桥梁工程的结构组成及作用分析(精)
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桥梁的结构组成及作用分析
2013
年
10
月
20
日
王平洪
一、桥梁结构组成
1.1
桥梁结构由下部结构和上部结构组成。
1.2
桥梁下部结构包括基础、桥墩和桥台
.
1.3
桥梁上部结构是跨越桥孔的结构
,
包括桥梁的桥面系、桥道结构、承
重结构
(
主梁、桁架和拱圈、连接系、支座等。
二、桥梁基础的形式及适用条件
2.1
桥梁基础形式
桥梁基础的形式主要包括
:
扩大基础、桩基础、管柱
、沉井、地下连续墙。
2.2
受力作用特点及适用条件
2.2.1
扩大基础
由地基反力承担全部上部荷载
,
将上部荷载通过基础分散至基础底面
,
使之
满
足地基承载力和变形的要求。
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适用于地基承载力较好的各类土层
,
根据土
质情况分别采用铁镐、十字镐、
挖
掘机、爆破等设备与方法开挖
2.2.2
桩基础
将作用于桩顶以上的结构物传来的荷载传到较深的地基持力层中去。
当荷载
较大或桩数量较多时需在桩顶
设承台将所有基桩联接成一个整体共同承担上部
结
构的荷载。
桩基础包括
:
沉桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。
2.2.2.1
沉桩
1
锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。
2
振动沉桩法一般适用于砂土
,
p>
硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石
土。
3
射
水沉桩法适用在密实砂土
,
碎石土的土层中。
< br>
4
适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。
2.2.2.2
钻孔灌注桩
适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。
2.2.2.3
挖孔灌注桩
适用于无地下水或少量地下水
,
且较密实的土层或风化岩层。
如空气污染物
超
标
,
必须采取通风措施
2.2.3
管柱
它是一种深基础
,
埋入土层一定深度
,
柱底尽可能落在坚实土层或锚固于岩
层
中
,
作用
在承台的全部荷载
,
通过管柱传递到深
层的密实土或岩层上。
适用于岩层、
紧密黏土等各类紧密土质的基底
,
并能穿过溶洞、
孤石支承在
紧密的土层或新鲜岩
层上
,
不适用于有严重地质缺陷的地区
,
如断层挤压破碎带
或严重的松散区域
2.2.4
沉井
沉井是桥梁墩台常用的一种深基础型式
,
有较大的承载面积
,
可以穿过不同
深
度覆盖层
,
将基底放置在承载力较大的土层或岩面上
,
能承受较大的上部荷载。
适
用于竖向和横向承载力大的深基础
2.2.5
地下连续墙
地下挡土墙墙体刚度大
,
主要承受竖向和侧向荷载
,
通常既要作为永久性结
构
的一部分
,
又要作为地下工程施工过程中的防护结
构。
适用于各种用途
,
通常可作为基坑开挖时防渗、挡土
,
或挡水围堰
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,
或邻近
建筑物
基础的支护
,
或直接作为承受上部荷载的基础结构。
及适用于除岩溶和地
下承压水
很高处的其他各类土层中施工
三、桥梁墩、台结构的受力特点分析
桥梁墩台承担着桥梁上部结构所产生的荷载
,
并将荷载有效地传递给地基基
础
,
起着
“
承上启下
”
的作用。
桥墩为多跨桥梁中的中间支承结构物
,
除承受上部结构产生竖向力、
水平力
和
弯
矩外
,
还承受风力、流水压力及可能发生的地震力、冰压力、船
只和漂流物
的撞
击力。
桥台设置在桥梁两端
,
除了支承桥跨结构外
,
又是衔接两岸接线路堤的构筑
物
;
它既要能挡土护岸
,
又能承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧
压力。
桥梁墩台不仅自身应有足够的强度、
刚度和稳定性
,
而且对地基的承载能力、
沉降量、
地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求
,
避免在上述荷载作用
下
产生危害桥梁整体结构的水平、
竖向位移和转角位移。
桥梁墩台受力计算时的
荷
载及其组合应根据可能出现的各种荷载情况进行最不利的荷载组合。
四、桥梁上部结构分类和受力特点分析
4.1
斜交板桥
< br>4.1.1
在均布荷载作用下
,
当桥轴向的跨长相同时
,
斜板桥的最大跨内弯矩
比正桥
要小。
4.1.2
在均布荷载作用下
,
< br>当桥轴向的跨长相同时
,
斜板桥的跨中横向弯矩
比正桥
要小