第七章-桥梁支座墩台与基础(课件.pptx
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1、2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章1第一节第一节 桥梁支座桥梁支座一、支座的作用和要求一、支座的作用和要求 q支座支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间的结构物q作用与要求作用与要求把上部结构的各种荷载传递到墩台上,并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位,使上、下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式q按变位分类按变位分类固定支座与活动支座(多向、单向)q按材料分类按材料分类简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座等 q按功能分类按功能分类常规支座、特殊支座(减震支座、拉力支座等)2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章2桥梁支座的布置方式桥梁支座的布置方
2、式q简支梁桥简支梁桥一端固定,另一端活动(公、铁)一端固定,另一端活动(公、铁)q连续梁桥连续梁桥每联只设一个固定支座,其余为活动每联只设一个固定支座,其余为活动q曲线连续梁桥曲线连续梁桥支座布置会直接影响曲梁的内力分布支座布置会直接影响曲梁的内力分布q坡道上的桥梁坡道上的桥梁固定支座应设在较低一端固定支座应设在较低一端简支梁简支梁连续梁连续梁曲线梁曲线梁2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章3q简易支座简易支座指在梁底和墩台顶面之间设置垫层(油毛毡、石棉板或铅板等)来支承上部结构。仅适于跨度10m以下的公路桥和4m以下的铁路板桥 q钢支座钢支座靠钢部件的滚动、摇动和滑动来完成支座的位
3、移和转动的铸钢支座铸钢支座 平板支座弧形支座摇轴支座辊轴支座 特种钢支座特种钢支座 二、支座类型和构造二、支座类型和构造2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章4弧弧形形钢钢板板支支座座构构造造2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章5球形支座图片球形支座图片1 上支座板;2 下支座板;3 球冠钢衬板;4 球面聚四氟乙烯板;5 平面聚四氟乙烯板;6 不锈钢板 2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章6二、支座类型和构造(续)二、支座类型和构造(续)q钢筋混凝土支座钢筋混凝土支座(较少采用)摆柱式支座 混凝土铰 q橡胶支座橡胶支座(构造简单、加工方便、省钢材、造价低、结构高度小
4、、安装方便)板式橡胶支座板式橡胶支座(纯橡胶、加劲橡胶)盆式橡胶支座盆式橡胶支座2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章7盆式橡胶支座盆式橡胶支座q特点特点将素橡胶板置于圆形钢盆内来加强橡胶。橡胶在受压后的变形由于受到钢盆的约束,处于三向受压状态,只要钢盆不破坏,橡胶就永远不会丧失承载力。q应用广泛应用广泛铁路桥常用的TPZ系列和公路桥常用的GPZ系列 2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章8盆式橡胶支座图片盆式橡胶支座图片GPZ系列TPZ系列2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章9三、支座的受力与变位分析三、支座的受力与变位分析 q受力受力竖向力自重和活载反力(负反力问
5、题)竖向力自重和活载反力(负反力问题)水平力纵向水平力、横向水平力(尤其对斜、弯桥水平力纵向水平力、横向水平力(尤其对斜、弯桥)q变位变位纵向和横向水平位移纵向和横向水平位移梁端转角梁端转角q反力和变位的组合反力和变位的组合q验算验算强度(拉、压应力,抗剪)强度(拉、压应力,抗剪)稳定(脱空,倾覆,滑移)稳定(脱空,倾覆,滑移)2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章10板式橡胶支座的设计与计算板式橡胶支座的设计与计算q确定平面尺寸a、bq确定厚度hq计算支座转角、验算支座不脱空条件q验算支座的抗滑性能无活载作用有活载作用2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章11第二节第二节 桥
6、墩和桥台桥墩和桥台一、墩台的作用与要求一、墩台的作用与要求q主要作用主要作用是承受上部结构传来的荷载,并将它及本身自重传给地基。q桥墩桥墩支承着相邻的两孔桥跨,居于桥梁的中间部位。除承受上部结构的作用力外,还受到风力、流水压力及可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力q桥台桥台居于全桥的两端,前端支承着桥跨,后端与路基衔接,起着支挡台后路基填土并把桥跨与路基连接起来的作用。还需承受台背填土及填土上车辆荷载产生的附加侧压力。q结构型式结构型式多种多样,发展方向是注意上、下部结构协调一致,结构轻型、薄壁、注意造型等 2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章12二、桥墩的类型与构造二、桥墩的类型
7、与构造q常见型式常见型式重力式墩、空心式墩、柔性墩、桩(柱)式墩、薄壁墩等。q重力式桥墩重力式桥墩(实体式桥墩)(实体式桥墩)特点特点:靠自身的重量来平衡外力而保持其稳定,圬工量大 组成组成:墩帽,墩身,(基础)截面截面:矩形墩、圆端形墩、圆形墩等材料材料:天然石材,片石混凝土或混凝土块应用应用:在中、小跨桥梁,尤其是铁路桥梁中常被采用2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章13墩帽构造墩帽构造挑挑臂臂式式墩墩帽帽 圆圆形形墩墩墩墩帽帽 2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章14二、桥墩的类型与构造(续)二、桥墩的类型与构造(续)q空心式桥墩空心式桥墩实体墩向轻型化发展的一种较好
8、的结构型式,尤其适用于高桥墩。材料材料混凝土空心墩(50m)和钢筋混凝土空心墩截面截面圆形,圆端形,长方形等数种特点特点充分利用材料强度,可节省材料,减轻桥墩自重,进而也能减少基础工程量。施工速度快(钢滑动模板施工),质量好,节省模板支架2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章15铁铁路路圆圆形形空空心心墩墩构构造造清清水水河河桥桥空空心心高高墩墩(连连续续刚刚构构)2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章16二、桥墩的类型与构造(续)二、桥墩的类型与构造(续)q柔性墩柔性墩是桥墩轻型化的途径之一,它是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台,中墩均为柔性墩。同时,在全桥除在一个中墩上设置
9、活动支座外,其余墩台均采用固定支座2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章17二、桥墩的类型与构造(续)二、桥墩的类型与构造(续)q桩(柱)式墩桩(柱)式墩排架桩墩排架桩墩:将钻孔桩基础向上延伸做为桥墩的墩身,在桩顶浇注盖梁。柱式墩柱式墩:目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式,特别是在桥宽较大的城市桥和立交桥中,采用这种桥墩既能减轻墩身重量,节约圬工材料,又较美观。2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章18二、桥墩的类型与构造(续)二、桥墩的类型与构造(续)q薄壁墩薄壁墩 钢筋混凝土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
10、刚构桥双薄壁墩连续刚构桥双薄壁墩: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,增加桥梁美观,省去支座,方便施工。2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章19二、桥墩的类型与构造(续)二、桥墩的类型与构造(续)虎门大桥辅航道桥双薄壁墩虎门大桥辅航道桥双薄壁墩2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章20各种轻型桥墩各种轻型桥墩2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章21桥墩图片桥墩图片Y形桥墩形桥墩薄壁桥墩薄壁桥墩梁柱式桥墩梁柱式桥墩2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章22桥墩图片(续)桥墩图片(续)刚构桥桥墩刚构桥桥墩菱柱体桥墩菱
11、柱体桥墩2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章23桥墩图片(续)桥墩图片(续)异形桥墩异形桥墩悬臂桥墩悬臂桥墩圆柱桥墩圆柱桥墩2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章24三、空心高墩的施工三、空心高墩的施工q方方法法滑滑升升模模板板、翻翻升升模模板板、爬爬升升模模板板等等。这这些些施施工工方方法法的的共共同同特特点点是是:模模板板依依附附于于已已浇浇筑筑完完成成的的墩墩壁壁上上,并并随随着着墩墩身身的的逐逐步步加加高而向上升高。高而向上升高。1.顶架;2.辐射梁;3.内围圈;4.外围圈;5.内模板;6.外模板;7.调径螺丝杆;8.调模螺丝杆;9.行程套管;10.顶杆;11.吊篮;
12、12.栏杆;13.液压千斤顶。滑模施工:20世纪70年代初期开始应用,工艺要求高,不能解决变坡问题,现很少采用2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章25三、空心高墩的施工(续)三、空心高墩的施工(续)翻模施工,从90年代开始研制应用,结构简单,应用广泛爬模施工,从80年代开始研制应用,需要塔吊和液压系统,应用不多2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章26四、桥台的类型与构造四、桥台的类型与构造q重力式桥台重力式桥台(实体式桥台)主要靠自重来平衡台后的土压力。桥台台身多用石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造 常用类型有矩形桥台、U形桥台、T形桥台、埋式桥台等。矩形U形埋式耳墙式
13、2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章27T T形桥台一般构造形桥台一般构造1.台帽;2.道碴槽;3.后墙;4.基础;5.锥体;6.路堤;7.前墙;8.胸墙;9.托盘。2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章28带翼墙的桥台带翼墙的桥台q按结构形式,桥台还可分为带翼墙和不带翼墙两大类。翼墙位于桥台两侧,多采用八字形和一字形,翼墙的作用是:挡住桥台两侧的路基填土,保证桥头路基稳定,并引导水流顺畅地进入桥孔。带翼墙的桥台主要用于公路桥梁。2024年4月20日李亚东桥梁工程概论 第七章29四、桥台的类型与构造(续)四、桥台的类型与构造(续)q轻型桥台轻型桥台利用结构本身的抗弯能力来减少
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