橋梁墩臺與基礎(chǔ)知識點

樁基礎(chǔ)的組成和分類？組成：①就地灌注鋼筋混凝土樁的構(gòu)造。②預(yù)制鋼筋混凝土樁及預(yù)應(yīng)力混凝土樁。③鋼樁及木樁。分類：高樁承臺或是低樁承臺，摩擦樁或是柱樁，鉆孔樁或是打入樁。樁的平面布置方式？樁與承臺的連接？布置方式：①行列式。②梅花式。樁與承臺的連接：樁與承臺聯(lián)結(jié)有兩種方式，鋼筋混凝土樁多采用樁頂主筋伸入承臺，而木樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁主要采用樁頂直接伸入承臺方式。樁基礎(chǔ)的力學(xué)計算圖示及檢算內(nèi)容？力學(xué)計算圖示：P155頁。檢算內(nèi)容：①檢算單樁軸向承載力。②檢算樁身材料強度。③樁基承載力計算。④檢算墩頂水平位移。橋臺種類？組成？種類：⑴重力式橋臺①矩形橋臺與U形橋臺②T形橋臺③埋式橋臺④耳墻式橋臺⑵輕型橋臺①梁橋輕型橋臺（樁柱式橋臺，錨定板式橋臺）②拱橋輕型橋臺（八字型，U型，背撐式橋臺，靠背式框架橋臺）③拱橋的其他形式橋臺（組合式橋臺，空腹式橋臺，齒檻式橋臺）組成：橋臺主體由臺頂臺身和基礎(chǔ)三部分組成，此外尚有錐體填土錐體護坡和檢查臺階等附屬建筑物橋臺定位控制點及橫向定位線？橋臺定位控制點是胸墻中心，橋臺的橫向定位線是胸墻線的平面投影橋臺長度？如何確定？橋臺長度是指胸墻前緣到臺尾的長度，也是道砟槽的長度地基系數(shù)的含義及計算方法？含義：使單位面積的土產(chǎn)生單位壓縮時所需施加的力，或者說，土產(chǎn)生單位壓縮時，土對構(gòu)件在單位面積上的土抗力（kPa/m）。計算方法：假定地基系數(shù)為常數(shù)（Cy=K），假定地面處地基系數(shù)為零，地面以下隨深度按比例增加（Cy=my），假定地基系數(shù)呈拋物線變化（Cy=my%）等。我國采用了Cy=my的假設(shè)，其中m為比例系數(shù)。由于地基系數(shù)采用的比例系數(shù)為m，故常稱"m”法。豎向地基系數(shù)Co,對非巖石類土，當入土深hW10m，按Co=10Mo計當入土深h>10m時，其中Mo為豎向地基系數(shù)Co的比例系數(shù)。當樁底或基底土層為巖石時，Co則不隨入土深h改變，而與基底巖石強度有關(guān)。樁在土面處的柔度，及樁頂柔度的概念及計算方法？樁在土面處作用有單位力Qo=1或Mo=1時，引起樁在土面處的變位§QQ§MQ,§QM,§MM稱樁在土面處的柔度。計算方法：p159。p160，p161。樁頂柔度的概念：樁頂柔度是指在樁頂處作用單位力或單位力矩時，樁頂產(chǎn)生的位移或轉(zhuǎn)角。單樁的破壞形式，單樁軸向允許承載力確定方法？單樁的破壞形式：軸向屈曲破壞，土層整體剪切破壞，刺入式破壞。確定方法:靜載試驗法，經(jīng)驗公式法，理論公式法，靜力觸探法，動力公式法，波動方程法。橋臺所受荷載？土壓力種類及計算？橋臺離心力及制動力計算？荷載：①垂直恒載：包括線路設(shè)備、橋跨自重壓力、臺頂和臺身自重、基礎(chǔ)自重、覆土自重。②列車活載及其影響力：包括橋跨活載支座反力、臺頂垂直活載、橋跨及臺頂?shù)牧熊囍苿恿驙恳?、曲線橋上的離心力，列車橫向搖擺力以及臺后路基填土因垂直活載引起的活載土壓力③填土土壓力：包括臺后填土、基礎(chǔ)后填土、前墻及其基礎(chǔ)加寬部分以及臺前填土所產(chǎn)生的土壓力等④其他：如風力、水浮力等土壓力：⑴恒載土壓力①臺背直墻部分主動土壓力②斜墻部分主動土壓力③基礎(chǔ)部分的土壓力④前墻及其基礎(chǔ)加寬部分的主動土壓力⑵活載土壓力。計算：p100、101、102曲線橋的橋臺須計及梁上及臺頂傳來的離心力，臺上離心力按式（2?3）進行計算，其作用點仍在軌頂以上2m梁上離心力計算方法與橋墩同臺頂部分的制動或牽引力扔按豎向荷載的10%計算，作用點按移至軌底計算。對臺后填土部分活載所產(chǎn)生的制動力或牽引力，因考慮到該力可經(jīng)過鋼軌傳至填土破壞棱棱柱體以外的路基上，故規(guī)定可不予計算。其他與橋墩相同。重力式橋臺檢算內(nèi)容？特點？內(nèi)容：臺身截面應(yīng)力檢算、偏心檢算、受壓穩(wěn)定檢算、臺頂水平位移檢算及基礎(chǔ)和地基的檢算。特點：①橋臺受填土壓力和活載土壓等側(cè)向主力的作用，再加上橋臺豎向荷載較大，使主力組合對結(jié)構(gòu)的影響較大，因此主力組合常可能控制應(yīng)力和穩(wěn)定性的檢算，主力加附加力組合也可能控制偏心檢算，這樣就使橋臺檢算中會有主力組合，也有主力加附加力組合，而不像直線上橋墩常為主力加附加力組合控制設(shè)計，一般須計及主力加附加力組合。②由于橋臺結(jié)構(gòu)的形狀在縱向和受力都是不對稱的，此外，制動力或牽引力的方向可以指向橋孔，也可以向路堤，因此橋臺可能在檢算截面前端產(chǎn)生最大應(yīng)力或偏心，也可能在后端產(chǎn)生最大應(yīng)力和偏心，故需按前端、后端兩種情況分別進行應(yīng)力和偏心的檢算。③橋臺檢算的活載布置情況較橋墩復(fù)雜，下面介紹幾種常見的圖示，檢算前端應(yīng)力和偏心的活載布置，檢算后端應(yīng)力和偏心的活載布置④直線橋臺只需考慮主力及主力加縱向附加力的組合，曲線橋臺則還需增加主力加橫向附加力的組合。為什么對橋臺進行前后端分別檢算？由于橋臺結(jié)構(gòu)的形狀在縱向和受力都是不對稱的，此外，制動力或牽引力的方向可以指向橋孔，也可以向路堤，因此橋臺可能在檢算截面前端產(chǎn)生最大應(yīng)力或偏心，也可能在后端產(chǎn)生最大應(yīng)力和偏心，故需按前端、后端兩種情況分別進行應(yīng)力和偏心的檢算。錨定板橋臺的受力機理及布置原則是什么？錨定板橋臺就是借住錨定板和錨桿所提供的抗拔力來平衡橋臺臺背上作用的側(cè)壓力。這樣就改變了靠橋臺自重抵抗臺后土壓力的受力體系，從而達到了輕型化的目的。原則：長拉桿布置，中拉桿布置，短拉桿布置輕型橋臺的類型及構(gòu)造特點是什么？特點：①利用上部結(jié)構(gòu)及下部的支撐梁作為橋臺的支撐，以防止橋臺向跨中移動②整個構(gòu)造物成為四鉸剛構(gòu)系統(tǒng)③除臺身按上下鉸接支承的簡支豎梁承受水平壓力外，橋臺還應(yīng)作為彈性地基上的梁加以驗算。梁橋及拱橋輕型橋臺的檢算內(nèi)容有哪些？梁橋：①橋臺（順橋向）在側(cè)向土壓力作用下臺身作為豎梁進行截面強度驗算②橋臺（包括基礎(chǔ)）在豎向荷載作用下橫橋向作為一根彈性地基短梁進行截面強度驗算③基礎(chǔ)底面下地基應(yīng)力驗算。拱橋：①臺身截面強度驗算②基底應(yīng)力驗算③穩(wěn)定性驗算為什么檢算了單樁允許承載力還要檢算群樁承載力？單樁在受力上有柱樁和摩擦樁之分，群樁的受力狀態(tài)和單樁受力類型有密切關(guān)系。對于柱樁，由于樁底處壓應(yīng)力分布面積很小，各樁底的壓應(yīng)力互不重疊，各自單獨作用，可以認為群樁承載力等于各單樁承載力之和。其沉降也幾乎與單樁相同。摩擦樁在垂直荷載作用下，群樁的作用和單樁相比則不同，由于摩擦樁主要是靠表面摩擦將外荷載傳遞給土體，故樁底的應(yīng)力分布較柱樁有所擴散，因此，群樁中各樁尖分布的應(yīng)力互相重疊，使群樁樁尖土層受的壓力要比單樁為大，而影響范圍也比單樁要深。從沉降的角度看，當單樁和群樁中各樁都承受相同荷載N時，群樁的沉降要比單樁大得多。如欲使群樁的沉降減少，與單樁沉降相同，必須減少群樁的樁頂荷載，從而群樁中各樁的承載能力就小于單樁。淺平基設(shè)計原則？①基礎(chǔ)本身的強度不得超限②地基土的強度不得超限（指持力層強度，若基底下不遠處有軟弱下臥層，則尚應(yīng)檢算此下臥層的強度）③基礎(chǔ)不得傾倒及滑走，即應(yīng)檢算其輕覆和滑動穩(wěn)定性④基礎(chǔ)傾斜不得過大，合力偏心應(yīng)小于容許值⑤基礎(chǔ)要耐久可靠，這主要靠建筑材料和埋深來保證⑥有時還要檢算基礎(chǔ)的沉降或沉降差，特別是對超靜定的連續(xù)梁、拱橋結(jié)構(gòu)等。當墩身很高時，需檢算墩臺頂?shù)乃轿灰脾弋敹张_建筑在較陡的土坡上，或橋臺筑于軟土上且臺后填土較高時，還應(yīng)檢算墩臺連同土坡沿滑動弧面的滑動穩(wěn)定性。確定基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)該考慮哪些因素？①地基的地質(zhì)條件②河流的沖刷深度③當?shù)氐膬鼋Y(jié)深度④上部結(jié)構(gòu)形式⑤地形條件⑥保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度淺平基的檢算內(nèi)容？①基底檢算中的荷載②基底應(yīng)力計算③基底偏心驗算④基礎(chǔ)的傾覆、滑動穩(wěn)定性檢算為什么要對基礎(chǔ)進行偏心檢算？在墩臺基礎(chǔ)的設(shè)計計算中，必須控制合力的偏心距，其目的是盡可能使基底應(yīng)力分布比較均勻，以免基底兩端應(yīng)力相差過大，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻沉降，墩、臺發(fā)生傾斜，影響正常使用，要使各種荷載組合條件下都能做到合力通過基底中心是不可能的，使起控制作用的荷載組合接近基底中心雖屬可能，但往往是很不經(jīng)濟的。為此，容許應(yīng)力在基底產(chǎn)生一定的偏心。基底應(yīng)力檢算中什么情況需進行應(yīng)力重分布計算？最小應(yīng)力是負值，表示在基礎(chǔ)的一側(cè)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，在整個基底面積上部分受壓部分受拉，除混凝土澆筑在巖石地基上外，一般基底與土之間是不能承受拉力的，需考慮的基底應(yīng)力的重分布。1、沉井基礎(chǔ)的組成？包括刃腳、井壁、隔墻、井孔、射水孔、封底混凝土、頂蓋2、沉井基礎(chǔ)的特點：埋置深度大、整體性強、穩(wěn)定性好、能承受較大的垂直荷載和水平荷載、施工工藝也不復(fù)雜。缺點：施工工期較長；對細砂及粉砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流沙現(xiàn)象，造成沉井傾斜；沉井下沉過程中遇到大孤石、樹干或井底巖層面傾斜過大時，均會給施工帶來一定困難3、沉井作為整體基礎(chǔ)檢算時做了哪些假定？基本假定：（1）地基土作為彈性變形介質(zhì)，地基系數(shù)隨深度成正比例增加（2）不考慮基礎(chǔ)與土之間的粘著力和摩阻力（3）沉井基礎(chǔ)的剛度與土的剛度之比可認為是無限大沉井下沉困難時輔助措施:1.增加沉井自重2.減少沉井外壁的摩擦力糾偏措施：1.井外偏挖，井頂偏壓或套拉法2搖擺法下沉3井外支墊法4.井內(nèi)偏挖加墊法5.井外射水法6.傾斜發(fā)下沉沉井封頂方法：1.排水施工時的干封底2.不排水施工時的水下封底封底厚度的確定有兩種方法取數(shù)值較大的作為控制厚度鉆孔灌注樁的成孔方法:沖擊沉孔、旋轉(zhuǎn)成孔、沖抓成孔鉆孔灌注樁施工中泥漿、護筒作用、清孔方法？泥漿;能對孔壁增大靜水壓力，并在孔壁形成一道泥皮，隔斷水內(nèi)外流動，保護孔壁防止坍孔還起浮渣及潤滑作用和冷卻鉆頭的作用護筒：固定樁位鉆頭導(dǎo)向，橫斷地面水保護孔口防止坍塌，提高孔內(nèi)水位，增加對孔壁的靜水壓力 清孔方法：抽渣法、吸泥法、換漿法高橋墩施工方法：1.滑動模板施工（墩臺整體性好，施工速度快，高空施工安全）2.翻模施工（施工安全，質(zhì)量可靠，進度快，經(jīng)濟效益顯著）3.爬模施工（高空施工質(zhì)量更有保障）4.Y形墩施工（外形美觀勻稱，結(jié)構(gòu)新穎，增大主跨跨度，提高橋梁整體剛度）明挖基礎(chǔ)的支護方法：1.襯板支撐（地下水位較低，水位在坑底以下時）2.板樁支承（防滲性差，基坑在地下水面之下時）3.噴射混凝土護壁（用于土質(zhì)穩(wěn)定性較好時）4.地下連續(xù)土墻技術(shù)基底的檢算要求和檢算項目：1.基底土質(zhì)是否符合設(shè)計，能否滿足墩臺承載力要求2.基底各部位土質(zhì)是否相同，會不會導(dǎo)致墩臺不均勻沉降。3.基底承重面與墩臺壓力線是否垂直能否導(dǎo)致墩臺發(fā)生滑動4.基底平面尺寸能否保證基礎(chǔ)圬工按設(shè)計尺寸順利施工5.基坑防水措施是否恰當，能否保證基礎(chǔ)圬工質(zhì)量6.基底高程是否符合設(shè)計要求。非巖石基底約每十平方米測量一點，全坑不少于八點。其平均誤差在50mm之內(nèi)。巖石基底應(yīng)清理至巖面什么是圍堰，圍堰的類型，與沉井的區(qū)別?圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施而修建的臨時性圍護結(jié)構(gòu)；主要類型有：土圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰、吊箱圍堰、雙壁鋼圍堰、鎖口鋼管樁圍堰；區(qū)別：沉井施工完成后作為基礎(chǔ)的一部分不需要拆除，而圍堰只是修建基礎(chǔ)時的臨時性輔助結(jié)構(gòu)沉井的下沉方法：1.排水下沉，適用于滲水量不大的穩(wěn)定粘性土中，優(yōu)點:容易控制下沉方向，有利于防止下沉過程中出現(xiàn)較大的偏斜。易于處理下沉過程中遇到的障礙。下沉速度較快。便于基礎(chǔ)底層的檢驗處理。2.不排水下沉。適用于滲水量較大或地層上部為粘性土，下部為沙土或卵石土，地下水位高出其交界面時，粘性土挖出后可能漏水翻砂時，特別適用于，地下水位較高的粉、細砂地層。優(yōu)點:有效防止流沙。墊木的作用和鋪設(shè)方法：作用：擴大刃腳踏面的支承面積。方法:常用普通枕木一短方木相同對稱鋪設(shè)。沿沉井刃腳鋪滿一層。在刃腳的直線部分垂直刃腳鋪設(shè)。沉井的隔墻下也應(yīng)鋪設(shè)墊木，隔墻與刃腳連接處墊木應(yīng)搭接為整體。隔墻底模與墊木間的空隙設(shè)置桁架或墊方木抄緊。墊木中心應(yīng)對井壁鋪設(shè)各墊木頂面應(yīng)與鋼刃腳底面貼合梁在曲線上的布置方式：平分中矢布置、切線布置。有預(yù)偏心時橋墩中心如何確定？其里程如何確定？橋墩設(shè)有橫向預(yù)偏心，此時應(yīng)由兩相鄰梁中心線的交點，沿橋墩橫向中心線向曲線外移動一個預(yù)偏心值，才是橋墩中心。 橋墩橫軸與線路中線之交點稱橋墩中心在線路中線上的對應(yīng)點，有橫向預(yù)偏心時橋墩中心里程不改變。偏角法墩位三要素？其各自含義？1）.交點矩L：指相鄰橋跨中心線交點之間的距離；對邊孔而言，交點矩是指橋臺胸墻中心與相鄰橋跨中心線交點的距離。2）.偏距E：橋墩中心與其在線路中心線上對應(yīng)點之間的距離。3）.偏心角a：兩相鄰兩中心線的轉(zhuǎn)向角稱為偏角。偏角有哪幾部分組成？偏角a=aA+aZ=aB+0B+aF+0FaA——交點處后視A點方向橋梁中線與D點切線方向之間的夾角。aZ——交點處前視Z點方向橋梁中線與D點切線方向之間的夾角。aB、aF 弦切角 0B>0F 外移偏角橋臺的布置方式？何為臺尾負偏角？如何判斷與糾正？1）直線布置、折線布置2）臺尾負偏角：即臺尾偏角方向與其他墩臺偏角方向相反。當臺尾出現(xiàn)負角時，則臺前偏距E臺前必滿足E臺前>L0的平方/2R，L0——臺長，R——曲線半徑 糾正：應(yīng)使臺尾與臺前采用相同的偏距，即E臺尾=E臺前，從而使臺尾偏角為正。什么是全橋總偏角？全橋總偏角是指兩臺尾處線路中線切線之偏角。橋墩的分類和組成：1、重力式橋墩，輕型橋墩2、重力式橋墩：梁橋重力式墩，拱橋重力式墩。輕型橋墩：梁橋輕型橋墩，拱橋輕型橋墩重力式橋墩尺寸擬定考慮因素？梁的跨度，梁全長，梁梗中心線位置，支座底板尺寸及梁端縫隙的大小，架梁和養(yǎng)護時移梁、頂梁的需要，施工、運營、養(yǎng)護維修以及其他特殊要求縱橫向預(yù)偏心橋墩各適用于什么情況？為什么？①橫向預(yù)偏心（曲線橋梁）：即是將橋墩縱向中心線向線路外側(cè)移動一定距離而橋跨中線和支座墊石位置不動，其目的是使橋跨自重和列車豎向活載對橋墩的壓力產(chǎn)生向曲線內(nèi)側(cè)的力矩，以平衡列車離心力引起的向外側(cè)力矩②縱向預(yù)偏心：當橋墩上相鄰梁跨的跨度不等時，為了減少橋墩在荷載作用下的偏心力矩，通常將大跨梁的支座中心布置在離橋墩中心線較近的地方，使橋墩中心線與梁縫中心線錯開一定的縱向距離形成縱向預(yù)偏心鐵路橋及公路橋荷載分類？中荷載加載圖示有幾種？請畫出，什么是荷載組合？為什么要進行荷載組合？①恒載（橋跨自重，墩身自重）、活載、離心力、制動力或牽引力、風力、流水壓力、列車橫向搖擺力。②四種：單孔重載、單孔輕載、雙孔重載、雙孔空車活載（P30）③荷載組合是指所有可能以最大值或較大值出現(xiàn)的荷