首页 理论教育 单向推力墩的作用和形式

单向推力墩的作用和形式

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:单向推力墩的主要作用是,当其一侧的桥孔坍塌后,能承受住另一侧桥孔的单向恒载水平推力,以保证拱桥不致连续坍塌。多跨连续拱桥的单向推力墩一般3~4跨设置一个。当桥墩较矮或单向推力不大时,可以考虑一些轻型的单向推力墩,其优点是阻水面积小,并可节约圬工。轻型单向推力墩形式如下。常用的轻型桥台有八字形和U形桥台,以及由此派生出来的π形、E形等背撑式桥台。图5-1-14靠背式框架桥台

单向推力墩的作用和形式

1.重力式桥墩

如图5-1-7所示,拱桥是一种推力结构,上部荷载由拱圈传给桥墩,除了竖向力外,还有较大的水平推力,这是与梁桥的最大不同之处。从抵御恒载水平力的能力看,拱桥桥墩又分为普通墩和单向推力墩(也称制动墩或固定墩)两种。普通墩一般不承受恒载水平推力或者仅承受两侧不等跨结构相互作用后剩余的水平推力。单向推力墩的主要作用是,当其一侧的桥孔坍塌后,能承受住另一侧桥孔的单向恒载水平推力,以保证拱桥不致连续坍塌。多跨连续拱桥的单向推力墩一般3~4跨设置一个。由此可见,为了满足结构强度和稳定的要求,普通墩的墩身可以做得薄一些,单向推力墩则要求做得厚实一些。

图5-1-7 拱桥重力式桥墩

其次,与梁桥重力式桥墩相比较,拱挢桥墩在构造上还有以下特点。

(1)拱座。

拱桥桥墩与梁桥桥墩的一个不同点是,梁桥桥墩的顶面要设置传力的支座,且支座距顶面边缘保持一定的距离;而装配式拱桥桥墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的拱座,直接承受由拱圈传来的压力。故无铰拱的拱座总是设计成与拱轴线呈正交的斜面。由于拱座承受着较大的拱圈压力,故一般采用C25以上的整体式混凝土、混凝土预制块或MU50以上的块石砌筑。肋拱桥的拱座由于压力比较集中,故应用高强度混凝土及数层钢筋网加固。装配式肋拱以及双曲拱桥的拱座,也可事先预留供插入拱肋的孔槽(见图5-1-8),就位以后再浇筑混凝土连成整体。为了加强肋底与拱座的联结,底部可设U形槽浇筑混凝土,混凝土强度等级应不低于C30。有时孔底或孔壁还应增设一些加强钢筋网。

图5-1-8 拱座构造图

(2)拱座的位置。

当桥墩两侧孔径相等时,拱座均设置在桥墩顶部的起拱线高程上,有时考虑桥面的纵坡,两侧的起拱线高程可以略有不同。当桥墩两侧的孔径不等且恒载水平推力不平衡时,则将拱座设置在不同的起拱线高程上。此时,桥墩墩身可在推力小的一侧变坡或增大边坡。从外形美观上考虑,变坡点一般设在常水位以下(见图5-1-9)。墩身两侧边坡和梁桥两侧边坡一样,一般也为20∶1~30∶1。

图5-1-9 拱桥墩身边坡的变化

(3)墩顶以上构造。

由于上承式拱桥的桥面与墩顶顶面相距有一段高度,故墩顶以上结构常采用各种不同形式。对于实腹式石拱桥的墩顶以上部分通常做成与侧墙平齐的形式[见图5-1-7(a)]。对于空腹式石拱桥或双曲拱桥的普通墩,常采用立墙式、立柱式或跨越式[见图5-1-7(d)、(c)、(b)]。对于单向推力墩,常采用立墙式[见图5-1-7(d)]。当采用立墙式时,为了检修的方便,墙中应设置过人孔;为了减小墩身截面长度,拱桥墩顶部分也可做成托盘形式,如图5-1-7所示。托盘可采用C30素混凝土圬工,或仅布置构造钢筋。墩身材料可以采用块石、片石或混凝土预制块砌筑,也可用片石混凝土浇筑。

公路拱桥墩顶构造与铁路基本相同,只是横向宽度较大。

2.轻型桥墩

拱桥上所使用的轻型桥墩,一般为配合钻孔灌注桩的桩柱式桥墩。从外形上看,与梁桥的桩柱式桥墩非常相似,如图5-1-10所示。主要差别就是梁桥桥墩帽上设有支座,而在拱桥墩顶部分则设置拱座。

图5-1-10 拱桥桩柱式桥墩

在采用轻型桥墩的多孔拱桥中,每隔3~5孔应设一个单向推力墩。当桥墩较矮或单向推力不大时,可以考虑一些轻型的单向推力墩,其优点是阻水面积小,并可节约圬工。轻型单向推力墩形式如下。

(1)带三角杆件的推力墩。

这种桥墩的特点是在普通墩的墩柱上,从两侧对称地增设钢筋混凝土斜撑和水平拉杆,用来提高抵抗水平推力的能力[见图5-1-11(a)]。为了提高构件的抗裂性,可以采用预应力钢筋混凝土结构。这种墩只在桥不太高的旱地上采用。(www.xing528.com)

图5-1-11 拱桥轻型单向推力墩

(2)悬臂式单向推力墩。

悬臂式单向推力墩的工作原理是当该墩的一侧桥孔遭到破坏以后,可以通过另一侧拱座上的竖向分力与悬臂长度所构成的稳定力矩来平衡由拱的水平推力所导致的倾覆力矩,如图5-1-11(b)所示。这种形式适用于两铰双曲拱桥。但由于墩身较薄,在受力后悬臂端会有一定位移,因而对无铰拱来说会有附加内力产生。

拱桥轻型桥墩一般在铁路上较少采用,主要用于公路桥。

3.轻型桥台

轻型桥台适用于公路跨度13 m以下的小跨径拱桥和桥台水平位移量很小的情况。其工作原理是,当桥台受到拱的推力后,便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动,此时台后的土便产生抗力来平衡拱的推力,从而使桥台的尺寸大大地小于实体重力式桥台。常用的轻型桥台有八字形和U形桥台,以及由此派生出来的π形、E形等背撑式桥台。此外,我国近年来在有些地区还修建了改进基础布置方式的靠背式框架桥台,下面将分别介绍。

(1)八字形桥台。

八字形桥台构造简单,台身由前墙和两侧的八字翼墙构成,如图5-1-12(a)所示。

(2)U形桥台。

U形桥台由前墙和平行于行车方向的侧墙组成,构成U形的水平截面[见图5-1-12(b)]。

图5-1-12 八字形和U形轻型桥台

(3)背撑式桥台。

当桥台较宽时,为了保证结构的强度和稳定性,可以在八字形或U形桥台的前墙背后加一道或几道背撑,构成π字形、E字形等水平截面形式的前墙(见图5-1-13)。

图5-1-13 背撑式桥台

(4)靠背式框架桥台。

靠背式框架桥台是由三角形框架把台帽、前壁、耳墙和设置在不同高程且具有不同斜度的分离式基础连接而成的(见图5-1-14)。

图5-1-14 靠背式框架桥台

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈