桥梁墩台与基础

桥梁墩台与基础工程习题第一章绪论1、桥梁墩台、桥台的主要作用是什么？2、基础的类型有哪些？各有什么特点？3、用你学过的力学知识解释轻型桥墩的力学原理。

4、拼装式墩台的特点是什么，有何优点？5、有人说：“修建一座桥梁工程，如果基础工程修出了水面，就其工程的艰难程度而言，可谓完成了总量的70%”，谈谈你对这句话的理解。

第二章桥墩构造与设计1、桥墩设计内容及须收集的设计资料有哪些？2、实体墩的构造特点？3、实体墩力学检算的主要内容及目的是什么？4、实体墩力学检算中常用的荷载及其计算方法。

活载图式有哪几种？5、柔性墩桥的主要力学特点。

6、空心墩的构造特点。

7、公路柱式桥墩的构造和计算特点。

8、圆端形直线桥墩扩大基础基底检算（1）检算资料：活载等级：中——活载；线路情况：Ⅱ级，直线，单线，平坡，非地震区。

桥梁情况（等跨梁）：梁跨为预应力混凝土梁，梁全长；梁端缝；梁重（包括支座重）；枕顶至梁底3.00m，钢轨、垫钣总高17cm（钢轨15cm，垫钣2cm）梁上设双侧人行道，其重量与线路上部建筑重量按3.55T/m计算；h=30m圆端形桥墩，基础为矩形，墩身基础均为150级片石混凝土，托盘为200级混凝土，顶帽为200级钢筋混凝土；托盘及顶帽共重为50.53T。

（2）水文地质情况：计算水位高出原地面3.0m；常水位高出地面1m；局部冲刷线在地面以下3m，一般冲刷线在地面以下1m；地基土为Q4粘性土（按透水计），有关物性指标见图一。

（3）标准风压强度W0＝70kg/m2，位于一般平坦空旷地区。

（4）作业目的要求：目的：通过作业，巩固学习内容，基本掌握桥墩扩大基础基底检算的方法。

要求：检算桥墩基底应力和偏心。

顶帽及托盘尺寸见图1，墩身及基础尺寸见图2。

图1墩帽及托盘尺寸图2桥墩尺寸第三章桥台构造与设计1、铁路重力式桥台的构造。

其主要尺寸如何拟定？2、重力式桥台计算中有哪些荷载，如何计算？3、重力式桥台的检算内容及活载布置常用图式？4、锚定板桥台的受力机理及布置原则？5、轻型桥台的类型及构造特点。

1.桥墩的分类及组成有哪些？答：组成：墩台帽、墩台身和基础三部分。

分类：重力式墩台、轻型墩台2.简述扩大基础力学检算的主要项目？答：主要检算项目有：基底应力检算、基底偏心检算、基底倾覆、滑动稳定性检算3.纵横向预偏心桥墩各适用什么情况？为什么？答：1）横向：适用于曲线桥；为了适应曲线的线路，各孔梁常布置成折线，这就使相邻两孔梁之间的缝隙内窄外宽，梁的端部和桥墩横向中心线不平行，平面上梁端支座斜交放在支承垫石上；2）纵向：适用于不等跨桥；为了减少桥墩在荷载作用下的偏心力矩，通常将大跨梁的支座中心布置在离桥墩中心线较近的地方，使桥墩中心线与梁缝中心线错开一定的纵向距离形成纵向偏心。

4.桥梁墩台的作用：承受上部结构的荷载，并且通过基础将此荷载及其本身的重量传到地基上5.确定基础方案主要的取决因素：工程性质、水文地质条件、荷载特性、桥梁结构形式及使用要求、材料的供应和施工技术6.方案选择的原则：力争做到使用上安全可靠，施工技术上简便可行，经济上合理。

7.重力式桥墩的主要特点：依靠自身巨大的重量和材料的受压性能来抵抗外荷载，维持自身的稳定，自身截面积较大；具有坚固耐久、抗震性能好，对于偶然荷载有较强的抵抗能力，施工简便，养护工作量小的优点，适用于地基良好的大中型桥梁或流水、漂浮物较多的河流中。

8.梁桥重力式墩截面形式：答：1）矩形墩：截面是矩形，外形简单，施工方便，圬工数量较省，但对水流阻力甚大，引起局部冲刷较大。

一般用于无水或者静水中，或用于高桥墩最高水位以上部分。

2）圆端形墩：截面是矩形两端各接一个半圆。

施工稍复杂，但比较适合水流通过，可减少局部冲刷。

用于水流与桥轴法线小于15°的情况，是铁路跨河桥中最广泛使用的一种形式。

3）圆形墩：截面为圆形，流水特性较前两种形式好。

用于桥轴法线与水流大于15°或者流向不定的河流中，由于截面为圆形，各方向具有相同的抵抗矩。

在用于纵横向受力差异较大的桥墩上时，浪费圬工。

1.桩基础的组成和分类？组成：①就地灌注钢筋混凝土桩的构造。

②预制钢筋混凝土桩及预应力混凝土桩。

③钢桩及木桩。

分类：高桩承台或是低桩承台，摩擦桩或是柱桩，钻孔桩或是打入桩。

2.桩的平面布置方式？桩与承台的连接？布置方式：①行列式。

②梅花式。

桩与承台的连接：桩与承台联结有两种方式，钢筋混凝土桩多采用桩顶主筋伸入承台，而木桩和预应力混凝土桩主要采用桩顶直接伸入承台方式。

3.桩基础的力学计算图示及检算内容？力学计算图示：p155页。

检算内容：①检算单桩轴向承载力。

②检算桩身材料强度。

③桩基承载力计算。

④检算墩顶水平位移。

4.桥台种类？组成？种类：⑴重力式桥台①矩形桥台与U形桥台②T形桥台③埋式桥台④耳墙式桥台⑵轻型桥台①梁桥轻型桥台（桩柱式桥台，锚定板式桥台）②拱桥轻型桥台（八字型，U型，背撑式桥台，靠背式框架桥台）③拱桥的其他形式桥台（组合式桥台，空腹式桥台，齿槛式桥台）组成：桥台主体由台顶台身和基础三部分组成，此外尚有锥体填土锥体护坡和检查台阶等附属建筑物5.桥台定位控制点及横向定位线？桥台定位控制点是胸墙中心，桥台的横向定位线是胸墙线的平面投影6.桥台长度？如何确定？桥台长度是指胸墙前缘到台尾的长度，也是道砟槽的长度7.地基系数的含义及计算方法？含义：使单位面积的土产生单位压缩时所需施加的力，或者说，土产生单位压缩时，土对构件在单位面积上的土抗力（kPa/m）。

计算方法：假定地基系数为常数（Cy=K），假定地面处地基系数为零，地面以下随深度按比例增加（Cy=my），假定地基系数呈抛物线变化（Cy=my½）等。

我国采用了Cy=my的假设，其中m为比例系数。

由于地基系数采用的比例系数为m，故常称“m”法。

竖向地基系数Co,对非岩石类土，当入土深h≤10m，按Co=10Mo计当入土深h>10m时，其中Mo为竖向地基系数Co的比例系数。

当桩底或基底土层为岩石时，Co则不随入土深h改变，而与基底岩石强度有关。

桥梁墩台与基础工程教学设计背景桥梁是连接两岸的重要交通工具，在建造过程中，其墩台与基础工程起着至关重要的作用。

而基础工程又是土木工程学科中的重要基础，其研究内容涉及土工力学、地基处理、基坑支护等方面。

因此，设计一套基础工程教学方案，既有利于学生深入学习土木工程基础知识，也有助于实践中建造桥梁等重要工程。

教学目标本教学方案旨在通过墩台与基础工程的设计与建造，提高学生的能力和水平。

具体目标如下：1.了解土木工程基础知识，包括土工力学、地基处理、基坑支护等。

2.学习桥梁墩台的设计，包括构造方式、材料选择、施工技术等。

3.掌握基础工程的设计与施工流程，包括基础处理、地下水位控制、施工顺序等。

4.提高学生的实践能力和团队协作能力。

教学内容第一阶段：基础知识讲解在第一阶段，学生将学习土木工程基础知识，为后续设计与施工打下坚实的基础。

主要内容如下：1.土工力学：学习土体力学性质，包括密实度、孔隙率、抗剪承载力等。

2.地基处理：介绍基础处理方法，如挖土、压实、回填等。

3.基坑支护：介绍基坑开挖过程中需要进行的支护工作。

第二阶段：墩台设计在第二阶段，学生将进行桥梁墩台的设计，并了解相应的材料和施工技术。

主要内容如下：1.墩台类型：介绍各种墩台类型，如悬臂式墩台、耳状墩台等。

2.材料选择：介绍墩台材料的选择，包括钢筋、混凝土等。

3.施工技术：介绍墩台的施工技术，包括浇筑顺序、混凝土抗裂处理等。

第三阶段：基础工程施工在第三阶段，学生将进行基础工程的施工，包括基础处理、地下水位控制、施工顺序等。

主要内容如下：1.基础处理：介绍基础处理方法，包括挖土、压实、回填等。

2.地下水位控制：解决地下水位对施工的影响。

3.施工顺序：介绍施工的顺序和操作流程，如地基处理后进行基础施工等。

教学方法与评估本教学方案采用讲解、讨论、实践等多种教学方法，以提高学生的学习效果。

教学评估采用综合考核的形式，包括课堂表现、作业质量、实践运用等方面，以全面评估学生的综合能力。

1.轻型井点法降低地下水工作原理：基坑开挖前在基坑周围打入井点管和集水总管组成管路系统，并与泵浦系统相连接强制抽水，使井点管周围一定范围内的水位下降，形成降水漏斗，基坑周围井点管相互影响使坑底形成一个连续的疏干区。

井底达到不透水层称为完全井，未达到称为非完全井，地下水有压力的是承压井，地下水无压力的是无压力井。

井点降水法具有下列优点:施工简便,操作技术易于掌握;适应性强,可用于不同几何图形的基坑;降水后土壤干燥,便于机械化施工和后续工作工序的操作;井点作用下土层固结,土层强度增加,边坡稳定性提高;地下水通过滤水管抽走,防止了流砂的危害;节省支撑材料,减少土方工程量等。

井点降水法已成为目前在含水透水位土层实施的一种行之有效的方法。

2. 浅基础施工：1.基础的定位（1.直接丈量法2.三角网交会法）2.旱地浅基础施工（1.基坑开挖及坑壁围护2.基坑排水）3.水中浅基础施工（1.改河截流法2.围堰施工）3. 围堰施工一般要求：1.围堰顶高度应高出施工期间可能出现的最高水位不小于0.5~0.7m 2.修筑围堰将压缩河道过水面积，使流速增大引起对围堰和河床的集中冲刷，同时堵塞河道影响通航，因此要求河床断面压缩一般不超过流水断面积的30%3.堰内面积应满足基础施工需要的工作面，一般围堰坡脚距离基坑边缘的宽度，需根据土质和坑深酌定，但不应小于1m4.围堰结构应能承受施工期间产生的土压力，水压力以及其他可能发生的荷载，具有一定的强度和稳定性。

4. 桩是一种埋入土中，截面尺寸比其长度小得多的细长基础构件。

桩基础的优点：承载力高，沉降变形小，稳定性好，变水下作业为水上作业，适用于机械化施工和适应各种复杂的土质条件。

普遍采用钻孔灌注桩。

单根桩称为基桩，若干根桩通过顶端的承台板结成整体的承力结构就成为桩基础。

5. 按土对桩的支撑力性质分为:摩擦桩和柱桩。

按施工方法分：沉入桩和就地灌注桩。

沉桩的方法：锤击沉桩法，振动沉桩法，压入法，射水沉桩法，钻孔插入法，旋入法等。

桥涵水文Hydrology of Bridge and Culvert桥梁墩台冲刷计算及基础埋深第六章（桥涵水力计算）第一节桥下一般冲刷计算第二节桥墩局部冲刷计算第三节桥台冲刷计算第四节基础埋深计算为了使设计洪水在桥下安全通过，不但要有足够的桥孔长度和桥梁高度，而且桥梁墩台基础还必须有足够的埋置深度。

桥下冲刷直接影响着桥墩台的基础埋置深度，要保证桥梁安全，就必须将墩台基础放置在可靠的地基上。

进行冲刷计算的目的是要找最大冲刷深度，决定不被冲走的地基面的标高。

一、桥下冲刷的组成1.自然演变冲刷z定义：河床在水力作用及泥沙运动等因素的影响下，自然发育过程造成的冲刷现象，称为河床自然冲刷。

z常见自然演变冲刷现象：河床逐年下切、淤积、边滩下移、河湾发展变形及截弯取直、河段深泓线摆动及一个水文周期内，河床随水位、流量变化而发生的周期性变形，以及人类活动(如河道整治、兴修水利等）都会引起河床的显著变形，桥位设计时都应予考虑。

z计算方法：关于河床自然演变冲刷深度，目前尚无成熟的计算方法，一般多通过调查或利用桥位上、下游水文站历年实测断面资料统计分析确定。

对于各种河床的自然演变冲刷，在河流动力学和河道整治的有关书籍中，有一些计算方法可供参考。

但由于影响河床演变的因素很多，又极其错综复杂，难以得到可靠的计算结果。

目前在实际的工作中，主要是通过实地调查或参考类似河流的观测资料，结合河段的特点和整治规划，估计建桥后可能发生的河床变形，作为桥梁墩台的自然（演变）冲刷，进行设计。

具体做法，可以参阅《公路工程桥涵水文勘测设计规范》。

2.一般冲刷建桥后，由于桥孔压缩河床，桥下过水面积减小，从而引起桥下流速的增大，水流携沙能力也随之增大，造成整个桥下断面的河床冲刷。

这一冲刷过程，称为桥下断面的一般冲刷。

3.局部冲刷水流因受墩台阻挡，在墩台附近发生的冲刷现象叫局部冲刷。

在桥墩的前缘与两侧形成冲刷坑。

三种冲刷交织在一起，同时进行。

计算时假定它们独立地相继进行，可分别计算，最后叠加。

桥梁基础墩台施工方法桥梁的基础是桥梁施工的关键部分，桥梁的稳定性和安全性直接取决于基础的施工质量。

而桥梁的墩台也是桥梁的重要组成部分，直接承担桥梁的荷载，墩台的施工方法也十分重要。

下面，我们将详细介绍桥梁基础和墩台的施工方法。

桥梁基础的施工方法主要包括：1.地基处理：在进行桥梁基础施工之前，首先需要对地基进行处理。

地基处理包括地面整平、软弱地层处理和地基加固等工作。

地基的处理对桥梁的承载能力和稳定性有着直接的影响，因此在地基处理过程中需要严格按照设计要求进行。

2.基础开挖：在地基处理完成后，需要进行基础的开挖工作。

基础的开挖需要根据设计要求进行，保证基础的尺寸和形状符合设计要求。

在开挖基础的同时，还需要注意保护周围的地面和结构，避免对周围环境产生不良影响。

3.基础浇筑：在完成基础开挖之后，需要进行基础的浇筑工作。

基础浇筑需要使用高强度混凝土，并在浇筑过程中采取适当的措施，控制混凝土的温度和湿度，保证混凝土的质量。

浇筑完成后，还需要对混凝土进行养护，使其达到设计要求的强度和稳定性。

4.基础检测：在基础施工完成之后，需要进行基础的检测工作。

基础的检测主要包括基础的强度和稳定性检测，以及基础与地基之间的连接检测。

通过基础的检测，可以及时发现和解决基础施工中的问题，保证桥梁的稳定性和安全性。

桥梁墩台的施工方法主要包括：1.墩台模板安装：墩台模板的安装是墩台施工的第一步。

在进行墩台模板安装之前，需要对模板进行检查，保证模板的质量和尺寸符合设计要求。

同时，在模板安装过程中，还需要注意安装的牢固性和稳定性，避免模板的移动和倾斜。

2.钢筋绑扎：在模板安装完成之后，需要进行钢筋的绑扎工作。

钢筋绑扎需要按照设计要求进行，保证钢筋的位置和间距符合规范要求。

在绑扎过程中，还需要注意钢筋的搭接和连接，保证钢筋的整体性和稳定性。

3.混凝土浇筑：在钢筋绑扎完成之后，需要进行混凝土的浇筑工作。

混凝土的浇筑需要遵循适当的施工工艺，保证混凝土的质量和均匀性。

桥梁基础墩台施工方法桥梁基础是桥梁结构的重要组成部分，其承载了桥梁的自重和行车荷载，并将荷载传递到地基和地基层中。

墩台是桥梁的支撑结构，起到承载桥梁荷载和传递力的作用。

接下来我将详细介绍桥梁基础和墩台施工的方法。

首先，桥梁基础的施工方法包括以下几个步骤：1.地基处理：在选择桥梁位置后，需要进行地基处理。

这包括对地基进行挖掘、排水和增强。

挖掘地基是为了清除表层杂质，排水是为了保证地基的稳定性，增强是为了提高地基的承载能力。

2.制作基础模板：根据桥梁的设计图纸，制作基础的钢模板。

模板应符合桥梁的几何形状和尺寸要求，以确保基础施工的精确性和一致性。

3.浇筑混凝土：将钢模板放置在地基上，并在其中浇筑混凝土。

混凝土的配合比应符合设计要求，并在施工现场进行试块制作和强度测试。

混凝土的浇筑应均匀，以确保基础的稳定性和一致性。

4.基础固结：混凝土浇筑后，需要进行一定的固结时间，使其达到设计要求的强度。

固结时间通常为28天，但在特殊情况下，可以根据实际情况进行调整。

5.基础检测：基础固结后，需要进行质量检测。

这包括对混凝土强度和密实度进行测试，并进行表面平整度和垂直度的检查，以确保基础的质量和稳定性。

接下来，我们来了解一下墩台的施工方法：1.墩台施工前准备：在开始施工前，需要进行墩台位置的测量和标志，在墩台位置挖掘或打桩。

挖掘的深度应根据设计要求和土质情况进行调整。

2.墩台模板制作：根据设计图纸制作墩台的钢模板。

模板应严格按照设计要求进行制作，以确保墩台施工的准确性和一致性。

3.混凝土浇筑：将钢模板放置在墩台位置上，并在其中浇筑混凝土。

混凝土的配合比应符合设计要求，并在施工现场进行试块制作和强度测试。

混凝土的浇筑应均匀，以确保墩台的稳定性和一致性。

4.固结和养护：混凝土浇筑后，需要进行一定的固结时间和养护时间，以使其达到设计要求的强度。

固结时间通常为28天，养护时间通常为7天，在此期间需要对墩台进行湿润养护，防止混凝土早期干裂。