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桥墩

位于桥梁的中间部位,支承相邻两跨上部结构的建筑物。其作用是将上部结构传来的荷载,可靠而有效地传给基础。

桥墩布置

桥墩的位置和桥梁上部结构的分跨布置密切相关,应通过技术经济比较决定(见桥式方案设计)。如跨河桥的桥墩应考虑到深水或不良地基会对桥墩基础施工带来的各种困难,冰凌、漂木或泥石流,会增加桥墩额外的负荷,布置桥墩时,应特别慎重;地形陡峻的V形深谷,宜以较大跨度跨越,避免在沟底设置高桥墩;当桥下净空无特殊要求,河床及地基情况允许采用浅基础桥墩,或为了美化环境,避免高路堤占地太多而修建的旱桥,则以低墩短跨的桥孔布置为好。

桥墩类型

桥墩分重力式桥墩和轻型桥墩两大类。

重力式桥墩

一般为采用混凝土或石砌的实体结构。墩身上设墩帽,下接基础。它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能,借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力,具有坚固耐久,施工简易,取材方便,节约钢材等优点。缺点是圬工量大,外形粗大笨重,减少桥下有效孔径,增大地基负荷;当桥墩较高,地基承载力较低时尤为不利(图a)。

图

重力式桥墩多采用简单的流线型截面形状,如圆端墩、尖端墩、圆角形墩等,以便桥下水流顺畅地绕过桥墩,减少阻水及墩旁冲刷。当水流方向变化不定或与桥梁斜交时,宜采用圆形墩。对受流冰影响的桥墩,应在上游端设破冰棱。非城市的旱桥及不受水流影响的桥墩,则宜采用便于施工的矩形截面。

轻型桥墩

针对重力式桥墩的缺点而出现的桥墩,具有外形轻盈美观,圬工量少,可减轻地基负荷,节省基础工程,便于用拼装结构或用滑升模板施工,有利于加速施工进度,提高劳动生产率等优点,目前正得到迅速发展。实现轻型桥墩的主要途径为:改用强度较高的材料,改变桥墩的结构形式和桥墩受力情况。

(1)空心桥墩。外形似重力式桥墩,但它是中空的薄壁墩。可采用钢筋混凝土现浇或为预应力混凝土拼装结构,较适用于高桥墩。中国襄渝线(襄樊—重庆)紫阳汉水桥,3号墩高70.5米(基顶以上),壁厚60厘米,是中国目前最高的铁路桥墩。联邦德国修建的奥地利欧罗巴桥墩高146米,壁厚仅35~55厘米。

(2)构架式桥墩。以桁架、刚架为主体的轻型桥墩。如铁路桥采用的钢塔架墩(图b),常与明桥面钢梁配合使用,有全桥轻巧,对地基要求低,墩高适应范围大的特点。在城市、公路桥上常采用X形、Y形、V形等刚架式桥墩(图c、d、e),外形优美,结构新颖。这类桥墩并有减小上部结构计算跨度的优点;但结构受力较为复杂,在设计中应予以注意。

(3)薄壁桥墩。多为采用滑模施工的钢筋混凝土结构。因薄壁墩顺桥方向的尺寸纤细,受纵向水平力时易产生挠曲变形,故又称柔性桥墩。利用桥跨结构将若干个柔性桥墩顶和邻近的刚性桥墩(台)顶以铰或固结相连,形成多跨超静定结构,可使全桥纵向水平力主要由刚性桥墩(台)承担,极大地改善了柔性墩的受力情况,是近年来发展起来的一种墩台新体系。

(4)桩柱式桥墩。为桩式、双柱式、单柱式桥墩(图 f、g、h)的统称。多采用就地灌筑钢筋混凝土建造,也有采用预制构件拼装,或将打入桩组成排架式墩(图f)的。在桩式或双柱墩中,桩(柱)的长细比较大时,也具有上述薄壁桥墩的特点,是柔性桥墩的另一种结构形式。