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中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
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橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)概念及受力特點(diǎn)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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當(dāng)?shù)缆贰㈣F路、渠道、管線等遇到障礙(如山谷、河流以及其他路線等)而中斷時(shí),所修建的用以跨越橋梁的上部結(jié)構(gòu)是跨越結(jié)構(gòu),其總的受力體系一般為水平結(jié)構(gòu)體系。

墩臺(tái)支承橋梁上部結(jié)構(gòu)并形成跨越空間,其中,橋臺(tái)是指橋梁的兩端支承結(jié)構(gòu),橋墩是指除橋臺(tái)外的中間支承結(jié)構(gòu)?;A(chǔ)是橋梁土中隱蔽結(jié)構(gòu),是與地基(承受人工結(jié)構(gòu)物荷載的地表層巖土)直接接觸,并把所受之荷載全部傳給地基的結(jié)構(gòu)部分。常用的基礎(chǔ)類型主要依其埋置深度劃分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ),深基礎(chǔ)多以樁與沉井基礎(chǔ)為主。墩臺(tái)與基礎(chǔ)工程統(tǒng)稱為橋梁下部結(jié)構(gòu)。橋臺(tái)除與橋墩一樣支撐上部結(jié)構(gòu)傳遞荷載外,還是橋梁與道路銜接過(guò)渡的結(jié)構(gòu)物,所以它除外形復(fù)雜外,還受到路堤填土的各種土壓力作用橋梁上下部結(jié)構(gòu)劃分:梁式橋以支座劃分,支座以上(含支座)為上部結(jié)構(gòu),支座以下為下部結(jié)構(gòu);拱橋是以拱腳劃分;對(duì)其他結(jié)構(gòu)橋梁,則是將橋面以下的豎向結(jié)構(gòu)劃為橋梁的下部結(jié)構(gòu)(如連續(xù)剛構(gòu)橋),斜拉橋和懸索橋加勁梁下支承索塔部分稱為塔墩,其基礎(chǔ)稱為塔墩基礎(chǔ)。

墩臺(tái)基礎(chǔ)受力特點(diǎn)

橋梁墩臺(tái)與基礎(chǔ)是一個(gè)連續(xù)一體的受力體系,上部結(jié)構(gòu)下傳的力和下部結(jié)構(gòu)自身受到的力.由墩臺(tái)頂帽至基礎(chǔ)底面,層層平衡和傳遞,所以從總體概略來(lái)講,下部結(jié)構(gòu)是一個(gè)壓彎體系。早期的設(shè)計(jì)多以重力式實(shí)體圬工結(jié)構(gòu)為主,現(xiàn)今隨著大跨、高橋,尤其是城市寬橋的建設(shè),墩臺(tái)設(shè)計(jì)趨向纖細(xì)、美觀、空透方向發(fā)展,增加了藝術(shù)處理的構(gòu)思,采用眾多受力復(fù)雜的梁柱構(gòu)架(這些知識(shí)在后面將專門講述),所以設(shè)計(jì)計(jì)算要采用簡(jiǎn)化、適用的分析模型,對(duì)組成構(gòu)架的各構(gòu)件的內(nèi)力和變形加以驗(yàn)算和配筋,以保證對(duì)下部結(jié)構(gòu)要求的整體強(qiáng)度、穩(wěn)定性和適宜剛度。

橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)不僅受與上部橋梁結(jié)構(gòu)同樣因素的影響(如汽車和人群荷載、風(fēng)力、溫度影響力等),而且由于自身是水下土中的結(jié)構(gòu)物,還受水流和水中的漂流物、流冰、船舶等撞擊作用。這些力的作用方向,主要是橫橋方向。橋梁基礎(chǔ)還受到地基土性質(zhì)變化所產(chǎn)生的各種因素的作用,如在凍土地區(qū),就會(huì)受到土在凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的各種凍脹力的作用。由于上部結(jié)構(gòu)體系的不同,上部結(jié)構(gòu)對(duì)墩臺(tái)基礎(chǔ)的作用狀態(tài)也不同,所受的力有梁式結(jié)構(gòu)傳下來(lái)的豎向反力,也有拱式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的很大的水平推力,還有索吊體系橋梁(懸索橋和斜拉橋)、T 形剛構(gòu)橋梁等產(chǎn)生的正、負(fù)反力作用。

上述各種外力作用,既有順橋方向的,又有橫橋方向的,有時(shí)還是同時(shí)作用,所以墩臺(tái)基礎(chǔ)是一個(gè)空間受力結(jié)構(gòu)。不同地區(qū)、不同河流,甚至同一座橋上不同位置的墩臺(tái)基礎(chǔ),其所受到的各種力的作用狀態(tài)和組合都是不同的,可能是順橋方向控制設(shè)計(jì),也可能是橫橋方向控制設(shè)計(jì)。當(dāng)兩種情況不能明確判斷時(shí),則兩種情況都要進(jìn)行驗(yàn)算。

在這里還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》( JTG D63-2007)(以下簡(jiǎn)稱《公橋基規(guī)》)對(duì)于作用于下部結(jié)構(gòu)的一部分影響很大的作用(荷載),如土壓力、制動(dòng)力、冰壓力、船筏撞擊力等,因其作用隨機(jī)性較大,變化幅值大,所以計(jì)算規(guī)定與取值比較粗略。尤其是地基土,由于土體性狀的復(fù)雜性,規(guī)范提供的計(jì)算參數(shù)變幅范圍較大,雖然普遍應(yīng)用性較強(qiáng),但降低了實(shí)際應(yīng)用的精確性。由于下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮的各種作用參數(shù)具有一定的粗略性,因此下部結(jié)構(gòu)計(jì)算不可能有十分精確的解析結(jié)果。設(shè)計(jì)者要依據(jù)工程的重要性和對(duì)具體的自然條件、水文地質(zhì)條件的了解,并考慮施工的主導(dǎo)工藝本質(zhì)特點(diǎn)和影響,結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),經(jīng)過(guò)分析判斷,選取合理可靠的計(jì)算參數(shù)。

下部結(jié)構(gòu)施工的自然和技術(shù)條件與上部結(jié)構(gòu)相比,難以預(yù)計(jì)的因素多,變數(shù)較大,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又不易大規(guī)模變更,必須用臨時(shí)的施工措施來(lái)應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題。因此,下部結(jié)構(gòu),尤其是復(fù)雜的大型基礎(chǔ),依據(jù)關(guān)鍵性自然因素和技術(shù)條件在理論及經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下確定主導(dǎo)的施工方法十分重要。在實(shí)際工程中,下部結(jié)構(gòu)發(fā)生意外事故和施工偏差的情況往往多于上部結(jié)構(gòu),是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)性很大的施工環(huán)節(jié)。統(tǒng)計(jì)資料表明,橋梁災(zāi)難性破壞,絕大部分是由于下部結(jié)構(gòu)破壞所致。從防災(zāi)、減災(zāi)、保證橋梁安全使用的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)考慮,下部結(jié)構(gòu)是最關(guān)鍵的部位之一。

中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)

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