為什麼很多橋墩要做成上部寬下部窄的形狀?


1.這個問題是不成立的。並非很多橋墩都要做成你說的那種形式,而且你的配圖嚴格意義上說來說是「上下等寬」的形式。

2.其實絕大部分墩都是「下部寬上部窄」,或者等寬的樣式。比如這樣:

(圖片來自網路,侵刪)

做成這樣主要的原因是下部承受更多的軸力和彎矩,所以需要更大的截面來承受,尤其是上圖那種鐵路橋。

3.你產生「上寬下窄」的錯覺主要是因為墩頂的擴口。做這個擴口主要的原因是上邊太多東西,放不下,做個擴口來放墊石支座等等東西。另外就抗傾覆了,以前發生過好多次因為超載的落梁事故,就是因為抗傾覆不足,把上邊做寬可以有效增加抗傾覆能力(當然對於固定軌道的鐵路橋來說就是扯淡。。抗傾覆基本上也就公路或者市政道路上的匝道橋要求比較高)

補充:上部擴口是有規範要求的,對墊石到邊界的距離有具體要求,具體原因如 @徐騰飛 教授所說,主要是為了緩解局部受壓的問題


其他都說得差不多了,橋墩一般是上面尺寸小,下面尺寸大的,但為了上部施工,安放支座,滿足墊石邊緣距截面邊緣等構造要求,所以墩頂會有托盤把截面加大一些,但托盤下面的尺寸不會比墩底大的。墩底尺寸大除了已說過的墩底軸力打彎矩大的原因外,還有一個控制因素就是橋墩的縱、橫向剛度及位移啊(規範都是有要求的),通過放坡加大墩底尺寸提高剛度。

問題中的那個圖之所以做成那樣,是因為墩子矮啊,墩底的彎矩也就不會太大,同時位移和剛度都都能控制住,所以就不放坡咯,幹嘛增加施工難度啊!


橋墩上寬下窄的結構特徵是橋樑的構造和結構兩方面的要求決定的。

上面寬的部分叫橋墩『頂帽』,也有叫『托盤』的。頂帽上因為需要放置梁部支座,所以最小橫向寬度受以下條件限制:

1、一個橋墩橫橋向至少有兩個支座(一個支座梁放不穩啊);

2、為了保證梁部基本的橫向抗傾覆能力,兩個支座間距不能太小;

3、支座距離頂帽邊緣要有一定的距離,這個距離要求有兩個作用,一個是方便日後更換支座(得有塊地兒放頂梁的千斤頂不是。),二是保證頂帽邊緣的局部應力和斜截面抗剪滿足計算要求。

以上三條均為構造要求,決定了大部分橋墩『上寬』的特徵。見下圖

接著說『下窄』。原因同樣有三:

1、墩底截面尺寸受結構計算控制,具體為截面強度和墩身剛度,在墩高不是特別高,梁部跨度不是特別大的情況下,墩底往往不需要頂帽這麼大的截面積,收窄一點可以省點不必要的混凝土,減輕橋墩自重,樁基礎亦能省一點。

2、通常認為墩底收窄一點比較美觀。

3、墩底窄一點能減少佔地,荒郊野外關係不大,但城市高架尤其沿路中綠化帶敷設的,橋墩收窄個2米能省出大半個車道,意義重大。

當然有的人會問,墩底不收窄和墩頂一樣大行不行?當然行,本人很欣賞你這種簡單粗暴的性格,反正又不花我咱的錢不是,事實上這種橋墩也不少,如下

(一擼到底很是爽快,就想問你扎不紮實?堅不堅固?)

老鐵路和早期的高鐵常見這樣的墩型,這又是為什麼呢?。。。。

算了,懶得碼字了,這種生僻貼反正也沒人看,有人感興趣再說吧。


確定橋墩外形的幾個因素:構造、受力、美觀。

橋墩要承載上面的梁,既要保證墩的安全又要保證梁的安全,路面是比較寬的,通常來說橋墩不需要這麼大,如果橋墩構造上是一條腿,只在頂上加寬來承載梁,避免不必要的浪費,如果把橋墩做成兩條腿,兩條腿分的足夠寬,就不需要加寬了。構造、受力沒問題,選擇比較美觀的形式,有時候需要多花點錢,但也是必要的。


這個很難說,有立柱有橋墩等各種形式的,我也遇到過很多等寬的,題主說的形式現在常見還是花瓶式橋墩,直接在上面做梁體的。還有很多是通過立柱蓋梁來連接。

為什麼要做成上寬下窄?因為上面東西太多了放不下啊。還有就是要傳遞扭矩,不管哪種形式,最上面一定是全接觸的。


首先,只有較高的橋墩才做成上寬下窄。

從受力來說,橋墩除了承受支座傳遞的豎向力之外,還要受到橋面汽車制動力,溫度作用下的水平力,而橋墩越高,這些力產生的彎矩離墩頂越遠越大,所以墩底部需要加大截面以提高抵抗彎矩的作用。

從構造來說,墩頂需要安放支座,在沒有蓋梁的情況下,墩頂逐漸縮小截面是一種合理的方法。而墩越高,需要的基礎體積就越大,所以墩底加大截面和承台截面相匹配也是一個原因。


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