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橋梁下部結(jié)構(gòu)、涵洞

時(shí)間:2020-11-09 18:39:09 公路造價(jià)師 我要投稿

橋梁下部結(jié)構(gòu)、涵洞

  導(dǎo)語(yǔ):同構(gòu)筑物應(yīng)單獨(dú)整理,一座橋、涵、通道作為一個(gè)獨(dú)立單元,上下部結(jié)構(gòu)的編排順序,一般可按下部結(jié)構(gòu)在前,上部結(jié)構(gòu)在后進(jìn)行整理,按分項(xiàng)、分部、單位工程劃分表的順序歸檔。

橋梁下部結(jié)構(gòu)、涵洞

  橋梁下部結(jié)構(gòu),涵洞, 地下工程

  內(nèi)容提要

  橋梁下部結(jié)構(gòu),涵洞, 地下工程的工程構(gòu)造

  重點(diǎn)難點(diǎn)

  對(duì)工程分類(lèi)、適用、組成、構(gòu)造要記憶,對(duì)構(gòu)造的要求、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍要理解。地下工程是“了解”內(nèi)容。

  內(nèi)容講解

  三、橋梁下部結(jié)構(gòu)

  (一)橋橋墩

  1.實(shí)體墩

  實(shí)體橋墩是指橋墩是由一個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu)組成的,可分 為實(shí)體重力式橋墩和實(shí)體薄壁橋墩(墻式橋墩)。

  實(shí)體橋墩是由墩帽、墩身和基礎(chǔ)組成的。

  2.空心橋墩.

  空心橋墩有兩種形式,一種基本為上述的實(shí)體重力型結(jié)構(gòu),鏤空中心部分。另一種即采取薄壁鋼筋混凝土的空格形墩身。

  空心橋墩墩身立面形狀可分為直坡式、臺(tái)坡式、斜坡式?招亩瞻幢诤穹譃楹癖谂c薄壁兩種。

  空心橋墩在構(gòu)造尺寸上應(yīng)符合下列規(guī)定:

  (1)身最小壁厚,對(duì)于鋼筋混凝土不宜小于30cm,對(duì)于素混凝土不宜小于50cm。

  (2)墩身內(nèi)應(yīng)設(shè)橫隔板或縱、橫隔板。

  (3)墩身周?chē)鷳?yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)耐L(fēng)孔與泄水孔,孔的直徑不宜小于20cm;

  例題:空心橋墩在構(gòu)造尺寸上應(yīng)符合下列規(guī)定:

  A.墩身最小壁厚,對(duì)于素混凝土不宜小于50cm。

  B.最小壁厚,對(duì)于鋼筋混凝土不宜小于30cm,

  C.墩身最小壁厚,對(duì)于鋼筋混凝土不宜小于40cm,

  D.身的通風(fēng)孔與泄水孔,孔的直徑不宜小于20cm;

  E.身的通風(fēng)孔與泄水孔,孔的直徑不宜小于15cm;

  答案:ABD

  3.柱式橋墩

  柱式橋墩一般由基礎(chǔ)之上的承臺(tái)、柱式墩身和蓋梁組成。柱式橋墩的墩身沿橋橫向常 由1-4根立柱組成。

  4.柔性墩.

  柔性墩是橋墩輕型化的途徑之一,它是在多跨橋的兩端設(shè)置剛性較大的橋臺(tái),中墩均為柔性墩。

  典型的柔性墩為柔性排架樁墩,多用在墩臺(tái)高度5.0。7.Om,跨徑一般不宜超過(guò)13 m的中、小型橋梁上。

  柔性排架樁墩分單排架和雙排架墩。單排架墩一般適用于高度不超過(guò)4.0-5.Om。樁墩高度大于5.Om時(shí),為避免行車(chē)時(shí)可能發(fā)生的縱向晃動(dòng),宜設(shè)置雙排架墩;

  5.框架墩

  框架墩采用壓撓和撓曲構(gòu)件,組成平面框架代替墩身,支承上部結(jié)構(gòu),必要時(shí)可做成雙層或更多層的框架支承上部結(jié)構(gòu)?蚣芏帐潜瓤招亩崭M(jìn)一步的輕型結(jié)構(gòu),是以鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土建成受力體系。

  (二)橋臺(tái)

  按照橋臺(tái)的形式,可分為以下幾種:

  1.重力式橋臺(tái)

  重力式橋臺(tái)主要靠自重來(lái)平衡臺(tái)后的土壓力,橋臺(tái)本身多數(shù)由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并用就地澆筑的方法施工。常用的類(lèi)型有U形橋臺(tái)、埋置式橋臺(tái)、八字式和一字式橋臺(tái)。埋置式橋臺(tái)將臺(tái)身埋置于臺(tái)前溜坡內(nèi),不需要另設(shè)冀墻,僅由臺(tái)帽兩端耳墻與路堤銜接。

  (1)臺(tái)帽與背墻。橋臺(tái)頂帽由臺(tái)帽和背墻兩部分組成。

  (2)臺(tái)身。實(shí)體式橋臺(tái)臺(tái)身前后設(shè)置斜坡呈梯形截面。臺(tái)身 頂?shù)拈L(zhǎng)度與寬度應(yīng)配合臺(tái)帽。

  (3)翼墻及耳墻。了解即可。.

  2.輕型橋臺(tái)

  輕型橋臺(tái)一般由鋼筋混凝土材料建造,其特點(diǎn)是用這種結(jié)構(gòu)的抗彎能力來(lái)減少圬工體積而使橋臺(tái)輕型化。常用的輕型橋臺(tái)有薄壁輕型橋臺(tái)和支撐梁輕型橋臺(tái)。

  3.框架式橋臺(tái)

  框架式橋臺(tái)是一種在橫橋向呈框架式結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)輕型橋臺(tái),它所承受的土壓力較小,適用于地基承載力較低、臺(tái)身較高、跨徑較大的梁橋。其構(gòu)造形式有柱式、肋墻式、 半重力式和雙排架式、板凳式等。

  雙(多)柱式一般用于填土高度小于5m的場(chǎng)合;填土高度大于5m時(shí),可采用墻式。

  4.組合式橋臺(tái)

  為使橋臺(tái)輕型化,橋臺(tái)本身主要承受橋跨結(jié)構(gòu)傳來(lái)的豎向力和水平力,而臺(tái)后的土壓力由其他結(jié)構(gòu)來(lái)承受,形成組合式的橋臺(tái)。

  (三)墩臺(tái)基礎(chǔ)

  1.擴(kuò)大基礎(chǔ)

  這是橋涵墩臺(tái)常用的基礎(chǔ)形式。它屬于直接基礎(chǔ),是將基礎(chǔ)底板設(shè)在直接承載地基上,來(lái)自上部結(jié)構(gòu)的荷載通過(guò)基礎(chǔ)底板直接傳遞給承載地基。

  2.樁與管柱基礎(chǔ)

  當(dāng)?shù)鼗鶞\層地質(zhì)較差,持力土層埋藏較深,需要采用深基礎(chǔ)才能滿足結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性要求時(shí),可用樁基礎(chǔ)。

  2004考題:當(dāng)水文地質(zhì)條件復(fù)雜,特別是深水巖面不平且無(wú)覆蓋層時(shí),橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)宜選用( )。

  A.沉井基礎(chǔ)

  B.樁基礎(chǔ)

  C.管柱基礎(chǔ)

  D.擴(kuò)大基礎(chǔ)

  3.沉井基礎(chǔ)

  橋梁工程常用沉井作為墩臺(tái)的梁基礎(chǔ)。 沉井形式各異,但在構(gòu)造上均主要由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、封底、填心和蓋板等組成。

  四、涵洞.

  涵洞和橋的區(qū)別,按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,單孔跨徑小于5m,多孔跨徑總長(zhǎng)小于8m的統(tǒng)稱為涵洞;而圓管涵及箱涵則不論孔徑大小、孔數(shù)多少,都叫作涵洞。

  (一)涵洞的分類(lèi)

  1. 按構(gòu)造形式不同分類(lèi)

  涵洞可分為圓管涵、拱涵、蓋板涵、箱涵。

  (1)圓管涵。圓管涵的直徑一般為0.5-1.5m。圓管涵受力情況和適應(yīng)基礎(chǔ)的性能較好,兩端僅需設(shè)置端墻,不需設(shè)置墩臺(tái),故圬工數(shù)量少,造價(jià)低,但低路堤使用受到限制。

  (2)蓋板涵。蓋板涵在結(jié)構(gòu)形式方面有利于在低路堤上使用,當(dāng)填土較小時(shí)可做成明涵。

  (3)拱涵。一般超載潛力較大,砌筑技術(shù)容易掌握,便于群眾修建,是一種普遍采用的涵洞形式。

  (4)箱涵。適用于軟土地基,但因施工困難且造價(jià)較高,一般較少采用。

  例題、砌筑技術(shù)容易掌握,超載潛力較大的是[ ],

  A.蓋板涵

  B.拱涵

  C.箱涵

  D.圓管涵

  答案;B

  分析;一般超載潛力較大,砌筑技術(shù)容易掌握,便于群眾修建,是一種普遍采用的涵洞形式。箱涵適用于軟土地基,但因施工困難且造價(jià)較高,一般較少采用。

  2.按洞頂填土情況不同分類(lèi).

  涵洞可分為明涵和暗涵。

  (1)明涵。洞頂無(wú)填土,適用于低路堤及淺溝渠處。

  (2)暗涵。洞頂有填土,且最小填土厚度應(yīng)大于50cm,適用于高路堤及深溝渠處。

  3.按建筑材料不同分類(lèi)

  涵洞可分為磚涵、石涵、混凝土涵及鋼筋混凝土涵等。

  4.按水力性能不同分類(lèi)

  涵洞可分為無(wú)壓力式涵洞、半壓力式涵洞、壓力式涵洞。

  (1)無(wú)壓力式涵洞。水流在涵洞全部長(zhǎng)度上保持自由水面。

  (2)半壓力式涵洞。涵洞進(jìn)口被水淹沒(méi),洞內(nèi)水全部或一部分為自由面。

  (3)壓力式涵洞。涵洞進(jìn)出口被水淹沒(méi),涵洞全長(zhǎng)范圍內(nèi)以全部斷面泄水。

  例題、暗涵洞頂最小填土厚度應(yīng)大于[ ] cm

  A.50

  B.80

  C.100

  D.120

  答案;A

  分析;暗涵。洞頂有填土,且最小填土厚度應(yīng)大于50cm,適用于高路堤及深溝渠處。

  2004考題.山區(qū)公路跨過(guò)山谷的路堤較高,泄洪涵洞埋置較深,根據(jù)泄洪流量可選用的泄洪涵洞形式有( )。

  A.明涵

  B.圓管涵

  C.蓋板涵

  D.拱涵

  E.箱涵

  (二)涵洞的組成

  涵洞由洞身、洞口、基礎(chǔ)三部分和附屬工程組成。在地面以下,防止沉陷和沖刷的部分稱作基礎(chǔ);建筑在基礎(chǔ)之上,擋住路基填土,以形成流水孔道的部分稱為洞身;設(shè)在洞身兩端,用以集散水流,保護(hù)洞身和路基使之不被水流破壞的建筑物稱為洞口,它包括端墻、翼墻、護(hù)坡等。

  為防止不均勻沉陷,將涵洞全長(zhǎng)分為若干段,每段之間以及洞身與端墻之間設(shè)置沉降縫,使各段可以獨(dú)自沉落而互不影響。

  例題、涵洞由[ ]和附屬工程組成。.

  A.洞身

  B.端墻

  C.洞口

  D.基礎(chǔ)

  E.護(hù)坡

  答案:A、C、D、

  (三)涵洞的構(gòu)造

  1.洞身。

  洞身是涵洞的主要部分,它的截面形式有圓形、拱形、矩形(箱形)三大類(lèi)。

  為充分發(fā)揮洞身截面的泄水能力,有時(shí)在涵洞進(jìn)口處采用提高節(jié). 圓形管涵不采用提高節(jié)。

  (1)圓管涵。圓管涵以鋼筋混凝土及混凝土管涵最為常見(jiàn)。

  鋼筋混凝土圓管涵靜力工作性能良好,混凝土的用量小,制造簡(jiǎn)單,移動(dòng)時(shí)也很方便。一般可分為剛性管涵和四鉸式管涵。

  1)剛性管涵。剛性管涵在橫截面上構(gòu)成一個(gè)剛性環(huán),圓環(huán)厚度隨直徑大小和填土高度而變。

  2)四鉸式管涵。采用四鉸式管涵的目的是為了降低圓管的應(yīng)力,以節(jié)約材料。鉸分別布置在最大彎矩處,即涵洞的兩側(cè)及涵洞的頂部和底部。

  由于四鉸式管較剛性管應(yīng)力減小很多,所以它不僅可以縮小截面尺寸,減少配筋數(shù)量,而且可以采用純混凝土來(lái)建造。

  (2)拱涵。拱涵的洞身由拱圈、側(cè)墻(墻臺(tái))和基礎(chǔ)組成。拱圈形狀普遍采用圓弧拱。

  (3)矩形涵洞。蓋板涵是常用的矩形涵洞,由基礎(chǔ)側(cè)墻(涵臺(tái))和蓋板組成。

  蓋板涵的`過(guò)水能力較圓管涵大,與同孔徑的拱涵相接近,施工期限較拱涵短,但鋼材用量比拱涵多,對(duì)地基承載力的要求較拱涵低。因此,在要求通過(guò)較大的排洪量,地質(zhì)條件較差,路堤高度較小的設(shè)涵處,常采用蓋板涵,且常采用明涵。

  例題、圓管涵特點(diǎn)[ ]。.

  A.圓管涵的直徑一般為0.5-1.5m

  B.低路堤使用受到限制

  C.受力情況和適應(yīng)基礎(chǔ)的性能較好

  D.圬工數(shù)量少,造價(jià)低

  E.圓管涵兩端不需設(shè)置端墻

  2.洞口建筑

  涵洞洞口建筑在洞身兩端,連接洞身與路基邊坡。

  (1)涵洞與路線正交的洞口建筑。涵洞與路線正交時(shí),常用的洞口建筑形式有端墻式、八字式、井口式。

  1)端墻式。端墻式洞口建筑為垂直涵洞軸線的矮墻,用以擋住路堤邊坡填土。構(gòu)造簡(jiǎn)單,但泄水能力較小。

  2)八字式。八字式洞口除有端墻外,端墻前洞口兩側(cè)還有張開(kāi)成八字形的翼墻。八字翼墻泄水能力較端墻式洞口好,多用于較大孔徑的涵洞。

  3)井口式。當(dāng)洞身底低于路基邊溝(河溝)底時(shí),進(jìn)口可采用井口式洞口。水流匯入井內(nèi)后,再經(jīng)涵洞排走。

  (2)涵洞與路線斜交的洞口建筑。涵洞與路線斜交時(shí),洞口建筑仍可采用正交涵洞的洞口形式,根據(jù)洞口與路基邊坡相連的情況不同,有斜洞口和正洞口之分。但常被采用是斜洞口。

  3.涵洞的基礎(chǔ)

  涵洞的基礎(chǔ)一般采用淺基防護(hù)辦法,即不允許水流沖刷,只考慮天然地基的承載力。除石拱涵外,一般將涵洞的基礎(chǔ)埋在允許承壓應(yīng)力為200kh以上的天然地基上。

  (1)洞身基礎(chǔ)。.

  1)圓管涵基礎(chǔ)。圓管涵基礎(chǔ)根據(jù)土壤性質(zhì)、地下水位及冰凍深度等情況,設(shè)計(jì)為有基及無(wú)基兩種。有基涵洞采用混凝土管座。出入口端墻、翼墻及出入口管節(jié)一般都為有基。有下列情況之一者,不得采用無(wú)基:巖石地基外,洞頂填土高度超過(guò)5m;最大流量時(shí),涵前積水深度超過(guò)2.5m者;經(jīng)常有水的河溝;沼澤地區(qū);溝底縱坡大于5%。

  2)拱涵基礎(chǔ)。拱涵基礎(chǔ)有整體基礎(chǔ)與非整體基礎(chǔ)兩種。整體式基礎(chǔ)適用于小孔徑涵洞;非整體式基礎(chǔ)適用于涵洞孔徑在2m以上,地基土壤的允許承載力在300kPa及以上、壓縮性小的良好土壤(包括密實(shí)中砂、粗砂、礫石、堅(jiān)硬狀態(tài)的粘土、堅(jiān)硬砂粘土等)。不能滿足要求時(shí),可采用整體式基礎(chǔ),以便分布?jí)毫,也可加深基礎(chǔ)或采用樁基。

  3)蓋板涵基礎(chǔ)。蓋板涵基礎(chǔ)一般都采用整體式基礎(chǔ),當(dāng)基巖表面接近于涵洞流水槽面標(biāo)高時(shí),孔徑等于或大于2m的蓋板涵,可采用分離式基礎(chǔ)。

  (2)洞口建筑基礎(chǔ)。為防止洞口基底被水淘空而引起涵洞毀壞,進(jìn)出口應(yīng)設(shè)置洞口鋪砌以加 固,并在鋪砌層末端設(shè)置漿砌片石截水墻(垂裙)來(lái)保護(hù)鋪砌部分。

  4.沉降縫

  沉降縫端面應(yīng)整齊、方正,不得交錯(cuò)。沉降縫應(yīng)以有彈性和不透水的材料填塞,并應(yīng)緊密填實(shí)。

  5.附屬工程

  涵洞的附屬工程包括:錐體護(hù)坡、河床鋪砌、路基邊坡鋪砌及人工水道等。

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