橋墩

橋墩

橋墩是支承橋跨結構並將恆載和車輛活載傳至地基的亞築物、橋台設在橋樑兩湖。橋墩則在兩橋台之間。橋墩的作用是支承橋跨結構: 面橋台支撐起支承橋跨結構的作用外,還要與路堤銜接並防止路堤滑場。為保護析台和路堤填士,析台兩側常做一些防護和導流工程。

基本介紹

  • 中文名:橋墩
  • 外文名:bridge pier
  • 讀音:qiáodūn
  • 分類:實體墩、柱式墩等
  • 材料:混凝土等
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簡介

多跨橋的中間支承結構稱為橋墩。橋墩分為實體墩、柱式墩、和排架墩等。按平面形狀可分為矩形墩、尖端形墩、圓形墩等。建築橋墩的材料可用木料、石料、混凝土、鋼筋混凝土、鋼材等。

組成

橋墩主要由頂帽、墩身組成。橋台主要由頂帽、台身組成。頂帽的作用是把橋跨支座傳來的較大而集中的力,分散而勻稱地傳給墩身和台身。因此頂帽應採用強度較高的材料建築,一般用不低於 200級鋼筋混凝土建築,且厚度不小於40厘米。此外,頂帽還須有較大的平面尺寸,為施工架梁及養護維修提供必要的工作面。墩身和台身是支承橋跨的主體結構,不僅承受橋跨結構傳來的全部荷載,而且還直接承受土壓力、水流衝擊力、冰壓力、船舶撞擊力等多種荷載,所以墩身和台身都具有足夠的強度、剛度和穩定性。

類型

橋墩分重力式橋墩和輕型橋墩兩大類,也有一說為以下三種分類,實體式橋墩、空心式橋墩、樁或柱式橋墩。

重力式

一般為採用混凝土或石砌的實體結構。墩身上設墩帽,下接基礎。它的特點是充分利用圬工材料的抗壓性能,借自身的較大截面尺寸和重量承受豎直方向和水平方向的外力,具有堅固耐久,施工簡易,取材方便,節約鋼材等優點。缺點是圬工量大,外形粗大笨重,減少橋下有效孔徑,增大地基負荷;當橋墩較高,地基承載力較低時尤為不利。  重力式橋墩多採用簡單的流線型截面形狀,如圓端墩、尖端墩、圓角形墩等,以便橋下水流順暢地繞過橋墩,減少阻水及墩旁沖刷。當水流方向變化不定或與橋樑斜交時,宜採用圓形墩。對受流冰影響的橋墩,應在上游端設破冰棱。非城市的旱橋及不受水流影響的橋墩,則宜採用便於施工的矩形截面。

輕型

針對重力式橋墩的缺點而出現的橋墩,具有外形輕盈美觀,圬工量少,可減輕地基負荷,節省基礎工程,便於用拼裝結構或用滑升模板施工,有利於加速施工進度,提高勞動生產率等優點。實現輕型橋墩的主要途徑為:改用強度較高的材料,改變橋墩的結構形式和橋墩受力情況。①空心橋墩。外形似重力式橋墩,但它是中空的薄壁墩。可採用鋼筋混凝土現澆或為預應力混凝土拼裝結構,較適用於高橋墩。中國襄渝線(襄樊—重慶)紫陽漢水橋,3號墩高70.5米(基頂以上),壁厚60厘米,是中國目前最高的鐵路橋墩。聯邦德國修建的奧地利歐羅巴橋墩高146米,壁厚僅35~55厘米。②構架式橋墩。以桁架、剛架為主體的輕型橋墩。如鐵路橋採用的鋼塔架墩(圖b),常與明橋面鋼樑配合使用,有全橋輕巧,對地基要求低,墩高適應範圍大的特點。在城市、公路橋上常採用X形、Y形、V形等剛架式橋墩(圖c、d、e),外形優美,結構新穎。這類橋墩並有減小上部結構計算跨度的優點;但結構受力較為複雜,在設計中應予以注意。③薄壁橋墩。多為採用滑模施工的鋼筋混凝土結構。因薄壁墩順橋方向的尺寸纖細,受縱向水平力時易產生撓曲變形,故又稱柔性橋墩。利用橋跨結構將若干個柔性橋墩頂和鄰近的剛性橋墩(台)頂以鉸或固結相連,形成多跨超靜定結構,可使全橋縱向水平力主要由剛性橋墩(台)承擔,極大地改善了柔性墩的受力情況。④樁柱式橋墩。為樁式、雙柱式、單柱式橋墩的統稱。多採用就地灌築鋼筋混凝土建造,也有採用預製構件拼裝,或將打入樁組成排架式墩的。在樁式或雙柱墩中,樁(柱)的長細比較大時,也具有上述薄壁橋墩的特點,是柔性橋墩的另一種結構形式。

分類

薄壁墩

主要分為鋼筋混凝土薄壁墩和雙壁墩以及V形墩三類。其共同特點是在橫橋向的長度基本和其他形式的墩相同,但是在縱橋向的長度很小。其優點是,可以節省材料,減輕橋墩的自重,同時雙壁墩可以增加橋墩的剛度,減小主梁支點負彎矩,增加橋樑美觀;V形墩可以間接的減小主梁的跨度,使跨中彎矩減小,同時又具有拱橋的一些特點,更適合大跨度橋的建造。

柔性墩

是在多跨橋的兩端設定剛性較大的橋台,中墩均為柔性墩。即墩體的整體剛度很小,在墩頂水平推力的作用下發生較大的水平位移。優點是由於橋墩的水平推力是按各墩的剛度分配的,故分配到每個柔性墩上的水平推力很小。

柱式墩

一般由基礎上的承台、柱式墩身和蓋梁組成。優點是能減輕墩身自重,節約圬工材料,比較美觀,剛度和強度都較大,在有漂流物和流凍的河流中可以使用。

樁式墩

樁式墩是將鑽孔樁基礎向上延伸作為橋墩的墩身,在樁頂澆築蓋梁。在墩位上的橫向可以是一根或多根樁,設定一排樁時叫排樁墩。優點是材料用量經濟,施工簡便,適合平原地區建橋使用;缺點是跨度不宜做的太大,一般小於13m,且在有漂流物和流速過大的河流中不宜採用。

空心式

可採用鋼筋混凝土或混凝土。優點是節省材料,減輕橋墩的自重,施工速度快,質量好,節省模板支架;缺點是,抵抗流水衝擊和水中夾帶的泥砂或冰塊衝擊力的能力差,所以不宜在有上述情況的河流中採用。

重力式

是實體的圬工墩,主要靠自身的重量來平衡外力,從而保證橋墩的強度和穩定。主要用c15或c15以上的片石混凝土澆築,或用漿砌塊石和料石,也可以用混凝土預製塊砌築。優點是整體剛度大,抗傾覆性能以及承重性能都很好;缺點是自重大,不宜做的過大而使橋樑自重加大。

布置建議

橋墩的位置和橋樑上部結構的分跨布置密切相關,應通過技術經濟比較決定(見橋式方案設計)。如跨河橋的橋墩應考慮到深水或不良地基會對橋墩基礎施工帶來的各種困難,冰凌、漂木或土石流,會增加橋墩額外的負荷,布置橋墩時,應特別慎重;地形陡峻的V形深谷,宜以較大跨度跨越,避免在溝底設定高橋墩;當橋下淨空無特殊要求,河床及地基情況允許採用淺基礎橋墩,或為了美化環境,避免高路堤占地太多而修建的旱橋,則以低墩短跨的橋孔布置為好。
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