本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
審核
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- 中文名
- 橋墩
- 外文名
- bridge pier
- 讀 音
- qiáodūn
- 分 類
- 實體墩、柱式墩等
- 材 料
- 混凝土等
橋墩簡介
編輯多跨橋的中間支承結(jié)構(gòu)稱為橋墩。橋墩分為實體墩、柱式墩、和排架墩等。按平面形狀可分為矩形墩、尖端形墩、圓形墩等。建筑橋墩的材料可用木料、石料、混凝土、鋼筋混凝土、鋼材等。
橋墩組成
編輯橋墩主要由頂帽、墩身組成。橋臺主要由頂帽、臺身組成。頂帽的作用是把橋跨支座傳來的較大而集中的力,分散而勻稱地傳給墩身和臺身。因此頂帽應(yīng)采用強度較高的材料建筑,一般用不低于 200級鋼筋混凝土建筑,且厚度不小于40厘米。此外,頂帽還須有較大的平面尺寸,為施工架梁及養(yǎng)護維修提供必要的工作面。墩身和臺身是支承橋跨的主體結(jié)構(gòu),不僅承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來的全部荷載,而且還直接承受土壓力、水流沖擊力、冰壓力、船舶撞擊力等多種荷載,所以墩身和臺身都具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。
橋墩類型
編輯橋墩重力式
一般為采用混凝土或石砌的實體結(jié)構(gòu)。墩身上設(shè)墩帽,下接基礎(chǔ)。它的特點是充分利用圬工材料的抗壓性能,借自身的較大截面尺寸和重量承受豎直方向和水平方向的外力,具有堅固耐久,施工簡易,取材方便,節(jié)約鋼材等優(yōu)點。缺點是圬工量大,外形粗大笨重,減少橋下有效孔徑,增大地基負荷;當橋墩較高,地基承載力較低時尤為不利。 重力式橋墩多采用簡單的流線型截面形狀,如圓端墩、尖端墩、圓角形墩等,以便橋下水流順暢地繞過橋墩,減少阻水及墩旁沖刷。當水流方向變化不定或與橋梁斜交時,宜采用圓形墩。對受流冰影響的橋墩,應(yīng)在上游端設(shè)破冰棱。非城市的旱橋及不受水流影響的橋墩,則宜采用便于施工的矩形截面。
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橋墩輕型
針對重力式橋墩的缺點而出現(xiàn)的橋墩,具有外形輕盈美觀,圬工量少,可減輕地基負荷,節(jié)省基礎(chǔ)工程,便于用拼裝結(jié)構(gòu)或用滑升模板施工,有利于加速施工進度,提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。實現(xiàn)輕型橋墩的主要途徑為:改用強度較高的材料,改變橋墩的結(jié)構(gòu)形式和橋墩受力情況。①空心橋墩。外形似重力式橋墩,但它是中空的薄壁墩。可采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或為預(yù)應(yīng)力混凝土拼裝結(jié)構(gòu),較適用于高橋墩。中國襄渝線(襄樊—重慶)紫陽漢水橋,3號墩高70.5米(基頂以上),壁厚60厘米,是中國目前最高的鐵路橋墩。聯(lián)邦德國修建的奧地利歐羅巴橋墩高146米,壁厚僅35~55厘米。②構(gòu)架式橋墩。以桁架、剛架為主體的輕型橋墩。如鐵路橋采用的鋼塔架墩(圖b),常與明橋面鋼梁配合使用,有全橋輕巧,對地基要求低,墩高適應(yīng)范圍大的特點。在城市、公路橋上常采用X形、Y形、V形等剛架式橋墩(圖c、d、e),外形優(yōu)美,結(jié)構(gòu)新穎。這類橋墩并有減小上部結(jié)構(gòu)計算跨度的優(yōu)點;但結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜,在設(shè)計中應(yīng)予以注意。③薄壁橋墩。多為采用滑模施工的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因薄壁墩順橋方向的尺寸纖細,受縱向水平力時易產(chǎn)生撓曲變形,故又稱柔性橋墩。利用橋跨結(jié)構(gòu)將若干個柔性橋墩頂和鄰近的剛性橋墩(臺)頂以鉸或固結(jié)相連,形成多跨超靜定結(jié)構(gòu),可使全橋縱向水平力主要由剛性橋墩(臺)承擔,極大地改善了柔性墩的受力情況。④樁柱式橋墩。為樁式、雙柱式、單柱式橋墩的統(tǒng)稱。多采用就地灌筑鋼筋混凝土建造,也有采用預(yù)制構(gòu)件拼裝,或?qū)⒋蛉霕督M成排架式墩的。在樁式或雙柱墩中,樁(柱)的長細比較大時,也具有上述薄壁橋墩的特點,是柔性橋墩的另一種結(jié)構(gòu)形式。
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橋墩分類
編輯橋墩薄壁墩
主要分為鋼筋混凝土薄壁墩和雙壁墩以及V形墩三類。其共同特點是在橫橋向的長度基本和其他形式的墩相同,但是在縱橋向的長度很小。其優(yōu)點是,可以節(jié)省材料,減輕橋墩的自重,同時雙壁墩可以增加橋墩的剛度,減小主梁支點負彎矩,增加橋梁美觀;V形墩可以間接的減小主梁的跨度,使跨中彎矩減小,同時又具有拱橋的一些特點,更適合大跨度橋的建造。
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橋墩柔性墩
是在多跨橋的兩端設(shè)置剛性較大的橋臺,中墩均為柔性墩。即墩體的整體剛度很小,在墩頂水平推力的作用下發(fā)生較大的水平位移。優(yōu)點是由于橋墩的水平推力是按各墩的剛度分配的,故分配到每個柔性墩上的水平推力很小。
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橋墩柱式墩
橋墩樁式墩
樁式墩是將鉆孔樁基礎(chǔ)向上延伸作為橋墩的墩身,在樁頂澆筑蓋梁。在墩位上的橫向可以是一根或多根樁,設(shè)置一排樁時叫排樁墩。優(yōu)點是材料用量經(jīng)濟,施工簡便,適合平原地區(qū)建橋使用;缺點是跨度不宜做的太大,一般小于13m,且在有漂流物和流速過大的河流中不宜采用。
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橋墩空心式
可采用鋼筋混凝土或混凝土。優(yōu)點是節(jié)省材料,減輕橋墩的自重,施工速度快,質(zhì)量好,節(jié)省模板支架;缺點是,抵抗流水沖擊和水中夾帶的泥砂或冰塊沖擊力的能力差,所以不宜在有上述情況的河流中采用。
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橋墩重力式
是實體的圬工墩,主要靠自身的重量來平衡外力,從而保證橋墩的強度和穩(wěn)定。主要用c15或c15以上的片石混凝土澆筑,或用漿砌塊石和料石,也可以用混凝土預(yù)制塊砌筑。優(yōu)點是整體剛度大,抗傾覆性能以及承重性能都很好;缺點是自重大,不宜做的過大而使橋梁自重加大。
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橋墩布置建議
編輯橋墩的位置和橋梁上部結(jié)構(gòu)的分跨布置密切相關(guān),應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較決定(見橋式方案設(shè)計)。如跨河橋的橋墩應(yīng)考慮到深水或不良地基會對橋墩基礎(chǔ)施工帶來的各種困難,冰凌、漂木或泥石流,會增加橋墩額外的負荷,布置橋墩時,應(yīng)特別慎重;地形陡峻的V形深谷,宜以較大跨度跨越,避免在溝底設(shè)置高橋墩;當橋下凈空無特殊要求,河床及地基情況允許采用淺基礎(chǔ)橋墩,或為了美化環(huán)境,避免高路堤占地太多而修建的旱橋,則以低墩短跨的橋孔布置為好。
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