[qiáo dūn]  

橋墩

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橋墩是支承橋跨結(jié)構(gòu)并將恒截和車(chē)輛活載傳至地基的亞筑物、橋臺(tái)設(shè)在橋梁兩湖。橋墩則在兩橋臺(tái)之間。橋墩的作用是支承橋跨結(jié)構(gòu): 面橋臺(tái)支撐起支承橋跨結(jié)構(gòu)的作用外,還要與路堤銜接并防止路堤滑場(chǎng)。為保護(hù)析臺(tái)和路堤填士,析臺(tái)兩側(cè)常做一些防護(hù)和導(dǎo)流工程。 [1] 
中文名
橋墩
外文名
bridge pier
讀    音
qiáodūn
分    類(lèi)
實(shí)體墩、柱式墩等
材    料
混凝土等

橋墩簡(jiǎn)介

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多跨橋的中間支承結(jié)構(gòu)稱(chēng)為橋墩。橋墩分為實(shí)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

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橋墩主要由頂帽、墩身組成。橋臺(tái)主要由頂帽、臺(tái)身組成。頂帽的作用是把橋跨支座傳來(lái)的較大而集中的力,分散而勻稱(chēng)地傳給墩身和臺(tái)身。因此頂帽應(yīng)采用強(qiáng)度較高的材料建筑,一般用不低于 200級(jí)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(hù)維修提供必要的工作面。墩身和臺(tái)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(lái)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(tái)身都具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

橋墩類(lèi)型

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橋墩分重力式橋墩和輕型橋墩兩大類(lèi),也有一說(shuō)為以下三種分類(lèi),實(shí)體式橋墩、空心式橋墩、樁或柱式橋墩。 [2] 

橋墩重力式

一般為采用混凝土或石砌的實(shí)體結(jié)構(gòu)。墩身上設(shè)墩帽,下接基礎(chǔ)。它的特點(diǎn)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(jiān)固耐久,施工簡(jiǎn)易,取材方便,節(jié)約鋼材等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是圬工量大,外形粗大笨重,減少橋下有效孔徑,增大地基負(fù)荷;當(dāng)橋墩較高,地基承載力較低時(shí)尤為不利。  重力式橋墩多采用簡(jiǎn)單的流線(xiàn)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(guò)橋墩,減少阻水及墩旁沖刷。當(dāng)水流方向變化不定或與橋梁斜交時(shí),宜采用圓形墩。對(duì)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。 [2] 

橋墩輕型

針對(duì)重力式橋墩的缺點(diǎn)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(fù)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(jìn)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)輕型橋墩的主要途徑為:改用強(qiáng)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??刹捎娩摻罨炷连F(xiàn)澆或?yàn)?a target=_blank href="/item/%E9%A2%84%E5%BA%94%E5%8A%9B%E6%B7%B7%E5%87%9D%E5%9C%9F">預(yù)應(yīng)力混凝土拼裝結(jié)構(gòu),較適用于高橋墩。中國(guó)襄渝線(xiàn)(襄樊—重慶)紫陽(yáng)漢水橋,3號(hào)墩高70.5米(基頂以上),壁厚60厘米,是中國(guó)目前最高的鐵路橋墩。聯(lián)邦德國(guó)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(duì)地基要求低,墩高適應(yīng)范圍大的特點(diǎn)。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(lèi)橋墩并有減小上部結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度的優(yōu)點(diǎn);但結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜,在設(shè)計(jì)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(xì),受縱向水平力時(shí)易產(chǎn)生撓曲變形,故又稱(chēng)柔性橋墩。利用橋跨結(jié)構(gòu)將若干個(gè)柔性橋墩頂和鄰近的剛性橋墩(臺(tái))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(tái))承擔(dān),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(chēng)。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(zhǎng)細(xì)比較大時(shí),也具有上述薄壁橋墩的特點(diǎn),是柔性橋墩的另一種結(jié)構(gòu)形式。 [2] 

橋墩分類(lèi)

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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(lèi)。其共同特點(diǎn)是在橫橋向的長(zhǎng)度基本和其他形式的墩相同,但是在縱橋向的長(zhǎng)度很小。其優(yōu)點(diǎn)是,可以節(jié)省材料,減輕橋墩的自重,同時(shí)雙壁墩可以增加橋墩的剛度,減小主梁支點(diǎn)負(fù)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(shí)又具有拱橋的一些特點(diǎn),更適合大跨度橋的建造。 [2] 

橋墩柔性墩

是在多跨橋的兩端設(shè)置剛性較大的橋臺(tái),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(diǎn)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(gè)柔性墩上的水平推力很小。 [2] 

橋墩柱式墩

一般由基礎(chǔ)上的承臺(tái)、柱式墩身和蓋梁組成。優(yōu)點(diǎn)是能減輕墩身自重,節(jié)約圬工材料,比較美觀,剛度和強(qiáng)度都較大,在有漂流物和流冰的河流中可以使用。 [2] 

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(shí)叫排樁墩。優(yōu)點(diǎn)是材料用量經(jīng)濟(jì),施工簡(jiǎn)便,適合平原地區(qū)建橋使用;缺點(diǎn)是跨度不宜做的太大,一般小于13m,且在有漂流物和流速過(guò)大的河流中不宜采用。 [2] 

橋墩空心式

可采用鋼筋混凝土或混凝土。優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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。 [2] 

橋墩重力式

是實(shí)體的圬工墩,主要靠自身的重量來(lái)平衡外力,從而保證橋墩的強(qiáng)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(diǎn)是整體剛度大,抗傾覆性能以及承重性能都很好;缺點(diǎn)是自重大,不宜做的過(guò)大而使橋梁自重加大。 [2] 

橋墩布置建議

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橋墩 橋墩
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(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定(見(jiàn)橋式方案設(shè)計(jì))。如跨河橋的橋墩應(yīng)考慮到深水或不良地基會(huì)對(duì)橋墩基礎(chǔ)施工帶來(lái)的各種困難,冰凌、漂木或泥石流,會(huì)增加橋墩額外的負(fù)荷,布置橋墩時(shí),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(dāng)橋下凈空無(wú)特殊要求,河床及地基情況允許采用淺基礎(chǔ)橋墩,或?yàn)榱嗣阑h(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。 [2] 
參考資料
  • 1.    房貞政.橋梁工程(第二版):中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010
  • 2.    范立礎(chǔ).橋梁工程:人民交通出版社,2010
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科學(xué)百科工程技術(shù)分類(lèi) , 采礦工程 , 地理