一建《公路工程》老師講義：1B413013橋梁下部結(jié)構(gòu)分類和受力特點
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★★★★★橋梁下部結(jié)構(gòu)分類和受力特點
1B413013橋梁下部結(jié)構(gòu)分類和受力特點
一、橋梁下部結(jié)構(gòu)分類
公路橋梁下部結(jié)構(gòu)可分為重力式橋墩、重力式橋臺、輕型橋墩、輕型橋臺。
(一)重力式墩、臺
重力式橋墩與重力式橋臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定，因此，墩、臺身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用。主要缺點是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。
拱橋重力式橋墩分為普通墩與制動墩，制動墩要能承受單向較大的水平推力，防止出現(xiàn)一側(cè)的拱橋傾坍，因而尺寸較厚實;與梁橋重力式橋墩相比較，具有拱座等構(gòu)造設(shè)施。
梁橋和拱橋上常用的重力式橋臺為U型橋臺，它適用于填土高度在8～lOm以下或跨度稍大的橋梁。缺點是橋臺體積和自重較大，也增加了對地基的要求。
(二)輕型墩、臺
1.梁橋輕型橋墩、臺
(1)梁橋輕型橋墩
●鋼筋混凝土薄壁橋墩：施工簡便，外形美觀，過水性良好，適用于低級土軟弱的地區(qū)。需耗費用于立模的木料和一定數(shù)量的鋼筋。
●柱式橋墩：外形美觀，圬工體積少，而且重量較輕。
●鉆孔樁柱式橋墩：適合于多種場合和各種地質(zhì)條件。通過增大樁徑、樁長或用多排樁加建承臺等措施，也能適用于更復(fù)雜的軟弱地質(zhì)條件以及較大的跨徑和較高的橋墩。
●柔性排架樁墩：優(yōu)點是用料省、修建簡便、施工速度快。主要缺點是用鋼量大，使用高度和承載能力受到一定限制。因此它只適合于在低淺寬灘河流、通航要求低和流速不大的水網(wǎng)地區(qū)河流上修建小跨徑橋梁時采用。
(2)拱橋輕型橋臺
其工作原理是，當(dāng)橋臺受到拱的推力后，便發(fā)生繞基底形心軸而向路堤方向的轉(zhuǎn)動，此時臺后的土便產(chǎn)生抗力來平衡拱的推力，從而使橋臺的尺寸較小。
二、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點與受力特點
(一)橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點
1.重力式橋墩：梁橋重力式橋墩由墩帽、墩身、基礎(chǔ)等組成，墩帽要滿足支座布置和局部承壓的需要;與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋重力式橋墩具有拱座等構(gòu)造設(shè)施，且制動墩要比普通墩尺寸更厚實，能承受單向較大的水平推力，防止傾坍。
2.重力式橋臺(U型橋臺)：由臺帽、背墻、臺身(前墻、側(cè)墻)、基礎(chǔ)、錐坡等幾部分組成。背墻、前墻與側(cè)墻結(jié)合成一體，兼有擋土墻和支撐墻的作用。
3.梁橋輕型橋墩
(1)鋼筋混凝土薄壁橋墩：圬工體積小、結(jié)構(gòu)輕巧，比重力式橋墩可節(jié)約圬工量70%左右。
(2)柱式橋墩：由分離的2根或多根立柱(或樁柱)組成，是公路橋梁中采用較多的橋墩形式之一。
(3)柔性排架樁墩：由單排或雙排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。
4.梁橋輕型橋臺
5.拱橋輕型橋墩
6.拱橋輕型橋臺
(二)橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力特點
橋墩為多跨橋梁中的中間支承結(jié)構(gòu)物，除承受上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩外，還承受風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力。
橋臺設(shè)置在橋梁兩端，除了支承橋跨結(jié)構(gòu)外，又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)筑物;它既要能擋土護岸，又能承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。
橋梁墩臺不僅自身應(yīng)有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，而且對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎(chǔ)之間的摩阻力等也都提出一定的要求，避免在上述荷載作用下產(chǎn)生危害橋梁整體結(jié)構(gòu)的水平、豎向位移和轉(zhuǎn)角位移。
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