桥梁墩台类型与构造及计算

3. 单向推力墩
在多孔拱桥中，为防止一孔破坏而引起其 它孔的连锁反应，每隔3-5孔应设单向推力墩。
中小跨径拱桥可采用下列形式的 单向推力墩：
(1)普通柱墩加设斜撑及拉杆的单向推力墩
这种单向推力墩是在普通墩柱上对称增设
一对预应力混凝土斜撑(图4-1-13)。
1- 立柱 2- 斜撑
V H 1 2
3- 拉杆(用预应力)
两端倾斜地加筑三角垫层，以使上部结构在桥面 形成排水横坡。
对于大跨径的桥梁，需在墩顶上设置钢筋 混凝土支承垫石(图4-1-2)，支座要放置在支承 垫石上。
15~20cm
1
1-支座
2
2-墩帽
图4-1-2 墩帽支撑垫石
顺桥向的墩帽宽度b：
b≥
f
a 2
a 2
2c1
2c2
式中：f ——相邻两跨支座的中心距；
侧墙用以连接路堤并抵挡路堤填土向两侧 的压力，当其尺寸满足规范要求时，可按U形 整体截面验算截面强度，否则按独立挡土墙验 算。
桥台两侧设有锥形护坡，锥形的坡度一般
由纵向(顺路堤方向)为1：1逐渐变至横向为1： 1.5。锥坡的平面形状为1/4椭圆。
锥坡用土夯筑而成，其表面用片石砌筑。锥 坡下缘一般与桥台前墙的下缘相齐。
河床铺砌层
支撑梁
20 20 20
60
支承梁底座(尺寸单位：cm)
5．锚碇板式桥台（锚拉式）
锚碇板结构由锚碇板、立柱、拉杆和挡土板 组成。
挡土结构包括：锚碇板、拉杆、挡土板和立 柱。
（1） 分离式
构造见图，台身与 锚碇板、挡土结构分 离，台身承受桥跨结 构传来的竖向力和水 平力，挡土结构承受 土压力。
5. 柔性排架桩墩

实体墩 空心墩 柱式墩 框架墩等
构 造
高铁上圆端形实体桥墩
矩形 圆形 按截面形式分类 圆端形 尖端形 组合形
施工工艺
施 工 工 艺
就地砌筑或 浇筑桥墩
预制安装桥墩
1、主要按桥墩的构造分类
1、实体墩
实体桥墩：按其截面尺寸及重量的不同又可分为实体重力式
桥墩和实体轻型桥墩。
实体重力式桥墩主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平
梁桥墩台类型与构造
目录
一、概述 二、桥墩的类型与构造 三、桥台的类型与构造
墩台帽
组 成
墩台身
基础
桥梁墩台=桥墩+桥台
竖向力 桥 墩 承 受 荷 载 上部结构 地震力 风力 流水压力等 水平力 桥 台 承 受 荷 载
支承桥跨结构 档土护岸 台背填土、以及填 土上车辆荷载
弯矩
桥墩
二、桥墩的类型与构造
（四）组合式桥台
组 合 式 桥 台
锚碇板式桥台
过梁式、框架式 组合桥台
桥台与档土墙 组合桥台
谢谢观看
4、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 压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部 结构，可用V、X、Y型桥墩。
三、桥墩防撞
流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和 大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。应在迎水方向设置 破冰棱体。 航运繁忙的河道，桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲 击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改 变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏。
四、桥台的类型与构造
重力式桥台
类 型 轻型桥台 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。 桥台台身多数由石砌、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。

桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
3.5 薄壁墩

钢筋混凝土薄壁墩：一种新型桥墩，截面型式
有板壁形、I形、箱形等，构造简单、轻巧、圬工 体积少。 连续刚构桥双肢薄壁墩：在墩位上有两个相互 平行的墩壁与主梁刚接的桥墩。可增加桥梁刚度， 减少主梁支点负弯矩。桥梁美观，无需设置支座， 方便施工。
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
应力重分布计算根据三项基本条件进行，即平截面假 定（截面应变按线性分布）、弹性体假定（应力、应 变关系符合胡克定律，但受拉区不参加工作）、力的 平衡条件。对于单向偏心受压的矩形截面，重分布以 后的最大压应力如图所示。

柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，
它可以根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
桥梁工程系
3.4 柔性墩
第7章 桥梁墩台
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）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目的。
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
设计与计算步骤：
1. 结构尺寸拟定；
2. 荷载计算；
3. 荷载最不利组合；
4. 进行强度、刚度（变形）、抗裂性、稳定
性检算等。
桥梁工程系
第7章 桥梁墩台
（一）墩身检算项目
1．截面强度(应力) ； 2．截面合力偏心距；
3．纵向及横向稳定性（墩身整体稳定性）；
4．墩顶弹性水平位移。

1．齿槛式桥台
齿槛式桥台由前墙、撑墙、后墙板和底板几部分组 成，其结构特点是：基础底板面积较大，因此地基 承载力虽较低，仍能支承一定的竖直压力；底板下 设置齿槛可增加底板摩阻力和抗滑动的稳定性；后 墙板做成斜挡板，利用它背面的原状土和前墙背面 的新填土，共同平衡拱的推力；前墙与后墙板之间 设撑墙可以提高桥台结构的刚度。齿槛宽度与深度 一般不小于0.5m。这种桥台一般适用于软弱地基和 路堤较低的中小跨径拱桥。
外置组合式是台身 与加筋体分开，台 身主要承受上部结 构传来的竖向力和 水平力，加筋体承 受土压力。桥台与 加筋体间留空隙， 桥台与锚锭结构的 基础分离，互不影 响，受力明确，但 结构复杂，施工不 方便。
加筋土桥台加筋体的筋带应选用抗老化、耐腐蚀的 材料，筋带的截面面积、长度以及加筋体的稳定性 ，应通过加筋体内部、外部的稳定性分析确定。
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
圆形空心桥墩
方形空心桥墩
Ⅲ
Ⅲ
R=270
Ⅲ-Ⅲ
R=270
Ⅳ-Ⅳ
R=270
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ R=270
Ⅴ-Ⅴ R=270
格构形空心桥墩
4．柔性(排架)墩
柔性墩的主要特点是通过一些构造措施，将上部结 构传来的水平力(制动力、温度影响力等)传到全桥 各个柔性墩或相邻的刚性墩上，以减少单一柔性墩 所受到的水平力，从而达到减少墩身截面的目的。
一、桥墩的类型及适用性
(一)梁桥桥墩
国内梁桥常采用的桥墩类 型根据墩身结构形式可分 为：实体式(重力式)墩、 桩(柱)式墩、柔性(排架) 墩、钢筋混凝土空心墩及 薄壁墩等。
1.实体式(重力式)桥墩
这类桥墩主要靠自身重力 (包括桥跨结构重力)平衡 外力保证桥墩稳定。因其 墩身较为厚实，可用天然 石材或片石混凝土砌筑，

墩台 组成与类型
对桥梁墩台的要求：
强度 刚度 稳定性
锥坡防护
墩台的类型
• 重力式墩台 • 轻型墩台
重力式桥墩
重力式桥墩也称为实体式桥墩，它主要靠自身的重量来平衡 外力而保持其稳定。
材料：天然石材或片石混凝土，不配钢筋
优点： 取材方便 施工简易 养护工作量小 抵抗外界不利因素的能力较强
按其截面形式 矩形桥台 U形桥台 T形桥台 耳墙式桥台 埋式桥台
•轻型墩台
适用条件：地基土质条件较差
主要特点： 自重小、节省圬工； 刚度小，受力后允许在一定的范围内发 生弹性变形； 抗冲击能力差； 以钢筋混凝土和少量配筋的混凝土为主， 也有一些轻型墩台可用石料砌筑。 外形轻巧美观，是目前公路桥梁中广泛 采用的墩台型式之一，特别是在较宽较 大的城市立交桥和高架桥中。
对桥梁墩台的要求：
强度 刚度 稳定性
锥坡防护
墩台的类型
• 重力式墩台 • 轻型墩台
重力式桥墩
重力式桥墩也称为实体式桥墩，它主要靠自身的重量来平衡 外力而保持其稳定。
材料：天然石材或片石混凝土，不配钢筋
优点： 取材方便 施工简易 养护工作量小 抵抗外界不利因素的能力较强
缺点： 工程量大 自重大
按照墩身横截面形式 矩形墩 圆端形墩 圆形墩 尖端型墩
多用于无水或旱桥处
多用于水流斜交角小于5 °
多用于水流斜交角小于15°
多用于河流急弯、流向不固定或与水流斜交角大于15°
重力式桥台
定义：重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后土 压力。
材料：圬工材料
按其截面形式 矩形桥台 U形桥台 T形桥台 耳墙式桥台 埋式桥台
轻型桥墩 空心墩 柱式墩 柔性墩

四、桥台的类型与构造
重力式桥台
类 型 轻型桥台 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。 桥台台身多数由石砌、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。
1、重力式桥台类型
埋式桥台
U型桥台
八字式和一字式桥台
2、结构构造
台帽与背墙
梁桥墩台类型与构造
目录
一、概述 二、桥墩的类型与构造 三、桥台的类型与构造
墩台帽
组 成
墩台身
基础
桥梁墩台=桥墩+桥台
Hale Waihona Puke 竖向力 桥 墩 承 受 荷 载 上部结构 地震力 风力 流水压力等 水平力 桥 台 承 受 荷 载
支承桥跨结构 档土护岸 台背填土、以及填 土上车辆荷载
弯矩
桥墩
二、桥墩的类型与构造
（四）组合式桥台
组 合 式 桥 台
锚碇板式桥台
过梁式、框架式 组合桥台
桥台与档土墙 组合桥台
谢谢观看
4、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 压挠和挠曲构件组成平面框架代替墩身，支承上部 结构，可用V、X、Y型桥墩。
三、桥墩防撞
流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对桥墩的撞击力和 大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损。应在迎水方向设置 破冰棱体。 航运繁忙的河道，桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲 击荷载的能力，还要考虑采用缓冲装置和保护系统，预防或改 变船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏。
台身
翼墙及耳墙
（二）轻型桥台
薄壁轻型桥台 支承梁型桥台
钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混凝土结构的 抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。

2、空心桥墩
空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实 体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。
镂空的主要目的是在截面强度和刚度足以承担和平衡，外力的前 提条件下，减少圬工数量，使结构更经济，但为保证上部结构荷载安 全可靠的传递给墩身壁，因设置一定的实体过渡段
为保证薄壁空心墩自身稳定，设置横隔梁
3、桩（柱）式桥墩和柔性墩
实体轻型桥墩显著减少了圬工体积，但其抗冲冲
击力较差，不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能 有船舶、冰、漂流物撞击的河流中，一般用于中小跨径桥 梁上
实体薄壁桥墩----墙式桥墩
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0.4m，中小跨梁桥也不 应小于0.3m，并设有50～100mm的檐口。
四、桥台的类型与构造
重力式桥台 轻型桥台 类 型 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
重力式桥台也称实体式桥台，它主要靠自重来平衡台后的土压力。 桥台台身多数由石砌、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。
1、重力式桥台类型 埋式桥台
U型桥台 八字式和一字式桥台
2、结构构造
台帽与背墙
台身
翼墙及耳墙
（二）轻型桥台
薄壁轻型桥台 支承梁型桥台
钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混凝土结构的 抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。
（三）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型桥台， 它埋置土中，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。其构造型式有双柱式、多柱式、墙式、 半重力式和双排架式、板凳式等。
柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。 柱式桥墩一般可分为独柱、双柱和多柱等形式

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空腹式桥台: 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 承台后的土压力。在前后墙之间设 置撑墙3～4道，作为传力构件，并 对后墙起到扶壁，对基础板起到加 劲作用。
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组合式桥台
组合式桥台由台身和后座两 部分组成台身部分承受拱的竖直 压力，后座部分则通过后座底板 的摩阻力及台后的土侧压力来平 衡拱的水平推力。
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（三）钢筋混凝土薄壁式墩和空心墩 在一些高大的桥墩中，为了减少圬工体积，节约材料，减
轻自重，减少软弱地基的负荷，也可将墩身内部做成空腔体、 即所谓空心桥墩。这种桥墩在外形上与实体重力式桥墩并无大 的差别，只是自重较实体重力式的轻，因此，它介于重力式桥 墩和轻型桥墩之间。几种常见的空心桥墩如图所示。
当施工时为了拱架的多次周转，或者当缆索吊装设计的工作跨径受到限制 时为了能按桥台与某墩之间或者按某两个桥墩之间作为一个施工段进行分段 施工，在此情况下也要设置能承受部分恒载单向推力的制动墩。如图所示：
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a)
b)
图 6-1-6 拱桥轻型单向推力墩 （a为斜撑墩b为悬臂墩）
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（3）相邻两孔推力不相等的桥墩 变更相邻的矢跨比，调整拱座位置或拱上结构形式 而使两推力或推力对桥墩弯矩大致相等。
圬 工 薄 壁 轻 型 桥 台
薄壁轻型桥台
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（一）齿槛式桥台
结构特点： 基底面积较大，可以支承一
定的垂直压力； 底板下的齿槛可以增加磨擦
和抗滑的稳定性； 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；
前墙与后墙板之间的撑墙可 以提高结构的刚度；
齿槛的宽度和深度一般不小 于50cm。这种桥台适用于软土地 基和路堤较低的中小跨径拱桥。

(二) 外力包括上部结构恒载支点反力、盖梁自重和活载。 活载的布置要使各种效应组合为桥上最不利情况，求出支 点最大反力作为盖梁的活载。活载的横向分布计算，当活 载对称布置时，按杠杆法计算；当活载非对称布置时，可 考虑按刚接梁法(或偏心压力法或“G-M”法)计算。在盖 梁内力计算时，可考虑桩柱支承宽度对削减负弯矩尖峰的
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轻型桥台的主要特点是：
❖ (1)利用上部构造及下部的支撑梁作为桥台的支撑，以防 止桥台向跨中移动；
❖ (2)整个构造物成为四铰刚构系统； ❖ (3)除台身按上下铰接支承的简支竖梁承受水平土压力外，
桥台还应作为弹性地基上的梁加以验算。
三、埋置式桥台 埋置式桥台（图5-1-25）的工作原理是靠台身后倾，使 重心落在基底截面的形心之后，以平衡台后填土的倾覆力矩， 减少恒载产生的偏心距，但应注意后倾斜度要适当。 埋置式桥台的缺点是：由于护坡伸入到桥孔，压缩了河 道，或者为了不压缩河道，就要适当增加桥长。
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第二章 梁桥墩台计算
第一节 梁桥墩台上的作用及其效应组合
一、作用 梁桥墩台上的永久作用有结构重力、土的重力和土侧压力、 混凝土收缩及徐变的作用、水的浮力；可变作用有汽车荷载、 汽车冲击力、离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、风荷 载、汽车制动力、流水压力、冰压力、支座摩擦力，在超静定 结构中尚需考虑温度作用；偶然作用有船舶或漂流物撞击作用， 施工荷载和地震作用。
桥台的作用效应组合也和桥墩一样，根据可能出现的作 用按《桥规》规定进行作用效应组合。由于活载可以布置在 桥跨结构上，也可布置在台后，因此在确定最不利效应组合 时，通常按活载满布桥跨(图5-2-3a)，桥上无活载而在台后 布置活载(图5-2-3b)和在桥上、台后同时布置活载(图5-2-3c) 等几种不利情况，分别进行组合和验算。

在有流冰、大量漂流物和冲
击物的河流中的石砌墩身，其表
面应选择坚硬石料或强度等级不 低于C30混凝土预制块锒面；混 凝土桥墩的迎水面，应设置钢筋 网（图2．53）。
具有强烈流冰的河流 中的桥墩，宜在迎水面设 置破冰棱。（图2．54）。 重力式桥墩墩身的顶 宽，小跨径桥不宜小于 800 mm（轻型桥墩不宜小于 600mm）；中等跨径桥不 宜 小1000mm；大跨径桥梁墩 身顶宽，视上部结构类型而 定。
力线与各截面重心曲线尽量接近或重合，由于桥台压力
曲线的位置只有在桥台形状确定后才能定出，因而可采 用作图法先初步拟出桥台形状。
如图2．57所示，已知起拱线、基底埋深。
2、空腹桥台尺寸拟定 如图2．58所示，台高 h = h1 + h2
h1 = f + t + d
i
根据地质条件确定 h， 2 1 1 也可初估 h2 = ( 2 - 3 )h1 以拱脚上缘线作为撑墙的顶 面，按1：1坡线推算出桥台 长a1，桥台宽度取路基宽 度，桥台高度方向在主拱圈 上缘以上部分挖空，即得空 腹式桥台尺寸图。
轻型桥台可分为一字式轻型桥台、八字式轻型桥台、
耳墙式轻型桥台（图2．35）。
（2）钢筋混凝土薄壁桥台
钢筋混凝土薄壁桥台的特点是利用钢筋混凝土结构
的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化，薄壁轻型 桥台适用于软弱地基条件。 钢筋混凝土薄壁轻型桥台常用的型式有悬臂式、 扶壁式、撑墙式及箱式等（图2．36）
4、组合式桥台 （1）锚碇板式桥台 锚碇板式桥台分为分离式和结合式两种形式（图 2．37），多用于台后路堤填土不被冲刷，路堤填土 3~8m的中小梁式桥和城市桥梁中。
简单立交桥中，采用加筋土挡墙结构形式， 拉杆采用密排的塑料带或其他材料，形成加筋土 桥台。