1樓:悠悠昊天之澤
橋樑按照結構的型別,結構的受力特點來進行分類:總體上分為樑式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋樑幾大類。其中樑式橋、拱式橋、剛架橋和懸索橋是最基本的四種結構體系的橋樑。
組合體系橋樑是兩種或兩種以上結構體系組合的橋樑結構體系,其中最典型的組合體系橋樑有斜拉橋、連續剛構橋、樑拱組合體橋(如系杆拱橋、桁架拱橋等)。
1、樑式橋
樑式橋的受力特點是樑作為承重構件以它的的抗彎能力來抵抗或承受荷載。樑橋橋同拱式橋受力上最大的區別是其在豎向荷載的作用下兩端支承處不會產生水平推力。樑式橋根據其受力特點可以劃分為:
簡支樑、連續樑、懸臂樑等型別。在公路橋樑結構中應用最廣泛的樑式結構主要是簡支樑和連續樑,早期建造的橋樑結構有少量的懸臂樑(以雙懸臂樑的形式為主)。
2、拱式橋
拱式橋最大的受力特點是橋樑在豎向荷載作用下會產生水平推力,其是屬於有推力結構。拱橋的這個受力特點是對簡單的拱式結構橋樑,對於一些組合式的樑、拱組合體橋不一定適用。如鋼管混凝土系杆拱橋是通過系杆內部的拉力拉抵抗拱式結構產生的水平推力,整個橋樑結構體系屬於超靜定結構,而對外部沒有水平推力。
拱式橋主要的承重結構為拱肋、拱板或拱箱,其主要承重結構以受壓為主,在設計時考慮其合理拱軸線。橋樑在實際運營狀態時,拱肋、拱板(或拱箱)在荷載作用下也會有較小的彎矩。拱式橋按結構體系可以劃分為無鉸拱、雙鉸拱和三鉸拱,最常見的結構體系為無鉸拱。
3、剛架橋
剛架橋是介於樑與拱之間的一種結構體系,它是由受彎的上部樑(或板)結構與承壓的下部柱(或墩)整體結合在一起的結構。由於樑與柱的剛性連線,樑因柱的抗彎剛度而得到解除安裝作用,整個體系是壓彎結構,也是有推力的結構。
4、懸索橋
懸索橋以懸索為主要承重結構的橋型,懸索橋的受力特點荷載由吊索/吊杆傳至柱纜,再傳至錨墩,傳力途徑簡捷、明確。該橋型是大跨徑橋樑採用的主要結構形式,橋樑主要承重構件包括主纜、吊索/吊杆、加勁主樑、索塔以及錨碇等幾部分組成。
5、組合體系橋樑
1)斜拉橋
斜拉橋又稱斜張橋,是將主樑用拉索直接拉在橋塔上的一種橋樑,是由承壓的塔、受拉的索和承彎的樑體組合起來的一種結構體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續樑,使其樑體內彎矩減小,降低建築高度,減輕了結構重量,節省了材料。斜拉橋由索塔、主樑、斜拉索等主要承重構件組成。
2)樑拱組合體系橋
樑拱組合體系橋是將樑和拱兩種基本結構組合起來,共同承受荷載,充分發揮樑受彎、拱受壓的結構特性及其組合作用,達到節省材料的目的。根據拱肋和行車道樑的聯結方式不同,拱式組合體系橋一般可劃分為有推力的和無推力兩種型別。樑拱組合體系橋樑最典型代表是系杆拱橋,系杆拱橋基本構成包括拱肋、系杆和吊杆(或立柱)幾部分組成。
系杆拱的受力特點:它是一種集拱與樑的優點於一身的橋型,它將拱與樑兩種基本結構形式組合在一起,共同承受荷載,充分發揮樑受彎、拱受壓的結構效能和組合作用,拱端的水平推力用拉桿承受,使拱端支座不產生水平推力。
2樓:蘋果魅力
明挖基礎
也稱擴大基礎,系由塊石或混凝土砌築而成的大塊實體基礎,其埋置深度可較其他型別基礎淺,故為淺基礎。它的構造簡單,由於所用材料不能承受較大的拉應力,故基礎的厚、寬比要足夠大,使之形成所謂剛性基礎,受力時不致產生撓曲變形。為了節省材料,這類基礎的立面往往砌成臺階形,平面將根據墩臺截面形狀而採用矩形、圓形、t形或多邊形等。
建造這種基礎多用明挖基坑的方法施工。在陸地開挖基坑,將視基坑深淺、土質好壞和地下水位高低等因素,來判斷是否採用坑壁支援結構──襯板或板樁。在水中開挖則應先築圍堰。
明挖基礎適用於淺層土較堅實,且水流沖刷不嚴重的淺水地區。由於它的構造簡單,埋深淺,施工容易,加上可以就地取材,故造價低廉,廣泛用於中小橋涵及旱橋。中國趙州橋就是在亞粘土地基上採用了這種橋基。
二、樁基礎
由許多根打入或沉入土中的樁和連線樁頂的承臺所構成的基礎。外力通過承臺分配到各樁頭,再通過樁身及樁端把力傳遞到周圍土及樁端深層土中,故屬於深基礎。
樁基礎適用於土質深厚處。在所有深基礎中,它的結構最輕,施工機械化程度較高,施工進度較快,是一種較經濟的基礎結構。有些橋樑基礎要承受較大的水平力,如橋墩基礎要承受來自左右方向的水平荷載,其樁基多采用雙向斜樁;而一些樑式橋的橋臺主要承受來自一側的土壓力,多采用單向斜樁。
如樁徑很大,像常用的大直徑鑽孔樁,具有相當大的剛度,則可不加斜樁而做成垂直樁基。
橋樑基礎多置於水中,故要求樁材不僅強度高,而且要耐腐蝕。在橋樑中常用的樁材為木材、鋼筋混凝土和鋼材。由於木材長度有限,強度和耐腐蝕性較低,故木樁多用於中小橋樑,且樁頂必須埋在低水位以下,才能長期儲存。
鋼筋混凝土樁的強度和耐久性均較木樁為優,多用於較大或重要橋樑,但當遇到含鹽量較高的水文地質條件,也有腐蝕問題,應採取防護措施。中國在1908~2023年修建津浦(天津-浦口)鐵路洛口黃河橋時,其基礎就採用了外接圓直徑為50釐米的正五邊形鋼筋混凝土預製樁,樁長15~17米。自50年代以後,曾廣泛採用工廠預製的鋼筋混凝土空心的管樁、樁外徑多為40和55釐米,如1953~2023年在武漢修建的漢水鐵路橋和公路橋,以及60年代修建的南京長江橋引橋的大部分基礎均採用這種樁基。
此外,鋼筋混凝土鑽孔灌注樁(也稱鑽孔樁),近幾十年在世界範圍內發展很快,如2023年在中國山東北鎮建成的黃河公路橋,採用直徑1.5米、最大入土深達107米的鋼筋混凝土鑽孔樁;70年代末在阿根廷建成跨巴拉那河的兩座斜張橋,全部採用直徑達2.0米,最大入土深達73米的鋼筋混凝土鑽孔樁。
至於鋼樁主要是鋼管樁及h形鋼樁,其強度甚高,在土中穿透能力強,在工業發達國家使用較多,在中國有少數橋樑(如上海黃浦江橋)也使用過。
三、沉井基礎
是一種古老而且常見的深基礎型別,它的剛性大,穩定性好,與樁基相比,在荷載作用下變位甚微,具有較好的抗震效能,尤其適用於對基礎承載力要求較高,對基礎變位敏感的橋樑。如大跨度懸索橋、拱橋、連續樑橋等。
四、沉箱基礎
在橋樑工程中主要指氣壓沉箱基礎。它主要用於大型橋樑,當水下土層中有障礙物而沉井無法下沉,樁無法穿透時;或地基為不平整的基岩且風化嚴重,需要人員直接檢驗或處理時,常採用沉箱基礎。但沉箱工程需要複雜的施工裝置,人在高氣壓下工作,既不安全,效率也低,其水下下沉深度也受到一定限制,故現今一般較少採用。
五、管柱基礎
是主要用於橋樑的一種深基礎,管柱外形類似管樁,其區別在於:管柱一般直徑較大,最下端一節制成開口狀,在一般情況下,靠專門裝置強迫振動或扭動,並輔以管內排土而下沉,如落於基岩,可以通過鑿巖使錨固於巖盤;而管樁直徑一般較小,樁尖製成閉合端,常用打樁機具打入土中,一般較難通過硬層或障礙,更不能錨固於基岩。大型管柱的外形又類似圓形沉井,但沉井主要是靠自重下沉,其壁較厚,而管柱是靠外力強迫下沉,其壁較薄。
管柱基礎適用於較複雜的水文地質條件,尤其在某些特殊條件下,更能顯示其廣泛適應性。如中國武漢長江橋橋址的水文地質條件為:持力層在水面之下深達40米而洪水期長達8個月,顯然對氣壓沉箱不利;河床覆蓋層很淺,不能用管樁基礎;基岩表面不平,在同一墩位處高差達5~6米,也不能用沉井基礎。
在此情況下,以管柱基礎最為適宜,
土木概論的一道論述題,橋墩的基礎有什麼形式,各有何優缺點?
3樓:橋樑abc也懂生活
按構造和施工方法不同,橋樑基礎型別可分為五種(明挖基礎、樁基礎、沉井基礎、沉箱基礎和管柱基礎):
一、明挖基礎
也稱擴大基礎,系由塊石或混凝土砌築而成的大塊實體基礎,其埋置深度可較其他型別基礎淺,故為淺基礎。它的構造簡單,由於所用材料不能承受較大的拉應力,故基礎的厚、寬比要足夠大,使之形成所謂剛性基礎,受力時不致產生撓曲變形。為了節省材料,這類基礎的立面往往砌成臺階形,平面將根據墩臺截面形狀而採用矩形、圓形、t形或多邊形等。
建造這種基礎多用明挖基坑的方法施工。在陸地開挖基坑,將視基坑深淺、土質好壞和地下水位高低等因素,來判斷是否採用坑壁支援結構──襯板或板樁。在水中開挖則應先築圍堰。
明挖基礎適用於淺層土較堅實,且水流沖刷不嚴重的淺水地區。由於它的構造簡單,埋深淺,施工容易,加上可以就地取材,故造價低廉,廣泛用於中小橋涵及旱橋。中國趙州橋就是在亞粘土地基上採用了這種橋基。
二、樁基礎
由許多根打入或沉入土中的樁和連線樁頂的承臺所構成的基礎。外力通過承臺分配到各樁頭,再通過樁身及樁端把力傳遞到周圍土及樁端深層土中,故屬於深基礎。
樁基礎適用於土質深厚處。在所有深基礎中,它的結構最輕,施工機械化程度較高,施工進度較快,是一種較經濟的基礎結構。有些橋樑基礎要承受較大的水平力,如橋墩基礎要承受來自左右方向的水平荷載,其樁基多采用雙向斜樁;而一些樑式橋的橋臺主要承受來自一側的土壓力,多采用單向斜樁。
如樁徑很大,像常用的大直徑鑽孔樁,具有相當大的剛度,則可不加斜樁而做成垂直樁基。
橋樑基礎多置於水中,故要求樁材不僅強度高,而且要耐腐蝕。在橋樑中常用的樁材為木材、鋼筋混凝土和鋼材。由於木材長度有限,強度和耐腐蝕性較低,故木樁多用於中小橋樑,且樁頂必須埋在低水位以下,才能長期儲存。
鋼筋混凝土樁的強度和耐久性均較木樁為優,多用於較大或重要橋樑,但當遇到含鹽量較高的水文地質條件,也有腐蝕問題,應採取防護措施。中國在1908~2023年修建津浦(天津-浦口)鐵路洛口黃河橋時,其基礎就採用了外接圓直徑為50釐米的正五邊形鋼筋混凝土預製樁,樁長15~17米。自50年代以後,曾廣泛採用工廠預製的鋼筋混凝土空心的管樁、樁外徑多為40和55釐米,如1953~2023年在武漢修建的漢水鐵路橋和公路橋,以及60年代修建的南京長江橋引橋的大部分基礎均採用這種樁基。
此外,鋼筋混凝土鑽孔灌注樁(也稱鑽孔樁),近幾十年在世界範圍內發展很快,如2023年在中國山東北鎮建成的黃河公路橋,採用直徑1.5米、最大入土深達107米的鋼筋混凝土鑽孔樁;70年代末在阿根廷建成跨巴拉那河的兩座斜張橋,全部採用直徑達2.0米,最大入土深達73米的鋼筋混凝土鑽孔樁。
至於鋼樁主要是鋼管樁及h形鋼樁,其強度甚高,在土中穿透能力強,在工業發達國家使用較多,在中國有少數橋樑(如上海黃浦江橋)也使用過。
三、沉井基礎
是一種古老而且常見的深基礎型別,它的剛性大,穩定性好,與樁基相比,在荷載作用下變位甚微,具有較好的抗震效能,尤其適用於對基礎承載力要求較高,對基礎變位敏感的橋樑。如大跨度懸索橋、拱橋、連續樑橋等。
四、沉箱基礎
在橋樑工程中主要指氣壓沉箱基礎。它主要用於大型橋樑,當水下土層中有障礙物而沉井無法下沉,樁無法穿透時;或地基為不平整的基岩且風化嚴重,需要人員直接檢驗或處理時,常採用沉箱基礎。但沉箱工程需要複雜的施工裝置,人在高氣壓下工作,既不安全,效率也低,其水下下沉深度也受到一定限制,故現今一般較少採用。
五、管柱基礎
是主要用於橋樑的一種深基礎,管柱外形類似管樁,其區別在於:管柱一般直徑較大,最下端一節制成開口狀,在一般情況下,靠專門裝置強迫振動或扭動,並輔以管內排土而下沉,如落於基岩,可以通過鑿巖使錨固於巖盤;而管樁直徑一般較小,樁尖製成閉合端,常用打樁機具打入土中,一般較難通過硬層或障礙,更不能錨固於基岩。大型管柱的外形又類似圓形沉井,但沉井主要是靠自重下沉,其壁較厚,而管柱是靠外力強迫下沉,其壁較薄。
管柱基礎適用於較複雜的水文地質條件,尤其在某些特殊條件下,更能顯示其廣泛適應性。如中國武漢長江橋橋址的水文地質條件為:持力層在水面之下深達40米而洪水期長達8個月,顯然對氣壓沉箱不利;河床覆蓋層很淺,不能用管樁基礎;基岩表面不平,在同一墩位處高差達5~6米,也不能用沉井基礎。
在此情況下,以管柱基礎最為適宜,它不受水深限制,且下端可錨固於巖盤,無需較厚的覆蓋層維持柱體穩定,而基礎是由分散的柱體支承於巖面,故巖面不平也易於處理。
橋樑基礎除了上述幾種型別外,還可根據不同地質和水文條件而採用一些組合型基礎結構。如中國杭州錢塘江橋正橋7~15號墩基礎,是在沉箱下接木樁;南京長江橋正橋2號和3號墩,則是鋼沉井套預應力混凝土管柱基礎。
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