浅谈桥梁墩台的结构选型
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混凝土墩台的标准设计与施工一、前言混凝土墩台是一种常见的建筑结构,广泛应用于各种建筑工程中。
正确的设计和施工是确保墩台安全、稳定、耐久的关键。
本文将从墩台的设计和施工两个方面,结合实际经验和相关规范,提供一个全面的具体的详细的标准,以指导工程师和施工人员正确地进行混凝土墩台的设计和施工。
二、墩台设计的标准1. 墩台结构类型墩台的结构类型分为简支墩、悬臂墩和连续墩三种。
简支墩适用于跨径小于40米的桥梁;悬臂墩适用于跨径大于40米的桥梁;连续墩适用于跨径大于80米的桥梁。
不同的结构类型需要根据实际情况进行选择。
2. 墩台的荷载分析墩台的荷载分析是设计的重要步骤之一。
墩台的荷载分为静载和动载两种。
静载包括墩台本身重量、桥面荷载、自重荷载等;动载包括车辆荷载、风荷载等。
在荷载分析中需要考虑荷载的大小、方向和作用时间等因素。
3. 墩台的尺寸设计墩台的尺寸设计包括墩身高度、墩顶宽度、墩身厚度和墩底宽度等。
墩身高度应根据桥梁跨径和荷载大小进行确定,一般应大于桥面高度的1.5倍;墩顶宽度应根据桥面宽度进行确定,一般应大于桥面宽度的0.5倍;墩身厚度应根据荷载大小进行确定,一般应大于1米;墩底宽度应根据墩身高度和荷载大小进行确定,一般应大于墩身高度的1.5倍。
4. 墩台的钢筋设计墩台的钢筋设计是保证墩台强度和稳定性的关键。
墩台的钢筋设计应根据荷载大小、墩身尺寸和混凝土强度等因素进行确定。
在钢筋设计中需要考虑钢筋的布置、直径和间距等因素。
5. 墩台的混凝土设计墩台的混凝土设计是保证墩台强度和耐久性的关键。
混凝土的设计应根据荷载大小、墩身尺寸和使用环境等因素进行确定。
在混凝土设计中需要考虑混凝土的强度等级、配合比和施工工艺等因素。
三、墩台施工的标准1. 施工前的准备工作施工前的准备工作包括场地清理、基础处理、检查施工设备和材料等。
场地清理应保证施工场地的平整和干燥;基础处理应保证基础的稳定和承载能力;检查施工设备和材料应保证施工质量和安全。
公路桥梁墩台设计探讨摘要:墩台属于桥梁支撑部分,其不仅要在结构上满足桥梁施工、运营阶段的强度、稳定性、刚度、耐久性等多种要求,同时,还要考虑到造型的美观,这些都使得公路桥梁墩台的设计难度大大提升。
为此,本文从造型选择、设计荷载等方面入手,对公路桥梁的桥墩设计与桥台设计进行了分析,希望能够对公路桥梁建设工作起到一定的帮助。
关键词:公路桥梁;墩台;荷载引言随着我国交通事业的不断发展,公路桥梁的建设规模在近几年呈现出了不断扩大的趋势,而桥梁墩台设计作为整个桥梁设计中的重要部分,自然也得到了高度重视。
然而由于桥梁墩台设计需要考虑的因素较多,设计、施工方法也比较复杂,当前,很多公路桥梁建设工程中,桥梁墩台部分的设计仍然会出现各种各样的问题,因此,对于公路桥梁墩台设计的研究是非常具有现实意义的。
1.墩台选型墩台类型的选定会受到地形、地质、水文、线路、上部结构、施工条件和经济等多种因素的影响,因此,对于墩台类型的设计不仅需要熟悉各种墩台造型的特点,还需在实地考察与勘测工作中将诸多条件的具体参数确定下来,并结合各种墩台造型的特点来进行选择。
例如框架式墩台具有着主梁跨径较短、高度较低、桥梁跨越能力强、造型美观多样等特点,比较适合市区内的公路桥梁;而重力式墩台则具有着刚度大、稳定性好、防撞能力强等特点,比较适合地基良好的大中型桥梁,或是所在河流覆冰、漂浮物较多的桥梁。
2.墩台构造2.1顶帽构造台顶帽通常以矩形或圆端形为主,在对其构造进行设计时,需要先对墩台身尺寸、施工要求、架设要求、养护要求、电气化设施尺寸等情况进行了解,在对各种要求与条件进行综合考虑后,才能够确定墩台顶帽的具体尺寸。
之后,则要对桥梁及墩台施工误差、温度变形等因素进行全面考虑,并在简支梁梁端流出一定的空隙,这样在出现温度变形、施工误差等情况时,简支梁的梁端就不会因碰撞、挤压而出现问题。
空隙的距离需要根据实际情况而定,例如,钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁在跨度超过16m时,缝隙距离应在60mm左右;而当跨度大于20m时,缝隙距离则需要在100mm左右,而对钢梁的缝隙距离则通常在100mm以上。
桥梁桥墩的类型与设计要点作为建筑工程行业的教授和专家,我多年来从事建筑和装修工作,积累了丰富的经验。
在这个专业性的文章中,我将分享关于桥梁桥墩的类型与设计要点方面的知识。
桥梁桥墩是桥梁结构中承受桥面和桥墩周围地基水平和垂直力的重要组成部分。
其设计应当准确、安全,同时考虑到结构的稳定性和美观性。
首先,我们来讨论桥梁桥墩的类型。
根据桥梁跨度和桥墩的布置方式,桥梁桥墩可以分为以下几种类型:1. 独立式桥墩:独立式桥墩是一种单独的桥墩结构,用于支撑桥面横梁。
这种类型的桥墩适用于较小跨度的桥梁,其结构简单、稳定性较高。
2. 壁式桥墩:壁式桥墩是一种基于抵抗倾覆和滑移力原理设计的墩身形式,其为垂直或倾斜的墩身与桥面连结构造。
这种类型桥墩适用于跨度较大和地形复杂的情况下,能够提供更好的稳定性。
3. 组合式桥墩:组合式桥墩是独立式桥墩与壁式桥墩结合的一种设计方式。
它可以在较小跨度的桥梁上提供更好的稳定性,同时减少材料的使用。
了解了桥梁桥墩的类型后,接下来我们谈谈设计要点。
在桥梁桥墩的设计过程中,以下几点需要特别考虑:1. 载荷计算:根据桥梁的设计跨度、预计通行车辆类型和荷载要求,进行准确的载荷计算。
这些计算需符合国家标准,并考虑到材料的强度和结构的稳定性,以确保桥墩的安全性。
2. 桥墩形态选择:根据桥梁所处的环境条件,如河流、湖泊、山谷等,选择合适的桥墩形态。
同时,也需要考虑桥墩的美观性与周边环境的协调性,以提高桥梁的整体形象。
3. 抗倾覆与抗滑移设计:根据桥墩所受到的外力和地基条件,进行抗倾覆与抗滑移的设计。
这涉及到基础工程设计和桥墩结构设计,以确保桥墩能够承受各种外力并保持稳定。
4. 考虑自然灾害因素:在桥梁桥墩设计过程中,需要考虑自然灾害因素,如地震、洪水等。
通过合理的结构设计和材料选择,提高桥墩的抗灾能力,保障桥梁的持久性和安全性。
以上是关于桥梁桥墩类型与设计要点的一些基本知识。
在实际工程中,需要根据具体情况综合考虑各种因素,并遵循国家的相关规范与标准进行设计与施工。
在桥梁设计的过程中,下部结构的考虑是否得当,对工程造价、工程质量及后期使用影响较大,介绍了几种常见的桥梁下部结构形式,分析了不同结构形式的受力的特点,对桥梁墩、台的形式选择及结构设计中的一些问题进行了初步探讨。
关键词:桥梁下部结构;结构选型;设计与计算1 桥台结构型式选用1.1轻型桥台轻型桥台的特点是,台身体积较小,台身为直立的薄壁墙,台身两侧设有翼墙(用于挡土),可以将侧墙做成斜坡。
在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁,上部结构与桥台通过锚栓连接,构成四铰框架结构系统,并借助两端台后的土压力来保持稳定。
1.2钢筋混凝土薄壁桥台薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式、及箱式等。
这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。
挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.3埋置式桥台埋置式桥台常用形式为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
是将台身埋在锥形护坡中,这样桥台所受的土压力大为减小,桥台的体积也就得到相应减小。
但是由于台前护坡是用片石(或混凝土)作表面防护的一种永久性设施,存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能,故设计时必须进行强度和稳定性验算。
2 桥墩结构型式选用2.1柱式桥墩带盖梁单排桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽,当采用群桩基础时,需在桩顶设置承台,使各桩共同受力,并通过它使柱与桩相连(一般适用于简支梁桥或先简支后连续的连续梁桥)。
2.2重力式实体桥墩靠自身恒载(包括桥垮结构恒载)来平衡外力(偏心力矩)和保证桥墩的稳定(抗倾覆稳定和抗滑稳定)。
因此污工体积较大,阻水面积增大,抗冲击力较差,不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
对地基承载力的要求高。
墩身多做成实体式的,不配钢筋,多用块石或片石混凝土砌筑。
2.3钢筋混凝土薄壁墩钢筋混凝土薄壁墩又可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。
前者墩身重量较轻,可节约污工材料,适用于地质条件较差时的简支梁桥上;后者适用于墩梁固结的连续刚构桥上(多用于互通式立交的跨线桥上)。
在桥梁设计的过程中,下部结构的考虑是否得当,对工程造价、工程质量及后期使用影响较大,介绍了几种常见的桥梁下部结构形式,分析了不同结构形式的受力的特点,对桥梁墩、台的形式选择及结构设计中的一些问题进行了初步探讨。
关键词:桥梁下部结构;结构选型;设计与计算1 桥台结构型式选用1.1轻型桥台轻型桥台的特点是,台身体积较小,台身为直立的薄壁墙,台身两侧设有翼墙(用于挡土),可以将侧墙做成斜坡。
在两桥台下部设置钢筋混凝土支撑梁,上部结构与桥台通过锚栓连接,构成四铰框架结构系统,并借助两端台后的土压力来保持稳定。
1.2钢筋混凝土薄壁桥台薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式、及箱式等。
这种桥台是由带扶壁的前墙和侧墙以及水平底板构成。
挡土墙由前墙和间距为2.5~3.5m的扶壁组成。
1.3埋置式桥台埋置式桥台常用形式为肋板式桥台、桩柱式桥台和框架式桥台。
是将台身埋在锥形护坡中,这样桥台所受的土压力大为减小,桥台的体积也就得到相应减小。
但是由于台前护坡是用片石(或混凝土)作表面防护的一种永久性设施,存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能,故设计时必须进行强度和稳定性验算。
2 桥墩结构型式选用2.1柱式桥墩带盖梁单排桩柱式桥墩是用能承受弯矩的盖梁来代替实体式桥墩上的墩帽,当采用群桩基础时,需在桩顶设置承台,使各桩共同受力,并通过它使柱与桩相连(一般适用于简支梁桥或先简支后连续的连续梁桥)。
2.2重力式实体桥墩靠自身恒载(包括桥垮结构恒载)来平衡外力(偏心力矩)和保证桥墩的稳定(抗倾覆稳定和抗滑稳定)。
因此污工体积较大,阻水面积增大,抗冲击力较差,不宜用在流速大并挟有大量泥沙的河流。
对地基承载力的要求高。
墩身多做成实体式的,不配钢筋,多用块石或片石混凝土砌筑。
2.3钢筋混凝土薄壁墩钢筋混凝土薄壁墩又可分为单肢薄壁墩和双肢薄壁墩两种形式。
前者墩身重量较轻,可节约污工材料,适用于地质条件较差时的简支梁桥上;后者适用于墩梁固结的连续刚构桥上(多用于互通式立交的跨线桥上)。
桥梁工程桥梁墩台结构选型在桥梁设计中,可供选择的桥梁墩台形式有多种,墩台形式的选择将影响到工程造价、工程质量及后期养护使用,根据目前的设计实践情况,可供选择的桥墩形式,按照构造主要有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架桥墩等。
如何做好桥梁墩台结构选型?桥墩选型1.实体桥墩实体重力式桥墩:实体重力式桥墩是一种主要靠自身重力平衡外力的实体圬工墩,桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。
此种桥墩自身刚度大,抗撞能力强,但同时存在受水流冲击阻力较大的缺陷,对地基的要求也较高,因此这种桥墩形式比较适合修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。
实体轻型桥墩:实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、浆砌石块、钢筋混凝土等,这种结构有效减少了圬工体积,减少了工程量,但它的抗冲击能力比较差,受到船只、浮冰或其他漂浮物撞击时,处于十分不利的状态,容易发生结构性、整体性破坏,一般用于中小跨径桥梁上,实体轻型桥墩多采用圆端,以减小水流冲击力度。
2.柱式桥墩柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。
它具有线条简洁、明快、美观、等特点,既节省了材料又方便施工,特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。
柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式,它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。
3.空心桥墩部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式,他的外形与普通实体桥墩相仿,有较大的圬工体积,少量的钢筋等。
由于镂空结构的存在,使混凝土等圬工工程量大大减少,结构趋于合理,提高了经济效益。
薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同,但所采用的材料多为强度较高的钢筋混凝土,以达到“薄壁”效果。
4.框架式桥墩框架式桥墩用平面框架(必要时可做成双层或多层的框架)代替墩身,支撑上部结构,一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。
框架式桥墩也可以做成V 型、Y型、X型等,这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感,一改桥墩的笨拙形象;同时这些形式提高了桥梁的跨越能力,缩短了主梁跨径,降低主梁高度,是大跨度桥梁常用的桥墩结构形式。
浅谈桥梁墩台的结构选型
[摘要]在桥梁设计中,可供选择的桥梁墩台形式有多种,墩台形式的选择将影响到工程造价、工程质量及后期养护使用,下面我将结合近几年一些施工设计项目有关资料,对桥梁墩、台的形式选择及注意事项进行初步探讨。
【关键词】桥墩;桥台;结构选型
一、桥墩选型
根据目前的设计实践情况,可供选择的桥墩形式,按照构造主要有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架桥墩等,下面将从桥墩形式、结构特点、适用情况等方面进行概括性探讨。
1.实体桥墩。
实体重力式桥墩:实体重力式桥墩是一种主要靠自身重力平衡外力的实体圬工墩,桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。
此种桥墩自身刚度大,抗撞能力强,但同时存在受水流冲击阻力较大的缺陷,对地基的要求也较高,因此这种桥墩形式比较适合修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。
实体轻型桥墩:实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、浆砌石块、钢筋混凝土等,这种结构有效减少了圬工体积,减少了工程量,但它的抗冲击能力比较差,受到船只、浮冰或其他漂浮物撞击时,处于十分不利的状态,容易发生结构性、整体性破坏,一般用于中小跨径桥梁上,实体轻型桥墩多采用圆端,以减小水流冲击力度。
2.柱式桥墩。
柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。
它具有线条简洁、明快、美观、等特点,既节省了材料又方便施工,特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。
柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式,它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。
3.空心桥墩。
部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式,他的外形与普通实体桥墩相仿,有较大的圬工体积,少量的钢筋等。
由于镂空结构的存在,使混凝土等圬工工程量大大减少,结构趋于合理,提高了经济效益。
薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同,但所采用的材料多为强度较高的钢筋混凝土,以达到“薄壁”效果。
4.框架式桥墩。
框架式桥墩用平面框架(必要时可做成双层或多层的框架)代替墩身,支撑上部结构,一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。
框架式桥墩也可以做成V型、Y型、X型等,这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感,一改桥墩的笨拙形象;同时这些形式提高了桥梁的跨越能力,缩短了主梁
跨径,降低主梁高度,是大跨度桥梁常用的桥墩结构形式。
5.桩式桥墩。
桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身,在桩顶浇筑盖梁。
在墩位上的横向可以是一根或多根桩,设置一排桩时叫排桩墩。
这种墩型有很多优点,如节约材料、施工简便、外形简洁,特别适合在平原地区建桥时使用;但是它存在跨度上的局限性(一般小于13m),由于墩身较柔,抗撞能力差,不宜在有漂流物和流速过大的河流中采用。
二、桥台选型
桥台位于桥梁两端,是使道路与桥梁连结为整体的结构物,起桥梁支座与河岸护坡的作用,常采用的形式主要有:重力式、轻型、框架式、组合式、承拉式等。
1.重力式桥台。
重力式桥台主要靠自重来平衡台后的土压力,桥台台身建筑材料多为石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料。
依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件不同,重力式桥台常采用的类型有U型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台等,在铁路上还有T型桥台、十字形桥台等其他形式。
在U型桥台中台身的作用是抵抗桥跨结构与台后土体的作用力,其翼墙在一定条件下可与前墙共同承担土压力,并形成护坡。
八字型和一字型桥台的台身两侧为独立的翼墙,一般要在台身与翼墙之间设置变形逢。
这两种形式的桥台要求有稳定的岩土地基,相对较低的桥台,低压缩性河床,中小跨桥多用于跨越人工河道,也可用于立交桥。
翼墙外露时还可以起到引导河流的作用。
埋置式桥台的台身埋置无翼墙,台帽两端的耳墙直接与路堤相连。
它适用于填土高度在10m 以下,桥头为浅滩且冲刷较小的中等跨径的多跨桥。
如果地质条件允许,可挖空台身,以减轻自重,节省材料。
2.轻型桥台。
钢筋混凝土结构充分发挥了钢筋与混凝土各自的长处,其结构在抵抗弯矩方面有很大优势,其特点是结构自重轻,施工方便。
轻型桥台又分为薄壁轻型桥台与支撑梁轻型桥台。
薄壁轻型桥台常常采用悬臂式、扶壁式、撑墙式、箱式等。
悬臂式桥台钢筋与混凝土的用量相对其他形式一般要高,撑墙式与箱型桥台模板用量相对较高。
支撑梁轻型桥台在条件允许的情况下,对于单跨或小跨径的桥,可在轻型桥台之间或台墩之间设置支撑梁,构成支撑梁型轻型桥台,增大轻型桥台的承载能力。
3.组合桥台。
为充分发挥不同部分的作用,将桥跨作用力与台后土体的作用力分由不同的构件承担,从这种思路出发形成了组合桥台。
其优点是受力明确,节省材料。
缺点是构造复杂,施工不方便。
4.承拉桥台。
在桥台中,根据受力的需要,要求桥台有抵抗压力和拉力的能力,在设计中必须满足受力要求,此种桥台主要在斜弯桥中使用,用来承受由于荷载的偏心作用而使支座受到的拉力。
三、注意事项
桥梁墩台所处环境多样而且多变,受力情况不易定性定量的分析,应尽量保证其强度、刚度和稳定性有足够的富余度,而且有足够的适应变形或抵抗变形的能力,以避免墩台由于过大的水平位移、竖向沉降及转角而导致破坏。
当地基为软土地基时,对桥墩、桥台形式的选取应引起特别注意。
所选的桥墩结构形式,必须具备足够的抗水平荷载能力。
柱式桥墩在深软土地质条件下不宜采用,因为它水平抗推刚度较小,在水平力作用下会因变形较大而失去承载能力。
桥台的选取应尽量离陡边坡的河岸远些,这样可以避免出现台前凌空面。
而且长桥台相对于短桥台而言,台前土体压力大些,对台后填土护道起有利作用,也有利于缓解桥头跳车的程度。
在这种情况下,长桥台经济效益较好,结构安全性高,行车舒适性优。
四、结束语
在桥梁总体设计中,应坚持安全性、适用性、耐久性三大原则不动摇,同时兼顾经济、美观要求。
桥梁的下部结构,桥墩、桥台等的形式选取与整桥设计相统一,也要满足安全、适用、耐久、经济、美观等要求。
另外,桥梁墩台结构形式的选取与现场的使用环境息息相关,同时,桥梁墩台还会经常性的受到各种动力荷载的作用,这对保证桥梁结构安全耐久提出更高的要求。
所有这些都要求设计者具备深厚的理论功底与丰富的实践经验,同时又要有相当的洞察力与创新精神,保证桥墩、桥台的设计质量及使用效果,使其选择与布设能够更加经济合理。
参考文献
[1]钟汉华,余丹丹.道路与桥梁工程施工技术[M].中国水利水电出版社,2011,01
[2]北京市政建设集团有限责任公司.桥梁工程施工工艺规程[M].中国建筑工业出版社,2009.12
[3]张彬.桥梁工程施工速学手册(第2版)[M].中国电力出版社,2010.09。