圖9-29加筋土橋臺(tái)和加筋土組合橋臺(tái)

二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（4）埋置式橋臺(tái)

埋置式橋臺(tái)是將臺(tái)身埋在錐形護(hù)坡中，只露出臺(tái)帽在外以安置支座及上部構(gòu)造。這樣，橋臺(tái)所受的土壓力大為減小，橋臺(tái)的體積也相應(yīng)減小。它適用于橋頭為淺灘，臺(tái)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(tái)身的結(jié)構(gòu)形式，埋置式橋臺(tái)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(tái)的類型和構(gòu)造圖9-30后傾式橋臺(tái)圖9-31肋形埋置式橋臺(tái)(尺寸單位：cm)

二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造埋置式橋臺(tái)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(tái)圖9-33埋置式框架式橋臺(tái)二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（二）拱橋橋臺(tái)拱橋橋臺(tái)既要承受拱圈的推力、豎向力及彎矩，又要承受臺(tái)后土的側(cè)壓力，尺寸一般較梁橋要大。拱橋橋臺(tái)主要有重力式橋臺(tái)、輕型橋臺(tái)、組合式橋臺(tái)等三種。1．重力式橋臺(tái)常用的重力式橋臺(tái)為U形橋臺(tái)(圖9-34)它由臺(tái)帽、臺(tái)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(tái)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(tái)只在向河心的一側(cè)設(shè)置拱座。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造圖9-34拱橋U形橋臺(tái)2．輕型橋臺(tái)

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

八字形橋臺(tái)的構(gòu)造簡單，臺(tái)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(tái)的類型和構(gòu)造圖9-35八字形和U字形輕型橋臺(tái)（2）U字形橋臺(tái)U字形輕型橋臺(tái)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(tái)前墻的構(gòu)造和八字形橋臺(tái)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(tái)

當(dāng)橋臺(tái)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(tái)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(tái)比八字形橋臺(tái)穩(wěn)定性要好。

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

組合式橋臺(tái)由臺(tái)身和后座兩部分組成(圖9-37)。臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)身和拱圈的位移和變形。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造第二節(jié)鐵路橋涵墩臺(tái)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(jí)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(tái)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(dòng)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(duì)橋墩的不利影響，可將橋墩中心向曲線外側(cè)移動(dòng)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(dòng)（支座和墊石位置取決于梁的位置，不能隨意動(dòng)）。預(yù)偏心的作用在于使梁重及豎向活載對(duì)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?dòng)模板施工，施工速度快，質(zhì)量好，節(jié)省模板支架，特別對(duì)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(duì)于鋼筋混凝土的不小于30cm，對(duì)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(duì)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(duì)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(tái)）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(dòng)支座，稱為活動(dòng)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(tái)），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?？墒够炷恋氖軌簭?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(dòng)時(shí)，就可以使墩頂發(fā)生擺動(dòng)，其振幅可達(dá)7~8mm，但在架梁后，通過梁與剛性墩臺(tái)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(tái)）：布置橋孔時(shí)，應(yīng)盡可能將剛性墩（臺(tái)）置于地基較好并且墩臺(tái)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(tái)尺寸較大，常可用普通橋臺(tái)。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(tái)，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(duì)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(duì)降低建筑物高度有利。若配合采用鉆（挖）孔樁則更為有利。一般橋墩常可用兩根樁，比普通橋墩大大減少了樁的根數(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(duì)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(dòng)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(duì)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?qǐng)D9-45上柔下剛式墩一、橋墩的類型和構(gòu)造二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（一）橋臺(tái)的類型1.重力式橋臺(tái)（1）矩形橋臺(tái)矩形橋臺(tái)又稱重型橋臺(tái)其臺(tái)身截面形狀為矩形。矩形橋臺(tái)的構(gòu)造最為簡單，棱角少，施工方便，但圬工量大，當(dāng)臺(tái)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(tái)：位于橫向陡巖上，將臺(tái)身及基礎(chǔ)橫向切割錯(cuò)臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)則偏心超出規(guī)定時(shí)（由于臺(tái)尾切割、臺(tái)身縮短、重量減輕所致）。矩形橋臺(tái)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(tái)代替。（2）U型橋臺(tái)此種橋臺(tái)是將矩形臺(tái)挖去一部分，臺(tái)身截面是U字形。臺(tái)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(tái)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(tái)。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(tái)的類型和構(gòu)造二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（3）T型橋臺(tái)

T形橋臺(tái)是一般大、中及復(fù)線橋梁上使用最廣泛的一種橋臺(tái)形式，如圖9-47所示。此種橋臺(tái)克服了U形橋臺(tái)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(tái)的類型和構(gòu)造圖9-47T型橋臺(tái)1—臺(tái)身；2—臺(tái)帽；3—基礎(chǔ)；4—道渣槽；5—錐體護(hù)坡；6—臺(tái)頂；7—檢查臺(tái)階（4）埋式橋臺(tái)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(tái)前緣，則使橋臺(tái)又長又高，很不經(jīng)濟(jì)，如能壓縮橋孔，使部分臺(tái)身埋在錐體中，就可以縮短橋臺(tái)長度，此種橋臺(tái)稱為埋式橋臺(tái)。埋式橋臺(tái)臺(tái)身橫截面一般采用矩形（圖9-48），結(jié)構(gòu)較簡單。臺(tái)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(tái)。但埋式橋臺(tái)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(tái)較為有利。后仰矩形埋式橋臺(tái)可用于填土高度為8~20m，跨度為16~32m的情況。

二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造圖9-48矩形埋式橋臺(tái)（5）耳墻式橋臺(tái)耳墻式橋臺(tái)（圖9-49），是由兩片鋼筋混凝土耳墻代替了臺(tái)身一部分實(shí)體圬工，并與路堤相連，從而縮短了臺(tái)身長度而節(jié)省更多的圬工。但兩片耳墻與臺(tái)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(tái)的錐體也往往伸出橋臺(tái)前墻而形成埋式橋臺(tái)。當(dāng)耳墻式橋臺(tái)形成埋式橋臺(tái)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(tái)一般用于填土高3~10m的情況，這種橋臺(tái)自重輕，適用于地基較差的地區(qū)。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造2.輕型橋臺(tái)

鐵路橋梁中已采用的輕型橋臺(tái)，主要有樁柱式橋臺(tái)（圖9-50）和錨定板橋臺(tái)（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(tái)

樁柱既是基礎(chǔ)又是臺(tái)身，臺(tái)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(tái)

錨定板橋臺(tái)主要由臺(tái)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(tái)上，使橋臺(tái)受力大大改善，因而臺(tái)身可以做得很輕巧。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（二）橋臺(tái)的構(gòu)造與尺寸橋臺(tái)由臺(tái)頂、臺(tái)身、基礎(chǔ)組成。1.臺(tái)頂橋臺(tái)頂帽底面線以上部分叫臺(tái)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(tái)身，其作用與墩帽基本同。臺(tái)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(tái)頂帽的橫向尺寸的擬定與橋墩相同。道碴槽是臺(tái)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(tái)尾）的距離稱為臺(tái)長（或橋臺(tái)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(tái)的類型和構(gòu)造2.臺(tái)身臺(tái)身指橋臺(tái)頂帽底面線以下，基礎(chǔ)頂面以上的部分。因?yàn)闃蚺_(tái)兩側(cè)有錐體填土可以幫助抵抗橫向荷載，故臺(tái)身的側(cè)面常做成豎直的。在縱向上，臺(tái)身后面稍向后仰。臺(tái)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(tái)身底部的面積。

臺(tái)身縱向尺寸的擬定應(yīng)滿足下述要求：（1）臺(tái)尾上部伸入路肩最少為0.75m，以保證路堤與橋臺(tái)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(tái)外，錐體填土的坡腳不得超出橋臺(tái)前緣；（4）埋式橋臺(tái)錐體坡腳可伸出橋臺(tái)前緣，但坡面與臺(tái)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(tái)身在縱向的長度。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造（三）橋臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)的類型和構(gòu)造二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造2．臺(tái)后排水：為排除臺(tái)后積水，保證橋臺(tái)穩(wěn)定，錐體及臺(tái)后填方（下方不小于2m，上方不小于2m加橋臺(tái)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(tái)部分呈錐體形狀，稱為橋臺(tái)錐體填土，其作用是加強(qiáng)橋臺(tái)與路基的連接并包裹橋臺(tái)，增加橋臺(tái)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(tái)階：當(dāng)H>4m時(shí)，為便于檢查橋臺(tái)及護(hù)坡，在橋臺(tái)臺(tái)尾路堤與錐體填土交界處的邊坡上修筑檢查臺(tái)階。臺(tái)階可用混凝土或漿砌片石砌筑，如圖9-55。二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造二、橋臺(tái)的類型和構(gòu)造三、墩臺(tái)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(tái)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(tái)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(tái)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(tái)的托盤或頂帽上。由橋面下至墩臺(tái)頂一般可通過人行道上的特設(shè)活動(dòng)蓋板，經(jīng)固定的檢查梯或移動(dòng)的輕便梯子上下。對(duì)設(shè)有避車臺(tái)處的墩臺(tái)，可利用避車臺(tái)的支柱設(shè)置檢查梯，如圖9-56所示。三、墩臺(tái)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(tái)附屬設(shè)施三、墩臺(tái)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(tái)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