1. 柔性排架桩
这种桥墩不能单独使用,须通过桥跨与纵向刚度很大的刚性桥墩串联,形成共同承受纵向水平力的结构。
在这种刚柔搭配的结构中,当纵向水平力作用时,柔性桥墩因柔而受力小,又因受力小而可更柔,有明显的经济效果。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至7.0m,跨径一般不宜超过13m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至5.0m。桩墩高度大于5.0m时,为避免行车时可能发生的纵向晃动,宜设置双排架墩。
2. 柔性排架桩墩适用范围
盖梁的两边高生的部分叫挡块。 一般要求和盖梁整体浇筑。
盖梁是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁。又称帽梁。在桥墩(台)或在排桩上设置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁。主要作用是支撑桥梁上部结构,并将全部荷载传导到下部结构。
3. 柔性排架桩墩和柱式墩的区别
高速铁路两个桥墩间的距离有25M和35M两种。
高铁桥墩只有一部分是空心墩。空心墩可采用钢筋混凝土或混凝土。优点是节省材料,减轻桥墩的自重,施工速度快,质量好,节省模板支架;缺点是,抵抗流水冲击和水中夹带的泥砂或冰块冲击力的能力差。
桥墩是支承桥跨结构并将恒载和车辆活载传至地基的亚筑物、桥台设在桥梁两湖。桥墩则在两桥台之间。桥墩的作用是支承桥跨结构:面桥台支撑起支承桥跨结构的作用外,还要与路堤衔接并防止路堤滑场。为保护析台和路堤填士,析台两侧常做一些防护和导流工程。多跨桥的中间支承结构称为桥墩。桥墩分为实体墩、柱式墩、和排架墩等。按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等。建筑桥墩的材料可用木料、石料、混凝土、钢筋混凝土、钢材等。
4. 柔性排架桩墩
5.2 桩基竖向承载力计算
5.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时,基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。5.2.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基,宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值: 1. 上部结构整体刚度较好、体型简单的建(构)筑物; 2. 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物; 3. 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区; 4. 软土地基的减沉复合疏桩基础。5.2.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定:
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取ηc=0。
表5.2.5 承台效应系数ηc
条文说明
5.2 桩基竖向承载力计算
5.2.1、5.2.2 关于桩基竖向承载力计算,本规范采用以综合安全系数K=2取代原规范的荷载分项系数γG、γQ和杭力分项系数γS、γP,以单桩竖向极限承载力标准值Quk或极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk、桩的几何参数ak为参数确定抗力,以荷载效应标准组合Sk为作用力的设计表达式:
采用上述承载力极限状态设计表达式,桩基安全度水准与《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94相比,有所提高。这是由于(1)建筑结构荷载规范的均布活载标准值较前提高了1/4(办公楼、住宅),荷载组合系数提高了17%;由此使以土的支承阻力制约的桩基承载力安全度有所提高;(2)基本组合的荷载分项系数由1.25提高至1.35(以永久荷载控制的情况);(3)钢筋和混凝土强度设计值略有降低。以上(2)、(3)因素使桩基结构承载力安全度有所提高。5.2.4 对于本条规定的考虑承台竖向土抗力的四种情况:一是上部结构刚度较大、体形简单的建(构)筑物,由于其可适应较大的变形,承台分担的荷载份额往往也较大;二是对于差异变形适应性较强的排架结构和柔性构筑物桩基,采用考虑承台效应的复合桩基不致降低安全度;三是按变刚度调平原则设计的核心筒外围框架柱桩基,适当增加沉降、降低基桩支承刚度,可达到减小差异沉降、降低承台外围基桩反力、减小承台整体弯距的目标;四是软土地区减沉复合疏桩基础,考虑承台效应按复合桩基设计是该方法的核心。以上四种情况,在近年工程实践中的应用已取得成功经验。5.2.5 本条说明关于承台效应及复合桩基承载力计算的相关内容 1. 承台效应系数 摩擦型群桩在竖向荷载作用下,由于桩土相对位移,桩间土对承台产生一定竖向抗力,成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载,称此种效应为承台效应。承台底地基土承载力特征值发挥率为承台效应系数。承台效应和承台效应系数随下列因素影响而变化。 1) 桩距大小。桩顶受荷载下沉时,桩周土受桩侧剪应力作用而产生竖向位移wr
由上式看出,桩周土竖向位移随桩侧剪应力 qs 和桩径 d 增大而线性增加,随与桩中心距离 r 增大,呈自然对数关系减小,当距离 r 达到 nd 时,位移为零;而 nd 根据实测结果约为(6~10)d,随土的变形模量减小而减小。显然,土竖向位移愈小,土反力愈大,对于群桩,桩距愈大,土反力愈大。 2) 承台土抗力随承台宽度与桩长之比Bc/l 减小而减小。现场原型试验表明,当承台宽度与桩长之比较大时,承台土反力形成的压力泡包围整个桩群,由此导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低,承台底土抗力随之加大。由图9看出,在相同桩数、桩距条件下,承台分担荷载比随Bc/l 增大而增大。 3) 承台土抗力随区位和桩的排列而变化。承台内区(桩群包络线以内)由于桩土相互影响明显,土的竖向位移加大,导致内区土反力明显小于外区(承台悬挑部分),即呈马鞍形分布。从图10(a)还可看出,桩数由22增至32、42,承台分担荷载比Pc/P 递减,这也反映出承台内、外区面积比随桩数增多而增大导致承台土抗力随之降低。对于单排桩条基,由于承台外区面积比大,故其土抗力显著大于多排桩桩基。图10所示多排和单排桩基承台分担荷载比明显不同证实了这一点。 4) 承台土抗力随荷载的变化。由图9、图10看出,桩基受荷后承台底产生一定土抗力,随荷载增加土抗力及其荷载分担比的变化分二种模式。一种模式是,到达工作荷载(Pu/2)时,荷载分担比Pc/P趋于稳值,也就是说土抗力和荷载增速是同步的;这种变值,也就是说土抗力和荷载增速是同步的;这种变化模式出现于Bc/l≤1和多排桩。对于Bc/l>1和单排桩桩基属于第二种变化模式,Pc/P在荷载达到Pu/2后仍随荷载水平增大而持续增长;这说明这两种类型桩基承台土抗力的增速持续大于荷载增速。 5) 承台效应系数模型试验实测、工程实测与计算比较(见表3、表4)。
图9 粉土中承台分担荷载比Pc/P随承台宽度与桩长比Bc/L的变化
图10 粉土中多排群桩和单排群桩承台分担荷载比(a)多排桩;(b)单排桩表3 承台效应系数模型试验实测与计算比较
表4 承台效应系数工程实测与计算比较
2. 复合基桩承载力特征值 根据粉土、粉质黏土、软土地基群桩试验取得的承台土抗力的变化特征(见表3),结合15项工程桩基承台土抗力实测结果(见表4),给出承台效应系数ηc。承台效应系数ηc按距径比sa/d和承台宽度与桩长比Bc/l 确定(见本规范表5.2.5)。相应于单根桩的承台抗力特征值为ηcfakAc,由此得规范式(5.2.5-1)、式(5.2.5-2)。对于单排条形桩基的ηc,如前所述大于多排桩群桩,故单独给出其ηc值。但对于承台宽度小于1.5d的条形基础,内区面积比大,故ηc按非条基取值。上述承台土抗力计算方法,较JGJ 94-94简化,不区分承台内外区面积比。按该法计算,对于柱下独立桩基计算值偏小,对于大桩群筏形承台差别不大。Ac为计算基桩对应的承台底净面积。关于承台计算域A、基桩对应的承台面积Ac和承台效应系数ηc,具体规定如下: 1) 柱下独立桩基:A为全承台面积。 2) 桩筏、桩箱基础:按柱、墙侧1/2跨距,悬臂边取2.5倍板厚处确定计算域,桩距、桩径、桩长不同,2.5倍板厚处确定计算域,桩距、桩径、桩长不同,采用上式分区计算,或取平均sa、Bc/l计算ηc。 3) 桩集中布置于墙下的剪力墙高层建筑桩筏基础:计算域自墙两边外扩各1/2跨距,对于悬臂板自墙边外扩2.5倍板厚,按条基计算ηc。 4) 对于按变刚度调平原则布桩的核心筒外围平板式和梁板式筏形承台复合桩基:计算域为自柱侧1/2跨,悬臂板边取2.5倍板厚处围成。 不能考虑承台效应的特殊条件:可液化土、湿陷性土、高灵度软土、欠固结土、新填土、沉桩引起孔隙水压力和土体隆起等,这是由于这些条件下承台土抗力随时可能消失。 对于考虑地震作用时,按本规范式(5.2.5-2)计算复合基桩承载力特征值。由于地震作用下轴心竖向力作用下基桩承载力按本规范式(5.2.1-3)提高25%,故地基土抗力乘以ζa/1.25系数,其中ζa为地基抗震承载力调整系数;除以1.25是与本规范式(5.2.1—3)相适应的。 3. 忽略侧阻和端阻的群桩效应的说明 影响桩基的竖向承载力的因素包含三个方面,一是基桩的承载力;二是桩土相互作用对于桩侧阻力和端阻力的影响,即侧阻和端阻的群桩效应;三是承台底土抗力分担荷载效应。对于第三部分,上面已就条文的规定作了说明。对于第二部分,在《建筑桩基技术规范》JGJ 94—94中规定了侧阻的群桩效应系数ηS,端阻的群桩效应系数ηP。所给出的ηS、ηP源自不同土质中的群桩试验结果。其总的变化规律是:对于侧阻力,在黏性土中因群桩效应而削弱,即非挤土桩在常用桩距条件下ηS小于1,在非密实的粉土、砂土中因群桩效应产生沉降硬化而增强,即ηS大于1;对于端阻力,在黏性土和非黏性土中,均因相邻桩桩端土互逆的侧向变形而增强,即ηP>1。但侧阻、端阻的综合群桩效应系数ηSP对于非单一黏性土大于1,单一黏性土当桩距为3~4d时略小于1。计入承台土抗力的综合群桩效应系数略大于1,非黏性土群桩较黏性土更大一些。就实际工程而言,桩所穿越的土层往往是两种以上性质土层交互出现,且水平向变化不均,由此计算群桩效应确定承载力较为繁琐。据美国、英国规范规定,当桩距sa≥3d时不考虑群桩效应。本规范第3.3.3条所规定的最小桩距除桩数少于3排和9根桩的非挤土端承桩群桩外,其余均不小于3d。鉴于此,本规范关于侧阻和端阻的群桩效应不予考虑,即取ηS=ηP=1.0。这样处理,方便设计,多数情况下可留给工程更多安全储备。对单一黏性土中的小桩距低承台桩基,不应再另行计入承台效应。 关于群桩沉降变形的群桩效应,由于桩-桩、桩-土、土-桩、土-土的相互作用导致桩群的竖向刚度降低,压缩层加深,沉降增大,则是概念设计布桩应考虑的问题。
5. 柔性排架桩墩适用条件
腰梁一般指围檩:围檩,是指支护桩上部设置的钢梁,主要是起使模板保持组装的平面形状并将模板与提升架连接成一整体的作用。在支撑体系中,围檩的刚度对整个支撑结构的刚度影响很大。
冠梁指盖梁,盖梁指的是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁。又称帽梁。在桥墩(台)或在排桩上设置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁。主要作用是支撑桥梁上部结构,并将全部荷载传到下部结构。有桥桩直接连接盖梁的,也有桥桩接立柱后再连接盖梁的。
6. 柔性排架桩墩图片
榫卯结构,中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料,以木构架结构为主要的结构方式,由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,构成富有弹性的框架。
榫卯是极为精巧的发明,这种构件连接方式,使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形,在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量,减小结构的地震响应。
7. 悬臂式排桩结构桩
1、排桩支座、桩支、桩锚、排桩悬臂:排桩支座一般由支桩、支座(或地锚)、防渗帘组成。
2、地下连续墙支护:利用挖沟机在地面进行基础工程,沿深基坑工程的周边轴线,在泥墙保护的情况下,开挖A形成狭长的深沟。
3、重力式挡土墙:在其重力作用下的土压力下,让挡土墙保持有足够的硬度。
4、土钉墙(喷锚支护):土钉墙是一种原位土体加固技术。
5、逆作拱墙:包括在圆形、椭圆形等弧形平面内开挖基坑,沿基坑侧壁放置钢筋混凝土拱墙。
8. 柔性排架桩墩名词解释
我的理解是帷幕梁,就是止水帷幕的梁,起到防水和阻挡水位的作用。在水位高的地方,挖土方之前做好它,工程用语,钢筋砼构造柱及帽梁施工等等,
冒梁,也称冠梁。 在路桥工程中,指的是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁。
9. 柔性排架桩墩组成
高速公路桥梁下部结构可分为重力式桥墩、重力式桥台、轻型桥墩、轻型桥台
(一)重力式墩、台
主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定,因此,墩、台身比较厚实,可以不用钢筋,而用天然石材或片石混凝土砌筑。它适用于地基良好的大、中型桥梁,或流冰、漂浮物较多的河流中。主要缺点是圬工体积较大,因而其自重和阻水面积也较大。
拱桥重力式桥墩分为普通墩与制动墩,制动墩要能承受单向较大的水平推力,防止出现一侧的拱桥倾坍,因而尺寸较厚实;与梁桥重力式桥墩相比较,具有拱座等构造设施。
梁桥和拱桥上常用的重力式桥台为U型桥台。缺点是桥台体积和自重较大。此外,桥台的两个侧墙之间填土容易积水,结冰后冻胀,使侧墙产生裂缝,所以宜用渗水性较好的土夯填,并做好台后排水措施。
(二)轻型墩、台
1.梁桥轻型桥墩、台
(1)梁桥轻型桥墩
钢筋混凝土薄壁桥墩:施工简便,外形美观,过水性良好,适用于低级土软弱的地区。需耗费用于立模的木料和一定数量的钢筋。
柱式桥墩:外形美观,圬工体积少,而且重量较轻。
钻孔桩柱式桥墩:适合于多种场合和各种地质条件。
柔性排架桩墩:优点是用料省、修建简便、施工速度快。主要缺点是用钢量大,使用高度和承载能力受到一定限制。因此它只适合于在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建小跨径桥梁时采用。
(2)梁桥轻型桥台
设有支撑梁的轻型桥台:适用于单跨桥梁,桥孔跨径6~10m,台高不超过6m.埋置式桥台:桥台所受的土压力小,桥台的体积相应的减少。分为后倾式、肋形埋置式、双柱式、框架式等类型。其中桩柱式桥台对于各种土壤地基都适宜。
钢筋混凝土薄壁桥台:适用于软弱地基的条件,且钢筋用量也较多。
加筋土桥台:在台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁,台高3~5m时,可采用加筋土桥台。
2.拱桥轻型桥墩、台
(1)拱桥轻型桥墩
带三角杆件的单向推力墩:只在桥不太高的旱地上采用。
悬臂式单向推力墩:适用于两铰双曲拱桥。
(2)拱桥轻型桥台
其工作原理是,当桥台受到拱的推力后,便发生绕基底形心轴而向路堤方向的转动,此时台后的土便产生抗力来平衡拱的推力,从而使桥台的尺寸较小。
八字形桥台:适合于桥下需要通车或过水的情况;
U字形桥台:适合于较小跨径的桥梁;
背撑式桥台:适用于较大跨径的高桥和宽桥;
靠背式框架桥台:适合于在非岩石地基上修建拱桥桥台。拱桥的其他形式桥台;
组合式桥台:适用于各种地质条件;
空腹式桥台:一般是在软土地基、河床无冲刷或冲刷轻微、水位变化小的河道上采用;
齿槛式桥台:适用于软土地基和路堤较低的中小跨径拱桥