第7章桥梁支座、墩台和基础课件.ppt
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1、第七章 桥梁支座、墩台与基础,本章主要内容,第一节 桥梁支座,第二节 桥墩和桥台,第三节 桥梁基础,上部结构是桥梁的桥跨结构,桥梁除了上部结构外还包括支座和下部结构。本章将就桥梁的支座、桥墩、桥台、基础等结构内容的特点进行介绍。课程的内容涉及到这些重要构件的作用与分类、设计与施工要点等方面的内容。,桥台,桥墩,支座,基础,2,第七章 知识点结构逻辑关系,进入教学,进入教学,进入教学,3,第一节 桥梁支座,支座设置在桥梁的上部结构与墩台顶之间的构造物。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
2、算模式。,第一节 桥梁支座,一、支座概述:(1)作用和要求,传递荷载,适应变形,4,一、支座概述(2)分类,第一节 桥梁支座,一、支座概述:(2)支座分类,支座分类,按“变位能力”,按“使用功能”,固定支座,活动支座,单向活动支座,多向活动支座,按“受力材料”,简易支座,混凝土支座,钢支座,橡胶支座,常规支座,特殊支座,减震支座,拉力支座等,支座选用根据支点反力、位移量及位移形式、抗震减震要求等。,5,一、支座概述(3)布置,简支梁桥一端固定,另一端活动(公、铁)连续梁桥每联只设一个固定支座,其余为活动曲线连续梁桥支座布置会直接影响曲梁的内力分布(球面,多向)坡道上的桥梁固定支座应设在较低一端
3、,第一节 桥梁支座,一、支座概述(3)支座的布置方式,简支梁,连续梁,曲线梁,坡桥,6,二、支座类型与构造,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,1.简易支座,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。,2.钢支座,靠钢部件的滚动、摇动和滑动来完成支座的位移和转动的,铸钢支座(构造复杂,用钢量大,高度大,定期养护),新型钢支座,7,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,弧形钢板支座示意,8,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,摇轴支座示例,9,辊轴支座示意,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,10,球面(型)钢支
4、座,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,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,11,3.钢筋混凝土支座,分类 摆柱式支座钢筋混凝土摆柱放在梁底与支承垫石之间,它的上下两端各放置一个弧形固定钢支座。摆柱由C40或C50号混凝土制成 混凝土铰最简单、最廉价的中心可转动的支座(弗莱西奈铰,圆柱形铰),支座高度小,构造简单,用钢量少;但不能抵抗拉力,不能调整高度,转动量少,不便于更换和修理很少采用,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,12,4.橡胶支座,特点:构造简单、加工方便、省钢材、造价低、结构高度小、安装方便,对宽桥、曲线桥和斜
5、桥均具有较好的适应性 板式橡胶支座纯橡胶支座加劲橡胶支座四氟滑板式支座(加大水平位移量)形状:矩形,圆形,球冠圆板活动机理:不均匀弹性压缩和剪切变形。构造:无需连接,无活动固定支座之分。盆式橡胶支座,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,13,橡胶支座图片,板式橡胶支座,四氟滑板橡胶支座,球冠橡胶支座纯橡胶球冠,高48mm,可克服安装后产生的偏压、脱空现象,对坡桥,无需在梁底进行调平,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,14,滑板橡胶支座构造,二、支座类型与构造,第一节 桥梁支座,15,盆式橡胶支座,特点将素橡胶圆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
6、状态,只要钢盆不破坏,橡胶就永远不会丧失承载力。活动机理利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质(适度不均匀压缩)来实现转动;依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。应用广泛铁路桥常用的TPZ系列和公路桥常用的GPZ系列,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,16,盆式橡胶支座,承载能力大水平位移量大摩擦系数小建筑高度低节省钢材,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,17,二、支座类型与构造,第一节 桥梁支座,18,(5)特殊支座:铅芯支座、拉压支座、测力支座、调高支座等,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,LRB铅芯橡胶支座,铅芯,拉压支座(ALD),19,(6)新型支座
7、,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,软钢阻尼支座-C型钢支座,软钢阻尼支座-E型钢支座,20,(6)新型支座,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,速度锁定(LUB)支座,21,(6)新型支座,第一节 桥梁支座,二、支座类型与构造,摩擦摆式消能支座,22,三、支座的受力与变位分析,受力竖向力自重和活载反力(注意负反力问题)水平力纵向水平力、横向水平力(尤其对斜、弯桥)变位纵向和横向水平位移梁端转角反力和变位的荷载组合验算强度(拉、压应力,抗剪)稳定(脱空,倾覆,滑移)分析与产品选用,第一节 桥梁支座,三、支座计算概述,支座的负反力问题,23,第一节 桥梁支座,三、支座的受力与变位分析,板式
8、橡胶支座的设计与计算,确定平面尺寸面积确定厚度h计算支座转角、验算支座不脱空条件验算支座的抗滑性能,结构重力产生的反力,结构重力+1/2汽车荷载产生的反力,制动力,返回,24,第二节 桥墩和桥台,墩台设计与结构受力有关,与水文、流速及河床性质有关,也与地质条件有关。桥梁墩台要置于稳定可靠的地基上,并通过设计和计算确定基础形式和埋置深度。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、造型多样等施工技术因地制宜,与材料、环境等有关,第二节 桥墩和桥台,一、墩台的作用与要求,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墩台基础。,桥台,桥墩,25,二、桥墩的类型与构
9、造,常见型式重力式墩、空心式墩、柔性墩、桩(柱)式墩、薄壁墩等。,二、桥墩的类型与构造,第二节 桥墩和桥台,重力式墩,空心式墩,桩柱式墩,薄壁墩,26,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,1.重力式桥墩,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:墩帽,墩身,(基础)截面:矩形墩、圆端形墩、圆形墩等材料:天然石材,片石混凝土或混凝土块应用:在中、小跨桥梁,尤其是铁路桥梁中常被采用,实体式桥墩,27,墩帽构造,挑臂式墩帽,圆形墩墩帽,铁路,公路,纵桥向,横桥向,尺寸满足支座布置、架梁以及养护维修要求,二、桥墩的类型与构造,第二节 桥墩和桥台,28,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩
10、的类型与构造,2.空心式桥墩t,实体墩向轻型化发展的一种较好的结构型式,尤其适用于高桥墩。,材料混凝土空心墩(50m)和钢筋混凝土空心墩截面圆形,圆端形,箱形等数种,立面:直坡,侧坡,阶梯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(滑动模板施工),质量好,节省模板支架,空心式桥墩的截面形式示例,29,清水河桥空心高墩(连续刚构),横隔板,局部加厚或设置实体段,墩梁固结,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,铁路空心式桥墩的示例,30,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,3.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
11、墩均为柔性墩。同时,在全桥除在一个中墩上设置活动支座外,其余墩台均采用固定支座,31,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,3.柔性墩,柔性墩的抗撞击性能较差,设计中应予以重视。,九江桥柔性墩船舶撞击视频,32,单排桩墩,柱式墩示例,盖梁,系梁,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,4.桩(柱)式墩,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: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。,33,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
12、少。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。,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,5.薄壁墩,34,虎门大桥辅航道桥双薄壁墩,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,35,各种轻型桥墩,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,36,桥墩图片示例,Y形桥墩,薄壁独柱式桥墩,梁柱式桥墩,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,37,桥墩图片示例,刚构桥异形桥墩,菱柱体桥墩,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,38,异形桥墩,悬臂桥墩,圆柱桥墩,第二节 桥墩和桥台,二、桥墩的类型与构造,
13、桥墩图片示例,39,40,三、空心高墩的施工,方法滑升模板、翻升模板、爬升模板等。这些施工方法的共同特点是:模板依附于已浇筑完成的墩壁上,并随着墩身的逐步加高而向上升高。,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.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,不易解决变坡问题,采用不多,第二节 桥墩和桥台,三、空心高墩的施工,滑模施工动画示例,41,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
14、不多,第二节 桥墩和桥台,三、空心高墩的施工,42,高墩施工图片,第二节 桥墩和桥台,三、空心高墩的施工,43,第二节 桥墩和桥台,三、空心高墩的施工,三、空心高墩的施工,滑模施工,边浇便顶(升)模板,爬模施工,浇完再顶(升)模板,翻模施工,浇完再翻(升)模板,苏通桥爬模施工视频,44,用塔吊配合翻模施工。采用72cm钢管作立柱,浇注索塔下横梁和上横梁。,钢管支架,吊机提升模板,钢管支架,劲性骨架,混凝土桥塔的翻模施工示例,第二节 桥墩和桥台,三、空心高墩的施工,45,四、桥台的类型与构造,(d)耳墙式,第二节 桥墩和桥台,四、桥台的类型与构造,1.重力式桥台,实体式桥台,主要靠自重来平衡台后
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