桥梁墩台

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。对此，在中等以上流冰河道（冰 厚大于0.5 m，流水速度1 m/s左右）及有大量漂流物的河道，应在迎水 方向设置破冰棱体 航运繁忙的河道，船只往往因突发原因引起航行失控，或是因能 见度低造成船舶与桥墩相撞。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
轻型桥台 类 型 框式桥台 组合式桥台 承拉式桥台
（一）重力式桥台
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 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
高墩
验算截面的内力计算
N、H 按照各种组合，分别计算各验算截面的竖向力、水平力和弯矩，
M
得到并按下式计算各种组合的竖向力设计值及相应偏心矩:
N j so sl N
e0
强度验算
M N
N j ARaj / m
1 (

(ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
eo m ) y
eo 2 ) rw
其他可变荷载不同时组合表 表 2-7-2 编号 荷 载 名 称 不与该荷载同时参与组合的荷载号 14 风 力 15 汽 车 制 动 力 16,17,19 16 流 水 压 力 15,17 17 冰 压 力 15,16 18 温 度 影 响 力 19 支 座 摩 阻 力 15 注：荷载号与公路桥梁设计规范中编号一致。
在所有荷载中，车辆荷载的变动对荷载组合起着支配作用。
验算墩身强度 在用在墩身截面的合力偏心矩 桥墩的稳定性 桥墩 因此，需根据不同的验算内容选择各种可能的最不利荷载组合。
图2-7-13 产生最大竖向荷载时的外力组合
图2-7-14 桥梁横向布载情况
１）桥墩在顺桥向承受最大竖向荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所 列的组合、组合的内容组合。 ２）桥墩在顺桥向承受最大水平荷载的组合。可按公路桥梁设计规范中所 列的组合、组合IV的荷载内容组合。
３）桥墩承受最大横桥方向的偏载、最大竖向荷载。可按公路桥梁设计规 范中的组合I、II、III、IV荷载内容组合。
４）桥墩在施工阶段的受力验算。按组合V 进行验算。
５）需要进行地震力验算的桥墩，还要按组合VI进行验算。 各种不同的荷载组合，均应满足公路桥涵设计规范中所规定的强度安 全系数、容许偏心距和稳定系数。
6、船只或漂流的幢击力
船只或漂流物的撞击力，虽是桥梁墩台的偶然荷载，但是对桥墩结构 的危害性很大，对于通航河道或有漂流物的河流中的墩台，设计时应考虑 船只或漂流物的撞击力。 漂流物的撞击力，在无实际资料时可按下式估算
P WV (kN ) gT
7、地震力
在地震区建造的桥梁，地震力是一项十分重要和危害性大的偶然 荷载，在墩台设计计算时要进行抗震验算和必要的防护构造措施设计。 （二）荷载组合 桥梁墩台计算时，预先很难确定那一种荷载组合最不利。通常需 要对各种可能的荷载进行组合计算，满足各种不同的要求。在墩台的 计算中，尚需考虑按顺桥向(与行车的方向平行)和横桥向分别进行， 故在荷载组合时也需按纵向及横向分别计算。
截面偏心距验算
桥墩承受偏心受压荷载时，各验算截面在各种组合的偏心距应小于<<公 路砖石及混凝土桥涵设计规范>>表3.0.2-1的容许值。如果超过时，可按下 式确定截面尺寸 j ARw 1 Nj Ae ( o 1) m W
2、结构构造与
薄壁轻型桥台 （二）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
（四）组合式桥台
第二节 桥梁墩台的计算
一、作用在桥梁墩台上的荷载及组合 永久荷载： 恒载、土重和侧向土压力、预应力（组合式桥墩）、混凝 土收缩及徐变的影响力、水的浮力； 荷 载 基本可变荷载： 汽车荷载、汽车冲击力、离心力、汽车荷载引起的 侧向土压力、人群荷载、挂车或履带车荷载及其引 起的土侧压力； 其它可变荷载： 其它可变荷载有风力、汽车制动力、流水压力、冰压 力、支座摩阻力；在超静定结构中尚需考虑温度变化 的影响力； 偶然荷载：船只或漂流物撞击力，施工荷载和地震力；
作用在桥墩上的流水压力，可按公路桥涵设计规范的有关规定计算。 流水压力的合力作用点，假定在设计水位以下1/3水深处，即假定河底的 流速为零，作用力的分布呈倒三角形。
严寒地区位于有冰棱河流或水库中的桥梁墩台，应根据当地冰棱的具 体情况及墩台形状计算冰压力。冰压力有竖向和水平向作用力，主要是水 平向作用力。竖向力是由冰层水位升降而对桥梁墩台产生的作用；水平向 作用力包括因风和水流作用于大面积冰层而产生的静压力、冰堆整体推移 产生的静压力、、河流流冰产生的动压力等。
Rd 结构抗力效应函数；
m 材料或砌体的安全系数，按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规范 >>表 3.0.1-2 采用；
a k 结构的几何尺寸； Rj
材料或砌体的极限强度，按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规 范>>第 2.0.5 条采用。
墩台身的基础顶面 验算截面 墩台身截面突变处 墩台帽及墩台帽交界处墩身截面
S d ( so sl Q) Rd (
Rj
m
, ak )
S d 荷载效应函数； Q 荷载在结构上产生的效应；
so 结构的重要性系数，按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规范 >>第 3.0.1 条采用； sl 荷载安全系数，按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规范 >>采用；

荷载组合系数，按 <<公路砖石及混凝土桥涵设计规范 >>表 3.0.1-1 采用；
二、 桥梁墩台的计算与验算
强度 重力式墩台 偏心矩 稳定 轻型桥墩、柱式桥墩：钢筋混凝土结构 （一）、重力式墩台 1、截面强度验算 重力式墩台主要采用圬工材料建造，一般为偏心受压构件，截面 强度的设计验算采用分项安全系数的极限状态法。在不利荷载组合作用 下，验算墩台各控制截面荷载效应的设计值（内力）应小于或等于结构 抗力效应的设计值，以方程表示为 圬工结构
水对水下墩台或土的固体颗粒的浮力作用，可用墩台圬工的浮容重或土的 浮容重来反映。圬工的浮容重等于圬工容重减去水的容重，土的浮容重可 以根据土质资料得到不同的物理指标，如天然容重、天然含水量、比重或 饱和容重等计算。 主动土压力 被动土压力 2、侧向土压力 静止土压力 桥台土压力计算时，采用哪种土压力，应根据桥台位移及压力传播方 式而定。梁式桥台承受的水平压力主要是台后滑动土体（及滑动土体上的 荷载）所产生的侧压力，它使桥台发生向河心的移动。因此，梁桥桥台 的侧土压力，一般按主动土压力计算。当桥台刚度很大，不可能产生微量 移动，滑动土体不可能形成时，可按静止土压力计算。
桥梁墩台
第一节、桥梁墩台类型与构造 一、概述 墩台帽 组 成 墩台身 基础
竖向力
承 受 荷 载
上部结构 水平力 弯矩
地震力
风力 流水压力等
二、桥墩的类型与构造
实体墩 空心墩 构 造 柱式墩 框架墩等
受 力
刚性墩
柔性墩
按 截 面 形 式 分
矩形 圆形 园端形 尖端形
1、实体墩 实体桥墩由一个实体结构组成，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。 实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构 重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。此种桥墩自身刚度大， 具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建 在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。 实体轻型桥墩可用混凝土、浆砌块石或钢筋混凝土材料做成，此结 构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 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。
桥台 桥台的荷载组合方法和桥墩相似，也须针对验算项目及验算截面的位置 按公路桥涵设计规范进行可能的荷载组合。由于活载可以布置在桥跨结构上， 也可布置在台后，在确定荷载最不利组合时，下列几种加载情况可作参考
1）在桥跨结构上布置车辆荷载，温度下降，制动力（向桥孔方向），并考 虑台后土侧压力(考虑最大弯矩组合)； 2）在台后破坏棱体上布置车辆荷载，温度下降，并考虑台后土侧压力(考虑 最大水平力与最大反向弯矩组合)； 3）在桥跨结构上和台后破坏棱体上都布置车辆荷载（当桥台尺寸较大时， 还要考虑在桥跨结构上、台后破坏棱体上和桥台上同时都布置活载的情 况），温度下降，制动力（向桥孔方向），并考虑台后土侧压力(考虑最 大竖向力组合)。
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。
3、桩（柱）式桥墩和柔性墩 柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它具有线条简 捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便的特点，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。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖 梁组成，对于上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。
4、汽车荷载的制动力