1、橋梁設計概念知識講座第第4 4講：橋梁下部講：橋梁下部周口鑫通公路設計院2011年2月橋梁墩臺主要由墩臺帽、墩臺身和基礎三部分組成。橋梁墩臺主要由墩臺帽、墩臺身和基礎三部分組成。橋墩是指多跨橋梁中的中間支承結構物。橋墩除了承受上橋墩是指多跨橋梁中的中間支承結構物。橋墩除了承受上部結構產生的豎向力、水平力和彎矩外，還承受著風力、部結構產生的豎向力、水平力和彎矩外，還承受著風力、流水壓力及可能發生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的流水壓力及可能發生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力。撞擊力。橋臺設置在橋梁兩端。橋臺除了支承橋跨結構外，還銜接橋臺設置在橋梁兩端。橋臺除了支承橋跨結構外，還銜接兩岸接

2、線路堤，既要能擋土護岸，又要能承受臺背填土及兩岸接線路堤，既要能擋土護岸，又要能承受臺背填土及臺后車輛荷載所產生的附加側壓力。臺后車輛荷載所產生的附加側壓力。橋墩墩臺不僅自身應有足夠的強度、剛度和穩定性，而且橋墩墩臺不僅自身應有足夠的強度、剛度和穩定性，而且對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎之間的摩阻力也對地基的承載能力、沉降量、地基與基礎之間的摩阻力也提出一定要求。提出一定要求。橋梁下部橋梁下部橋墩按構造可分為：實體墩、空心橋墩按構造可分為：實體墩、空心墩、柱式墩、框架墩等。墩、柱式墩、框架墩等。按受力特點可分為：剛性墩和柔性按受力特點可分為：剛性墩和柔性墩。墩。按截面形狀可分為：矩形、圓

3、形、按截面形狀可分為：矩形、圓形、圓端形、尖端形及各種形狀組合而圓端形、尖端形及各種形狀組合而成的橋墩。成的橋墩。墩身側面可垂直，也可以是斜坡式墩身側面可垂直，也可以是斜坡式或臺階式。或臺階式。橋墩類型與構造橋墩類型與構造按截面形狀可分為：矩形、圓形、圓端形、尖端形及各種形按截面形狀可分為：矩形、圓形、圓端形、尖端形及各種形狀組合而成的橋墩。狀組合而成的橋墩。墩身側面可垂直，也可以是斜坡式或臺階式。墩身側面可垂直，也可以是斜坡式或臺階式。橋墩類型與構造橋墩類型與構造實體橋墩由一個實體結構組成，按截面尺寸及質量可實體橋墩由一個實體結構組成，按截面尺寸及質量可分為重力式橋墩和輕型橋墩。分為重力式橋

4、墩和輕型橋墩。重力式橋墩主要靠自身的重力（包括上部結構重力）重力式橋墩主要靠自身的重力（包括上部結構重力）平衡外力，從而保證橋墩的強度和穩定性。平衡外力，從而保證橋墩的強度和穩定性。特點：自身剛度大、具有較強的抗撞擊能力。具有較特點：自身剛度大、具有較強的抗撞擊能力。具有較大的阻水面積。適合建造在承載力較高、覆蓋層較淺大的阻水面積。適合建造在承載力較高、覆蓋層較淺、基巖埋深較淺的地基上。、基巖埋深較淺的地基上。橋墩類型與構造橋墩類型與構造輕型薄壁橋墩一般采用鋼筋混凝土結構。其墩身厚度約為墩輕型薄壁橋墩一般采用鋼筋混凝土結構。其墩身厚度約為墩高的高的1/101/151/101/15（中小橋一般為

5、（中小橋一般為60100cm60100cm）。）。特點：抵抗沖擊能力較差，不適宜用在流速較大且夾帶有大特點：抵抗沖擊能力較差，不適宜用在流速較大且夾帶有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰塊漂流物撞擊的河流當中。量泥沙的河流或可能有船舶、冰塊漂流物撞擊的河流當中。適合于地基較差的中小跨徑橋梁上。適合于地基較差的中小跨徑橋梁上。橋墩類型與構造橋墩類型與構造橋梁實體墩臺帽的厚度，特大、大跨徑橋梁不應小于橋梁實體墩臺帽的厚度，特大、大跨徑橋梁不應小于0.5m0.5m，中、小跨徑橋梁不應小于中、小跨徑橋梁不應小于0.4m0.4m。墩臺帽內應設置構造鋼筋。墩臺帽內應設置構造鋼筋。墩臺帽出檐寬度宜為墩臺帽出檐寬

6、度宜為0.050.10m0.050.10m。支座邊緣至墩臺身頂部邊緣的最小距離可按下表采用。支座邊緣至墩臺身頂部邊緣的最小距離可按下表采用。橋墩類型與構造橋墩類型與構造 橋向跨徑l（m）順橋向橫橋向圓弧形端頭矩形端頭L1500.30.300.5050L1500.250.250.4020L500.200.200.305L200.150.150.20支座邊緣至墩臺身頂部邊緣的最小距離（支座邊緣至墩臺身頂部邊緣的最小距離（m m）實體橋墩側坡可采用實體橋墩側坡可采用2020：130130：1 1，小跨徑橋梁的橋墩也可，小跨徑橋梁的橋墩也可采用直坡。采用直坡。實體橋墩墩身頂寬，小跨徑橋梁（重力式）不宜

7、小于實體橋墩墩身頂寬，小跨徑橋梁（重力式）不宜小于0.8m0.8m，輕型墩不宜小于輕型墩不宜小于0.6m0.6m，中跨徑橋梁不宜小于，中跨徑橋梁不宜小于1.0m1.0m，特大、大，特大、大跨徑橋梁視上部構造而定。跨徑橋梁視上部構造而定。 實體橋墩實體橋墩結構物種類材料最低強度等級砌筑砂漿最低強度等級大、中橋墩臺及基礎、輕型墩臺MU40石材C25混凝土（現澆）C30混凝土（預制塊）M7.5小橋墩臺、基礎MU30石材C20混凝土（現澆）C25混凝土（預制塊）M5公路圬工橋涵結構物所使用的材料最低強度等級公路圬工橋涵結構物所使用的材料最低強度等級空心墩：為了構造上的處理或者為了獲取較大的截面幾何空心

8、墩：為了構造上的處理或者為了獲取較大的截面幾何特性，有時需要較大的墩身截面，在滿足截面強度和剛度特性，有時需要較大的墩身截面，在滿足截面強度和剛度的前提下，為了減少橋墩自身結構重力，減少材料用量，的前提下，為了減少橋墩自身結構重力，減少材料用量，節省工程造價，將橋墩內部挖空，形成空心薄壁墩。節省工程造價，將橋墩內部挖空，形成空心薄壁墩。空心墩壁厚約為墩高的空心墩壁厚約為墩高的1/101/151/101/15，常采用鋼筋混凝土結，常采用鋼筋混凝土結構。空心墩墩頂和墩底一般設置有一定長度的實體段，實構。空心墩墩頂和墩底一般設置有一定長度的實體段，實體部分和空心部分一般設置有一定長度的倒角。為了降低

9、體部分和空心部分一般設置有一定長度的倒角。為了降低薄壁墩身內外的溫差、減少水浮力或避免凍脹，一般在薄薄壁墩身內外的溫差、減少水浮力或避免凍脹，一般在薄壁墩墩身上設置通風及排水孔。為保證空心薄壁墩自身的壁墩墩身上設置通風及排水孔。為保證空心薄壁墩自身的穩定和施工方便，一般在適當間距設置水平隔板。通常做穩定和施工方便，一般在適當間距設置水平隔板。通常做法對法對40m40m以上墩高，不論壁厚如何，均按以上墩高，不論壁厚如何，均按610m610m間距設置橫間距設置橫隔板。空心薄壁墩需按計算配筋。隔板。空心薄壁墩需按計算配筋。橋墩類型與構造橋墩類型與構造柱式墩一般柱式墩一般可分為獨柱可分為獨柱、雙柱和多

10、、雙柱和多種等形式。種等形式。特點：線條特點：線條簡潔、明快簡潔、明快、美觀，節、美觀，節省材料，施省材料，施工方便，目工方便，目前公路橋梁前公路橋梁中廣泛采用中廣泛采用。柱式墩和排架式墩柱式墩和排架式墩排架式墩是由單排或雙排的鋼筋混凝土樁和蓋梁連接而成，排架式墩是由單排或雙排的鋼筋混凝土樁和蓋梁連接而成，其主要特點是能將上部結構傳來的水平力（溫度力、制動力其主要特點是能將上部結構傳來的水平力（溫度力、制動力等）傳遞到剛性墩臺上，以減少柔性墩所承受的水平力，從等）傳遞到剛性墩臺上，以減少柔性墩所承受的水平力，從而達到減小橋墩截面的目的。而達到減小橋墩截面的目的。排架墩一般用于墩高小于排架墩一般

11、用于墩高小于57m57m，跨徑小于，跨徑小于13m13m的橋梁上。單排的橋梁上。單排排架墩的墩高不超過排架墩的墩高不超過45m45m。大于。大于5m5m時，采用雙排排架墩。樁時，采用雙排排架墩。樁一般采用預制的混凝土方樁，截面為一般采用預制的混凝土方樁，截面為2540cm2540cm的矩形。的矩形。 排架式墩排架式墩框架式橋墩采用鋼筋混凝土或預應力混凝土等壓撓和撓曲構框架式橋墩采用鋼筋混凝土或預應力混凝土等壓撓和撓曲構件組成的平面框架作為墩身支承上部結構。包括件組成的平面框架作為墩身支承上部結構。包括X X、Y Y、V V型型墩。墩。特點：結構輕巧美觀，給橋梁建筑增添了藝術造型。同時使特點：結

12、構輕巧美觀，給橋梁建筑增添了藝術造型。同時使主梁跨徑縮短，有利于降低橋梁高度。但結構比較復雜。主梁跨徑縮短，有利于降低橋梁高度。但結構比較復雜。此外、橋墩還應該考慮橋墩防撞和橋墩造型美觀。此外、橋墩還應該考慮橋墩防撞和橋墩造型美觀。框架式橋墩框架式橋墩橋臺按其形式分重力式臺、輕型橋臺、框架式臺和組合橋臺按其形式分重力式臺、輕型橋臺、框架式臺和組合式橋臺。式橋臺。橋臺橋臺重力式橋臺依據橋梁跨徑、橋臺高度及地形條件的不同有多重力式橋臺依據橋梁跨徑、橋臺高度及地形條件的不同有多種形式，常用的類型有種形式，常用的類型有U U型臺、埋置式橋臺、八字式橋臺和型臺、埋置式橋臺、八字式橋臺和一字式橋臺。一字式

13、橋臺。重力式橋臺重力式橋臺U U型臺由前墻、兩型臺由前墻、兩側側墻、臺帽、側側墻、臺帽、基礎組成，平面基礎組成，平面上呈上呈U U型。型。U U型臺適用于填土型臺適用于填土810m810m高度的中等高度的中等跨徑橋梁。跨徑橋梁。U U型臺型臺U U型臺前墻頂面寬度不宜小于型臺前墻頂面寬度不宜小于0.50m0.50m，其任一水平截面的，其任一水平截面的寬度，不宜小于該截面至墻頂的寬度，不宜小于該截面至墻頂的0.400.40倍。倍。U U型臺側墻頂面寬度不宜小于型臺側墻頂面寬度不宜小于0.50m0.50m，其任一水平截面的，其任一水平截面的寬度，對于片石砌體不宜小于該截面至墻頂的寬度，對于片石砌體

14、不宜小于該截面至墻頂的0.400.40倍；倍；塊石、粗料石砌體或混凝土不宜小于塊石、粗料石砌體或混凝土不宜小于0.350.35倍；如橋臺內倍；如橋臺內填料為中、粗砂或砂礫時，則上述兩項可分別減為填料為中、粗砂或砂礫時，則上述兩項可分別減為0.350.35和和0.300.30倍。倍。當當U U型橋臺兩側墻寬度之和不小于同一水平截面前墻全長型橋臺兩側墻寬度之和不小于同一水平截面前墻全長的的0.400.40倍時，可按倍時，可按U U型整體截面驗算截面強度。當型整體截面驗算截面強度。當U U型橋型橋臺前墻設有沉降縫時，應按獨立墻驗算截面強度。臺前墻設有沉降縫時，應按獨立墻驗算截面強度。路基填土與路基填

15、土與U U型橋臺側墻的搭接長度不宜小于型橋臺側墻的搭接長度不宜小于0.75m0.75m。U U型臺型臺埋置式橋臺臺身為圬工砌體，臺帽及耳墻采用鋼筋混凝土。埋置式橋臺臺身為圬工砌體，臺帽及耳墻采用鋼筋混凝土。由于臺身埋入土中，利用臺前錐坡產生的土壓力來抵消臺后由于臺身埋入土中，利用臺前錐坡產生的土壓力來抵消臺后的土壓力，增加橋臺的穩定性。的土壓力，增加橋臺的穩定性。埋置式橋臺適合于埋置式橋臺適合于68m68m的中等跨度橋梁。的中等跨度橋梁。埋置式橋臺埋置式橋臺臺身兩側為獨立的翼墻，一般將臺身與翼墻分開，其間設臺身兩側為獨立的翼墻，一般將臺身與翼墻分開，其間設變形縫。當臺身與翼墻斜交時則為八字式橋

16、臺，臺身與翼變形縫。當臺身與翼墻斜交時則為八字式橋臺，臺身與翼墻在同一平面時則為一字式橋臺。墻在同一平面時則為一字式橋臺。八字式和一字式適用于橋臺高度不高、河岸穩定的中小跨八字式和一字式適用于橋臺高度不高、河岸穩定的中小跨徑橋梁。徑橋梁。八字式和一字式橋臺八字式和一字式橋臺輕型橋臺構造特點是利用鋼筋混凝土結構的抗彎能力來輕型橋臺構造特點是利用鋼筋混凝土結構的抗彎能力來減小圬工體積而使橋臺輕型化。減小圬工體積而使橋臺輕型化。常用的輕型臺形式有墻式、扶壁式和支撐梁式。常用的輕型臺形式有墻式、扶壁式和支撐梁式。輕型橋臺的常用于跨徑不大于輕型橋臺的常用于跨徑不大于13m13m，橋長不大于，橋長不大于2

17、0m20m，橋，橋孔不多于三孔的橋梁當中。橋臺的墻厚不小于孔不多于三孔的橋梁當中。橋臺的墻厚不小于0.6m0.6m。輕型橋臺輕型橋臺框架式橋臺是一種在橫向呈框架式結構的樁基礎橋臺。框架式橋臺是一種在橫向呈框架式結構的樁基礎橋臺。包括柱式、肋板式和排架式。包括柱式、肋板式和排架式。柱式臺適用于柱式臺適用于56m56m以下大中跨徑橋梁，肋板式適用于以下大中跨徑橋梁，肋板式適用于1012m1012m以下大中跨徑橋梁。以下大中跨徑橋梁。 框架式橋臺框架式橋臺基礎基礎基礎按埋置深度可分為淺基礎（擴大基礎）和深基礎基礎按埋置深度可分為淺基礎（擴大基礎）和深基礎（樁基礎）。（樁基礎）。實體墩臺基礎的擴散角（

18、剛性角），對于片石、塊石實體墩臺基礎的擴散角（剛性角），對于片石、塊石和料石砌體，當采用強度等級為和料石砌體，當采用強度等級為M5M5的砂漿砌筑時，不的砂漿砌筑時，不應大于應大于3030；當采用；當采用M5M5以上的砂漿砌筑時，不應大于以上的砂漿砌筑時，不應大于3535；對于混凝土，不應大于；對于混凝土，不應大于4040。對淺基礎應進行地基承載力驗算、抗傾覆和抗滑動驗對淺基礎應進行地基承載力驗算、抗傾覆和抗滑動驗算。算。基礎基礎樁基礎按承載形狀分為摩擦樁和端承樁。樁基礎按承載形狀分為摩擦樁和端承樁。摩擦樁：樁頂荷載主要由樁側阻力承受，并考慮樁端阻力。摩擦樁：樁頂荷載主要由樁側阻力承受，并考慮樁

19、端阻力。端承樁：樁頂荷載主要由樁端阻力承受，并考慮樁側阻力。端承樁：樁頂荷載主要由樁端阻力承受，并考慮樁側阻力。按施工方法可分為鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁、沉樁。按施工方法可分為鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁、沉樁。鉆孔灌注樁適用于各類土層（包括碎石類土和巖石層）。但在鉆孔灌注樁適用于各類土層（包括碎石類土和巖石層）。但在淤泥及可能發生流沙的土層，宜先做試樁。淤泥及可能發生流沙的土層，宜先做試樁。挖孔樁適用于無地下水或地下水量不多的且不易塌孔的地層。挖孔樁適用于無地下水或地下水量不多的且不易塌孔的地層。沉樁適用于粘性土、砂土及碎石類土。沉樁適用于粘性土、砂土及碎石類土。基礎基礎同一樁基中，不宜同時采用摩擦樁和端承樁；不宜采用直徑不同一