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重力式墩、臺(tái)P115
重力式橋墩與重力式橋臺(tái)的主要特點(diǎn)是靠自身重量來(lái)平衡外力而保持其穩(wěn)定,因此,墩、臺(tái)身比較厚實(shí),可以不用鋼筋,而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁,或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū),小橋也往往采用。主要缺點(diǎn)是圬工體積較大,因而其自重和阻水面積也較大。
拱橋重力式橋墩分為普通墩與制動(dòng)墩,制動(dòng)墩要能承受單向較大的水平推力,防止出現(xiàn)一側(cè)的拱橋傾塌,因而尺寸較厚實(shí);與梁橋重力式橋墩相比較,具有拱座等構(gòu)造設(shè)施。
【提示】本考點(diǎn)多以選擇題目形式出現(xiàn),掌握橋梁基礎(chǔ)分類及適用條件。
橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)
橋墩為多跨橋梁中的中間支承結(jié)構(gòu)物,除承受上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩外,還承受風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力。
橋臺(tái)設(shè)置在橋梁兩端,除了支承橋跨結(jié)構(gòu)外,又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)筑物;它既要能擋土護(hù)岸,又能承受臺(tái)背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。
橋梁墩臺(tái)不僅自身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,而且對(duì)地基的承載能力、沉降量、地基與基礎(chǔ)之間的摩阻力等也都提出一定的要求,避免在上述荷載作用下產(chǎn)生危害橋梁整體結(jié)構(gòu)的水平、豎向位移和轉(zhuǎn)角位移。
橋梁墩臺(tái)受力計(jì)算時(shí)的荷載及其組合應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的各種荷載情況進(jìn)行最不利的荷載組合。
橋梁上部結(jié)構(gòu)分類和受力特點(diǎn)
1.斜交板橋
(1)荷載有向兩支承邊之間最短距離方向傳遞的趨勢(shì);
(2)各角點(diǎn)受力情況可用比擬連續(xù)梁的工作來(lái)描述,鈍角處產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩,反力也較大,銳角點(diǎn)有向上翹起的趨勢(shì);
(3)在均布荷載作用下,當(dāng)橋軸向的跨長(zhǎng)相同時(shí),斜板橋的最大跨內(nèi)彎矩比正橋要小;
(4)在均布荷載作用下,當(dāng)橋軸向的跨長(zhǎng)相同時(shí),斜板橋的跨中橫向彎矩比正橋要小。
2.裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁:
梁肋與翼板(橋面板)結(jié)合在一起作為承重結(jié)構(gòu),肋與肋之間的處于受拉區(qū)域的混凝土得到較大挖空,減輕結(jié)構(gòu)自重。既充分利用擴(kuò)展的橋面板的抗壓能力,又有效地發(fā)揮了梁肋下部受力鋼筋的抗拉作用。
3.預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁:
預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁存在核心距的概念,其越大則抗力效應(yīng)增加,為提高核心距,在構(gòu)造上可采用大翼緣、薄肋板、寬矮馬蹄的結(jié)構(gòu)形式。配合梁內(nèi)正彎矩的分布,防止混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力,縱向預(yù)應(yīng)力筋在梁端彎起,彎起可增強(qiáng)支點(diǎn)附近的抗剪能力。
4.連續(xù)體系橋梁
(1)由于支點(diǎn)存在負(fù)彎矩,使跨中正彎矩顯著減少,可以減少跨內(nèi)主梁的高度,提高跨徑,當(dāng)加大支點(diǎn)截面附近梁高形成變截面時(shí),還可進(jìn)一步降低跨中彎矩;
(2)由于是超靜定結(jié)構(gòu),產(chǎn)生附加內(nèi)力的因素包括預(yù)應(yīng)力、混凝土的收縮徐變、墩臺(tái)不均勻沉降、截面溫度梯度變化等;
(3)配筋要考慮正負(fù)兩種彎矩的要求,頂推法施工要考慮截面正負(fù)彎矩的交替變化。
5.斜拉橋
(1)斜拉索相當(dāng)于增大了偏心距的體外索,充分發(fā)揮抵抗負(fù)彎矩的能力,節(jié)約鋼材;
(2)斜拉索的水平分力相當(dāng)于混凝土的預(yù)壓力;
(3)主梁多點(diǎn)彈性支承,高跨比小,自重輕,提高跨徑。
6.懸索橋
(1)主纜為主要承重結(jié)構(gòu),其巨大的拉力需要牢固的地錨承受,對(duì)于連續(xù)吊橋,中間地錨的兩側(cè)拉索水平推力基本平衡,主要利用自重承受向上的豎向力;
(2)主纜的變形非線性,一般采用撓度理論或變形理論,撓度理論是考慮原有荷載(如恒載)已產(chǎn)生的主纜軸力對(duì)新的荷載(如活載)產(chǎn)生的豎向變形(撓度)將產(chǎn)生一種新的抗力,在變形之后再考慮內(nèi)力的平衡;變形理論將懸索橋看作為由各單根構(gòu)件所組合的結(jié)構(gòu)體系,在力學(xué)分析中先計(jì)算每個(gè)構(gòu)件的剛度,放入結(jié)構(gòu)體系的矩陣內(nèi),進(jìn)行總體平衡的求積。
7.拱橋
拱橋的拱圈是橋跨結(jié)構(gòu)的主要承載部分,在豎直荷載作用下,拱端支撐處不僅有豎向反力,還有水平推力,這樣拱的彎矩比相同跨徑的梁的彎矩小得多,而使整個(gè)拱主要承受壓力。
【提示】公路橋梁下部結(jié)構(gòu)可分為重力式橋墩、重力式橋臺(tái)、輕型橋墩、輕型橋臺(tái)。墩臺(tái)施工常結(jié)合大體積混凝土施工進(jìn)行考查,注意澆筑、養(yǎng)護(hù)、分層澆筑、接縫處理等要點(diǎn)。
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責(zé)編:limingjuan2018
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