在桥梁设计中,可供选择的桥梁墩台形式有多种,墩台形式的选择将影响到工程造价、工程质量及后期养护使用,根据目前的设计实践情况,可供选择的桥墩形式,按照构造主要有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、框架桥墩等。如何做好桥梁墩台结构选型?
桥 墩 选 型
1.实体桥墩
实体重力式桥墩:实体重力式桥墩是一种主要靠自身重力平衡外力的实体圬工墩,桥墩的强度与稳定完全依靠桥墩的自身重力来满足。此种桥墩自身刚度大,抗撞能力强,但同时存在受水流冲击阻力较大的缺陷,对地基的要求也较高,因此这种桥墩形式比较适合修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。
实体轻型桥墩:实体轻型桥墩可选用的材料有混凝土、浆砌石块、钢筋混凝土等,这种结构有效减少了圬工体积,减少了工程量,但它的抗冲击能力比较差,受到船只、浮冰或其他漂浮物撞击时,处于十分不利的状态,容易发生结构性、整体性破坏,一般用于中小跨径桥梁上,实体轻型桥墩多采用圆端,以减小水流冲击力度。
2.柱式桥墩
柱式桥墩是目前公路桥梁中采用最多的桥墩形式。它具有线条简洁、明快、美观、等特点,既节省了材料又方便施工,特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩一般有独柱、双柱、多柱等形式,它可以灵活的适应各种桥宽以及地物地貌。
3.空心桥墩
部分镂空实体桥墩是一种相对合理的结构形式,他的外形与普通实体桥墩相仿,有较大的圬工体积,少量的钢筋等。由于镂空结构的存在,使混凝土等圬工工程量大大减少,结构趋于合理,提高了经济效益。薄壁空心桥墩基本结构形式与部分镂空实体桥墩相同,但所采用的材料多为强度较高的钢筋混凝土,以达到“薄壁”效果。
4.框架式桥墩
框架式桥墩用平面框架(必要时可做成双层或多层的框架)代替墩身,支撑上部结构,一般采用钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。框架式桥墩也可以做成V型、Y型、X型等,这些形式给桥梁建筑增添了新的艺术美感,一改桥墩的笨拙形象;同时这些形式提高了桥梁的跨越能力,缩短了主梁跨径,降低主梁高度,是大跨度桥梁常用的桥墩结构形式。
5.桩式桥墩
桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身,在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以是一根或多根桩,设置一排桩时叫排桩墩。这种墩型有很多优点,如节约材料、施工简便、外形简洁,特别适合在平原地区建桥时使用;但是它存在跨度上的局限性(一般小于13m),由于墩身较柔,抗撞能力差,不宜在有漂流物和流速过大的河流中采用。
桥 台 选 型
桥台位于桥梁两端,是使道路与桥梁连结为整体的结构物,起桥梁支座与河岸护坡的作用,常采用的形式主要有:重力式、轻型、框架式、组合式、承拉式等。
1.重力式桥台
重力式桥台主要靠自重来平衡台后的土压力,桥台台身建筑材料多为石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料。依据桥梁跨径、桥台高度及地形条件不同,重力式桥台常采用的类型有U型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台等,在铁路上还有T型桥台、十字形桥台等其他形式。
在U型桥台中台身的作用是抵抗桥跨结构与台后土体的作用力,其翼墙在一定条件下可与前墙共同承担土压力,并形成护坡。八字型和一字型桥台的台身两侧为独立的翼墙,一般要在台身与翼墙之间设置变形逢。这两种形式的桥台要求有稳定的岩土地基,相对较低的桥台,低压缩性河床,中小跨桥多用于跨越人工河道,也可用于立交桥。翼墙外露时还可以起到引导河流的作用。埋置式桥台的台身埋置无翼墙,台帽两端的耳墙直接与路堤相连。它适用于填土高度在10m以下,桥头为浅滩且冲刷较小的中等跨径的多跨桥。如果地质条件允许,可挖空台身,以减轻自重,节省材料。
2.轻型桥台
钢筋混凝土结构充分发挥了钢筋与混凝土各自的长处,其结构在抵抗弯矩方面有很大优势,其特点是结构自重轻,施工方便。轻型桥台又分为薄壁轻型桥台与支撑梁轻型桥台。薄壁轻型桥台常常采用悬臂式、扶壁式、撑墙式、箱式等。悬臂式桥台钢筋与混凝土的用量相对其他形式一般要高,撑墙式与箱型桥台模板用量相对较高。支撑梁轻型桥台在条件允许的情况下,对于单跨或小跨径的桥,可在轻型桥台之间或台墩之间设置支撑梁,构成支撑梁型轻型桥台,增大轻型桥台的承载能力。
3.组合桥台
为充分发挥不同部分的作用,将桥跨作用力与台后土体的作用力分由不同的构件承担,从这种思路出发形成了组合桥台。其优点是受力明确,节省材料。缺点是构造复杂,施工不方便。
4.承拉桥台
在桥台中,根据受力的需要,要求桥台有抵抗压力和拉力的能力,在设计中必须满足受力要求,此种桥台主要在斜弯桥中使用,用来承受由于荷载的偏心作用而使支座受到的拉力。
注 意 事 项
桥梁墩台所处环境多样而且多变,受力情况不易定性定量的分析,应尽量保证其强度、刚度和稳定性有足够的富余度,而且有足够的适应变形或抵抗变形的能力,以避免墩台由于过大的水平位移、竖向沉降及转角而导致破坏。当地基为软土地基时,对桥墩、桥台形式的选取应引起特别注意。所选的桥墩结构形式,必须具备足够的抗水平荷载能力。柱式桥墩在深软土地质条件下不宜采用,因为它水平抗推刚度较小,在水平力作用下会因变形较大而失去承载能力。桥台的选取应尽量离陡边坡的河岸远些,这样可以避免出现台前凌空面。而且长桥台相对于短桥台而言,台前土体压力大些,对台后填土护道起有利作用,也有利于缓解桥头跳车的程度。在这种情况下,长桥台经济效益较好,结构安全性高,行车舒适性优。
在桥梁总体设计中,应坚持安全性、适用性、耐久性三大原则不动摇,同时兼顾经济、美观要求。桥梁的下部结构,桥墩、桥台等的形式选取与整桥设计相统一,也要满足安全、适用、耐久、经济、美观等要求。另外,桥梁墩台结构形式的选取与现场的使用环境息息相关,同时,桥梁墩台还会经常性的受到各种动力荷载的作用,这对保证桥梁结构安全耐久提出更高的要求。所有这些都要求设计者具备深厚的理论功底与丰富的实践经验,同时又要有相当的洞察力与创新精神,保证桥墩、桥台的设计质量及使用效果,使其选择与布设能够更加经济合理。
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墩、台身施工方案
一、墩、台身工程概况 本标段墩柱分1.8米、1.5米、1.3米三种形式,共计126个;本标段台身分柱式台、肋板台、U台、重力式桥台4种形式。
二、 施工方案 (1)根据墩柱柱身的截面形式、类型及数量,从确保墩柱的外观质量与施工工期考虑,墩柱模板均采取定型设计、工厂加工。且每套模板按从底至顶定型配套加工,进行流水作业。 (2)模板均采用板厚6mm的优质钢板,在工厂精确加工,并经严格检验合格后才运抵现场使用。 (3)采用钢管碗扣式脚手架,集中拌和混凝土。用吊车浇注,对墩身高度小于10m者一次连续浇注成型,对墩身高度大于10m者采取分次浇注。
三、施工工艺流程图
四 、场地清理 (1)、清基: 墩柱施工前,凿除系梁顶面浮浆、泥土并冲洗干净,不留积水,整修连接钢筋。 (2)、 测量放线: ①、先根据主线各墩的设计位置,对原设计网点进行加密,补充施工需要的控制桩、水准点。 ②、用全站仪精确测定出其墩柱中心,然后在基础顶面放出墩(台)柱纵横中心线(十字线)和模板外轮廓线的准确位置,并同时定出墩柱模板位置的控制点。 ③、横向中心线在墩台每侧至少埋设两个定位桩,间距不少于30m;纵向中心线视地形也埋设不少于两个定位桩,间距30~100m。施工时各桩都应清楚编号,涂上各色油漆,醒目、牢固。 ④、水准点联测按四等进行控制。施测时,控制水平测量视线长度,前视、后视的距离应大致相等,提高观测精度。 ⑤、确保支承垫石的高程误差≤2mm。施测时,还应注意校核,确保墩柱及跨距准确无误后,才能绑扎钢筋、立模。 ⑥、在施工过程中应测定并经常检查浇注和安装部分的位置和标高,并严格按要求作出测量记录和结论,如超过允许偏差时,分析原因,并予以补救和改正。
五、钢筋工程 (1)钢筋在进场前按规范要求进行抽检,杜绝不合格品进场。进场的钢筋全部堆放在钢筋棚内,在钢筋加工厂内加工。 (2)钢筋在加工前先进行调直和清除污锈,然后按设计要求下料加工。 (3)钢筋的接头采用对焊,直径超过25mm的钢筋采用机械联接。 (4)在配置垂直方向的钢筋时应有不同的长度,以使同一截面上的钢筋接头不超过总根数的50%,水平、竖向钢筋的接头也应上下互相错开,错开长度不小于50cm。 (5)在钢筋焊接前根据现场施工条件、规范和设计要求进行试焊,检验合格后再进行正式施焊。(6)先搭设碗扣式钢管脚手架支架, 桥墩在立模前把墩身的钢筋一次绑好 。 (7)采用镦粗直螺纹钢筋接头时,首先根据不同品牌的钢筋原材料直径负偏差来控制镦粗机压模内径、滚丝机滚丝轮直径和细微调整螺纹套筒的内径;其次,在砂轮切割机上切头0.5—10mm,达到端部平整,将钢筋端头放入模腔,调整镦粗机压泵压力进行镦粗操作;再根据钢筋规格选取相应的滚丝轮,装在滚丝机上,将钢筋镦粗头由尾座卡盘的通孔中插入至滚丝机轮的引导部分并夹紧,然后开动电机自动滚丝成丝头。
六、 模板工程 ①、模板设计:模板质量是墩台身混凝土外观质量的决定因素。根据本标段墩柱的结构形式,拟全部采用定型加工的钢模板。在制作模板时必须严格按设计和钢结构加工验收规范进行;要求具有足够的强度、刚度和组装精度;且拆装方便、接缝严密,确保不漏浆。 ②、模板安装:在基础顶面放出墩台中线及墩台实样。模板安装好后对轴线、高程进行检查,符合规范和设计要求后进行加固,保证模板在灌注混凝土后,不变形、不移位;模内干净无杂物,直面平整,曲面圆顺,拼缝严密。模板内部涂刷脱模剂。墩台身支架均采用搭设碗扣式钢管脚手架,模板和支架不发生联系。支架结构的立面、平面均安装牢固,并能抵挡偶然撞击震动;支架立柱在两个互相垂直的方向加以固定,支架支承部分必须安置在可靠的地基上。 模板内侧均匀的涂抹脱模剂,脱模剂采用优质机油、变压油等油质材料或采用涂蜡等方法。所有脱模剂均应涂刷均匀,以手指触摸不沾手为宜。 当混凝土的强度达到一定要求时,进
行拆模,拆模板时不使用撬棍等工具,避免损坏混凝土的表面及棱角。
七、 混凝土工程 (1)、拌和与运输 施工时将严格按《规范》规定进行混凝土的配合比设计。 ①、水泥采用低碱水泥;粗骨料采用碎石;砂用级配良好的中砂;混凝土搅拌用水采用饮用水。 ②、由搅拌站集中供应混凝土,运输采用砼搅拌输送车。(2)、混凝土的浇注 ①、墩高10m以下的桥墩一次浇筑成型,墩高超过10m的桥墩分段浇筑成型。浇筑前,先凿除施工接缝面上的水泥砂浆薄膜和表面上松动的石子或松弱混凝土层,并以压力水冲洗干净,使之充分湿润,不积水。对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,尺寸不符合规范要求的及时进行调整,确保尺寸准确。 ② 、墩柱混凝土入模采用吊车吊斗配合串管直接到浇注部位。混凝土采用分层浇筑,每层厚度不超过30cm,且在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。 ③、控制钢筋保护层的垫块,使用塑料专用垫块,确保钢筋保护层符合要求,砼表面无漏筋和露块现象,影响混凝土的外观质量。 ④、在施工中混凝土的生产、运输、浇筑速度相互匹配,满足:V≥sh/t 。 式中:V—混凝土配制、输送及灌注的容许最小速度,m3/h; s—灌注的面积,m2; h—灌注层的厚度,m; t—所用水泥的初凝时间,h。 ⑤、每座桥梁墩柱开工前,应先做试验墩,以检查模板质量、砼外观质量、色泽等,获得批准后方可进行全面施工。 (3)、振捣 浇筑混凝土时,采用插入式振捣棒振捣密实。插入式振捣棒移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模保持至少20cm的距离,且插入下层混凝土5~10cm,每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒,避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。 振捣时观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆,水平有光泽时即缓慢抽出振捣棒。 (4)、养生 墩柱砼灌注完成后,利用接水管上墩的方法养生,混凝土浇筑完2~3小时后覆盖塑料薄膜浇水养护,对未拆模的和已拆模的均浇水养护,塑料薄膜内有大量的凝结水,且塑料薄膜覆盖严密,避免被风吹开,养护时间不少于7天,并派专人负责此项工作。
赣州晒房网讯 小编获悉,于都县一座危桥即将重建,目前G323线于都县荷树栋桥重建工程已由江西省公路管理局批准建设,项目已具备招标条件,正在进行施工招标,招标人为赣州市公路管理局于都分局。
本项目建安费共约530万元,计划总工期6个月,共计180日历天。
网络资料图
工程概况:本项目位于于都县,是国道G323线上的一座桥梁,中心桩号K42+565。该桥全长115.8m,老桥为上部为1孔60m空腹式箱型拱桥,桥台为U型桥台、扩大基础,桥梁宽度净9.0m+2x1.75(人行道)。因老桥上部构造病害严重,现决定利用原有桥台,重建3x32.7m预应力砼先简支后连续T梁。桥梁设计标准:汽车荷载等级:公路-I级;设计洪水频率:中桥1/100;桥面标准宽度:净11.5+2x0.5(防撞护栏);设计安全等级:一级;设计基准期:100年;主体结构设计使用年限:中桥使用年限为50年,其余可更换构件为15年。
来源:赣州晒房网
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锥体护坡是桥台的重要防护设施,工程验收时都对其外观质量提出很高要求。一个砌筑良好的桥台锥体护坡既能反映施工单位的现场管理及技术水平,又能给人们以美的感受,锥坡是以后验交工作中必不可少的检查项目。
很多测量员由于没有认真吃透锥体护坡设计的结构尺寸及基本线形,对锥体护坡现场放样方法掌握不清,施工前未放样,而是由劳务队根据已掌握的经验在现场“自己设计”,对于有经验的劳务人员圆顺的锥坡线形基本可以满足验收要求,可是对于二把刀就不敢恭维了,线形及坡面圆顺度较差,有的轮廓结构尺寸有误,结果测量员成了背锅侠,这在工程中是常有的事,那么桥梁锥坡如何放样呢?
01桥梁锥坡识图
桥(涵)台锥坡一般在平面上呈1/4椭圆形或者1/4圆,立面呈锥体,其边坡根据路堤填土高低设置一级坡或者多级坡,依据《公路桥涵设计通用规范》设定,对于多级坡一般底层较缓,上层较陡,中间有变坡点。根据桥梁有正交与斜交之分,所以桥梁锥坡也有正交和斜交之分,如下图1、图2:
上图中L1=L2,平面投影即为圆。
立面放坡图:
02锥坡坐标计算
第一步:锥体护坡高度的确定:
锥体护坡高度H=设计路肩标高-自然地面标高(设计图纸会提供,测量人员需要现场测量桥台附近原地面高程,校核图纸。)
第二步:锥坡椭圆长半轴a和短半轴b的确定
长半轴a和短半轴b,大多数设计图纸会提供如上页锥坡识图中的L1和L2,有的不提供,需要根据填土坡度(1:M)和锥坡高度得出锥顶点到两个坡角点的水平距离D=M×H,即为长半轴a和短半轴b,如下图,O为椭圆方程式的焦点,为现场锥坡的顶点,
椭圆方程式:(圆为特殊的椭圆,长半轴a=短半轴b)
特别注意:
当桥梁斜交时,长半轴a和短半轴b计算D=M×H/(sin或者cos
斜交角度或者斜交角度-90°)如下图:(与涵洞斜交斜做涵宽计算值理解一样)
第三步:将锥坡水平投影角度10等分
将锥坡水平投影角度10等分,按每10度计算椭圆弧线上点坐标即可放样。
设锥坡顶点距椭圆轮廓线上任意半径为R,则
其中为θ=10°,根据锥坡与线路中心线之关系确定锥坡顶点坐标及任意半径直线的方位角,进行坐标正算。也是利用二次偏距法,思路如下图:
03实例计算
利用桥梁径向布置(交角90°)实例演示教学
1锥坡椭圆长半轴a、短半轴b、护坡高度的确定:
图纸提供:
图纸校核:0号左和0号右长半轴L2、短半轴L1相等,锥坡投影为1/4圆弧,0号左锥顶高程199.837-坡脚高程195.620=4.217,H/L1=0.6666换算成1:M=1:1.5于设计图纸一致。同理0号右锥顶高程200.205-坡脚高程196.746=3.459,H/L1=0.6666换算成1:M=1:1.5于设计图纸一致。同理7号台一样。
2确定锥坡顶点中心桩号与路中线偏距
0号台锥坡顶点中心桩号=桥梁起点桩号494.248+0.5=494.748
7号台锥坡顶点中心桩号=桥梁终点桩号732.248-0.5=731.748
第一偏距为5米,从下图获得:
细部图纸
3输入双心软件二次偏距编辑EXCEL(前提是编辑好道路平曲线)
该实例因为锥坡投影为1/4圆弧,所以第二偏距都相等,如果锥坡投影为1/4椭圆,这里的第二偏距为任意半径,计算公式:
参数文件提供一个EXCEL计算程序,直接输入即可,如下图:
4计算如下图
5生成脚步文件展绘CAD如下图
工地通路测
测量员
6利用工地通路测或者测量员手机测量软件进行模拟放样再次检验坐标正确与否,如下图:
工地通路测
测量员
【作者:韩韩】
理性双鱼男,正能量/社会脑传媒人。
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