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桥梁下部结构、涵洞
导语：同构筑物应单独整理，一座桥、涵、通道作为一个独立单元，上下部结构的编排顺序，一般可按下部结构在前，上部结构在后进行整理，按分项、分部、单位工程划分表的顺序归档。
桥梁下部结构，涵洞, 地下工程
内容提要
桥梁下部结构，涵洞, 地下工程的工程构造
重点难点
对工程分类、适用、组成、构造要记忆，对构造的要求、特点、应用范围要理解。地下工程是“了解”内容。
内容讲解
三、桥梁下部结构
(一)桥桥墩
1.实体墩
实体桥墩是指桥墩是由一个实体结构组成的，可分 为实体重力式桥墩和实体薄壁桥墩(墙式桥墩)。
实体桥墩是由墩帽、墩身和基础组成的。
2.空心桥墩.
空心桥墩有两种形式，一种基本为上述的实体重力型结构，镂空中心部分。另一种即采取薄壁钢筋混凝土的空格形墩身。
空心桥墩墩身立面形状可分为直坡式、台坡式、斜坡式。空心墩按壁厚分为厚壁与薄壁两种。
空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定：
(1)身最小壁厚，对于钢筋混凝土不宜小于30cm，对于素混凝土不宜小于50cm。
(2)墩身内应设横隔板或纵、横隔板。
(3)墩身周围应设置适当的通风孔与泄水孔，孔的直径不宜小于20cm;
例题：空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定：
A.墩身最小壁厚，对于素混凝土不宜小于50cm。
B.最小壁厚，对于钢筋混凝土不宜小于30cm，
C.墩身最小壁厚，对于钢筋混凝土不宜小于40cm，
D.身的通风孔与泄水孔，孔的直径不宜小于20cm;
E.身的通风孔与泄水孔，孔的直径不宜小于15cm;
答案：ABD
3.柱式桥墩
柱式桥墩一般由基础之上的承台、柱式墩身和盖梁组成。柱式桥墩的墩身沿桥横向常 由1-4根立柱组成。
4.柔性墩.
柔性墩是桥墩轻型化的途径之一，它是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台，中墩均为柔性墩。
典型的柔性墩为柔性排架桩墩，多用在墩台高度5.0。7.Om，跨径一般不宜超过13 m的中、小型桥梁上。
柔性排架桩墩分单排架和双排架墩。单排架墩一般适用于高度不超过4.0-5.Om。桩墩高度大于5.Om时，为避免行车时可能发生的纵向晃动，宜设置双排架墩;
5.框架墩
框架墩采用压挠和挠曲构件，组成平面框架代替墩身，支承上部结构，必要时可做成双层或更多层的框架支承上部结构。框架墩是比空心墩更进一步的轻型结构，是以钢筋混凝土或预应力混凝土建成受力体系。
(二)桥台
按照桥台的形式，可分为以下几种：
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，桥台本身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地浇筑的方法施工。常用的类型有U形桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台。埋置式桥台将台身埋置于台前溜坡内，不需要另设冀墙，仅由台帽两端耳墙与路堤衔接。
(1)台帽与背墙。桥台顶帽由台帽和背墙两部分组成。
(2)台身。实体式桥台台身前后设置斜坡呈梯形截面。台身 顶的长度与宽度应配合台帽。
(3)翼墙及耳墙。了解即可。.
2.轻型桥台
轻型桥台一般由钢筋混凝土材料建造，其特点是用这种结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。常用的轻型桥台有薄壁轻型桥台和支撑梁轻型桥台。
3.框架式桥台
框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它所承受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。其构造形式有柱式、肋墙式、 半重力式和双排架式、板凳式等。
双(多)柱式一般用于填土高度小于5m的场合;填土高度大于5m时，可采用墙式。
4.组合式桥台
为使桥台轻型化，桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台后的土压力由其他结构来承受，形成组合式的桥台。
(三)墩台基础
1.扩大基础
这是桥涵墩台常用的基础形式。它属于直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。
2.桩与管柱基础
当地基浅层地质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时，可用桩基础。
2004考题：当水文地质条件复杂，特别是深水岩面不平且无覆盖层时，桥梁墩台基础宜选用( )。
A.沉井基础
B.桩基础
C.管柱基础
D.扩大基础
3.沉井基础
桥梁工程常用沉井作为墩台的梁基础。 沉井形式各异，但在构造上均主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、封底、填心和盖板等组成。
四、涵洞.
涵洞和桥的区别，按《公路工程技术标准》规定，单孔跨径小于5m，多孔跨径总长小于8m的统称为涵洞;而圆管涵及箱涵则不论孔径大小、孔数多少，都叫作涵洞。
(一)涵洞的分类
1. 按构造形式不同分类
涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵。
(1)圆管涵。圆管涵的直径一般为0.5-1.5m。圆管涵受力情况和适应基础的性能较好，两端仅需设置端墙，不需设置墩台，故圬工数量少，造价低，但低路堤使用受到限制。
(2)盖板涵。盖板涵在结构形式方面有利于在低路堤上使用，当填土较小时可做成明涵。
(3)拱涵。一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，便于群众修建，是一种普遍采用的涵洞形式。
(4)箱涵。适用于软土地基，但因施工困难且造价较高，一般较少采用。
例题、砌筑技术容易掌握，超载潜力较大的是[ ]，
A.盖板涵
B.拱涵
C.箱涵
D.圆管涵
答案;B
分析;一般超载潜力较大，砌筑技术容易掌握，便于群众修建，是一种普遍采用的涵洞形式。箱涵适用于软土地基，但因施工困难且造价较高，一般较少采用。
2.按洞顶填土情况不同分类.
涵洞可分为明涵和暗涵。
(1)明涵。洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处。
(2)暗涵。洞顶有填土，且最小填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处。
3.按建筑材料不同分类
涵洞可分为砖涵、石涵、混凝土涵及钢筋混凝土涵等。
4.按水力性能不同分类
涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。
(1)无压力式涵洞。水流在涵洞全部长度上保持自由水面。
(2)半压力式涵洞。涵洞进口被水淹没，洞内水全部或一部分为自由面。
(3)压力式涵洞。涵洞进出口被水淹没，涵洞全长范围内以全部断面泄水。
例题、暗涵洞顶最小填土厚度应大于[ ] cm
A.50
B.80
C.100
D.120
答案;A
分析;暗涵。洞顶有填土，且最小填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处。
2004考题.山区公路跨过山谷的路堤较高，泄洪涵洞埋置较深，根据泄洪流量可选用的泄洪涵洞形式有( )。
A.明涵
B.圆管涵
C.盖板涵
D.拱涵
E.箱涵
(二)涵洞的组成
涵洞由洞身、洞口、基础三部分和附属工程组成。在地面以下，防止沉陷和冲刷的部分称作基础;建筑在基础之上，挡住路基填土，以形成流水孔道的部分称为洞身;设在洞身两端，用以集散水流，保护洞身和路基使之不被水流破坏的建筑物称为洞口，它包括端墙、翼墙、护坡等。
为防止不均匀沉陷，将涵洞全长分为若干段，每段之间以及洞身与端墙之间设置沉降缝，使各段可以独自沉落而互不影响。
例题、涵洞由[ ]和附属工程组成。.
A.洞身
B.端墙
C.洞口
D.基础
E.护坡
答案：A、C、D、
(三)涵洞的构造
1.洞身。
洞身是涵洞的主要部分，它的截面形式有圆形、拱形、矩形(箱形)三大类。
为充分发挥洞身截面的泄水能力，有时在涵洞进口处采用提高节. 圆形管涵不采用提高节。
(1)圆管涵。圆管涵以钢筋混凝土及混凝土管涵最为常见。
钢筋混凝土圆管涵静力工作性能良好,混凝土的用量小，制造简单，移动时也很方便。一般可分为刚性管涵和四铰式管涵。
1)刚性管涵。刚性管涵在横截面上构成一个刚性环，圆环厚度随直径大小和填土高度而变。
2)四铰式管涵。采用四铰式管涵的目的是为了降低圆管的应力，以节约材料。铰分别布置在最大弯矩处，即涵洞的两侧及涵洞的顶部和底部。
由于四铰式管较刚性管应力减小很多，所以它不仅可以缩小截面尺寸，减少配筋数量，而且可以采用纯混凝土来建造。
(2)拱涵。拱涵的洞身由拱圈、侧墙(墙台)和基础组成。拱圈形状普遍采用圆弧拱。
(3)矩形涵洞。盖板涵是常用的矩形涵洞，由基础侧墙(涵台)和盖板组成。
盖板涵的过水能力较圆管涵大，与同孔径的拱涵相接近，施工期限较拱涵短，但钢材用量比拱涵多，对地基承载力的要求较拱涵低。因此，在要求通过较大的排洪量，地质条件较差，路堤高度较小的设涵处，常采用盖板涵，且常采用明涵。
例题、圆管涵特点[ ]。.
A.圆管涵的直径一般为0.5-1.5m
B.低路堤使用受到限制
C.受力情况和适应基础的性能较好
D.圬工数量少，造价低
E.圆管涵两端不需设置端墙
2.洞口建筑
涵洞洞口建筑在洞身两端，连接洞身与路基边坡。
(1)涵洞与路线正交的洞口建筑。涵洞与路线正交时，常用的洞口建筑形式有端墙式、八字式、井口式。
1)端墙式。端墙式洞口建筑为垂直涵洞轴线的矮墙，用以挡住路堤边坡填土。构造简单，但泄水能力较小。
2)八字式。八字式洞口除有端墙外，端墙前洞口两侧还有张开成八字形的翼墙。八字翼墙泄水能力较端墙式洞口好，多用于较大孔径的涵洞。
3)井口式。当洞身底低于路基边沟(河沟)底时，进口可采用井口式洞口。水流汇入井内后，再经涵洞排走。
(2)涵洞与路线斜交的洞口建筑。涵洞与路线斜交时，洞口建筑仍可采用正交涵洞的洞口形式，根据洞口与路基边坡相连的情况不同，有斜洞口和正洞口之分。但常被采用是斜洞口。
3.涵洞的基础
涵洞的基础一般采用浅基防护办法，即不允许水流冲刷，只考虑天然地基的承载力。除石拱涵外，一般将涵洞的基础埋在允许承压应力为200kh以上的天然地基上。
(1)洞身基础。.
1)圆管涵基础。圆管涵基础根据土壤性质、地下水位及冰冻深度等情况，设计为有基及无基两种。有基涵洞采用混凝土管座。出入口端墙、翼墙及出入口管节一般都为有基。有下列情况之一者，不得采用无基：岩石地基外，洞顶填土高度超过5m;最大流量时，涵前积水深度超过2.5m者;经常有水的河沟;沼泽地区;沟底纵坡大于5%。
2)拱涵基础。拱涵基础有整体基础与非整体基础两种。整体式基础适用于小孔径涵洞;非整体式基础适用于涵洞孔径在2m以上，地基土壤的允许承载力在300kPa及以上、压缩性小的良好土壤(包括密实中砂、粗砂、砾石、坚硬状态的粘土、坚硬砂粘土等)。不能满足要求时，可采用整体式基础，以便分布压力，也可加深基础或采用桩基。
3)盖板涵基础。盖板涵基础一般都采用整体式基础，当基岩表面接近于涵洞流水槽面标高时，孔径等于或大于2m的盖板涵，可采用分离式基础。
(2)洞口建筑基础。为防止洞口基底被水淘空而引起涵洞毁坏，进出口应设置洞口铺砌以加 固，并在铺砌层末端设置浆砌片石截水墙(垂裙)来保护铺砌部分。
4.沉降缝
沉降缝端面应整齐、方正，不得交错。沉降缝应以有弹性和不透水的材料填塞，并应紧密填实。
5.附属工程
涵洞的附属工程包括：锥体护坡、河床铺砌、路基边坡铺砌及人工水道等。
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