主要讲述桥梁墩台的主要类型及适用条件；桥梁墩台的构造及其尺寸拟订。通过本章的学习对桥梁墩台有一个较全面的了解。
桥梁墩、台是桥梁的重要组成部分，称为桥梁的下部结构，它主要由墩(台)帽、墩(台)身和基础三部分组成。
桥梁墩、台的主要作用是承受上部结构传来的作用（荷载），并通过基础又将作用及本身自重传递给地基。
桥墩：一般系指多跨桥梁的中间支承结构物，它除承受上部结构的作用外，还要承受流水压力，水面以上的风力以及可能出现的冰压力、船只、排筏或漂浮物的撞击力等。
桥台：是设置在桥的两端，除了支承桥跨结构外，它又是衔接两岸接线路堤的构造物，它既要挡土护岸，又要承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加土侧压力。
桥梁墩、台不仅本身应具有足够的强度、刚度和稳定性，而且对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出了一定的要求，以避免在这些荷载作用下有过大的水平位移，转动或者沉降发生，这一点对超静定结构桥梁尤为重要。
（2）按其构造分：实体桥墩、空心桥墩、柱式墩、柔性排架桩墩和框架墩等五种类型；
（3）按墩身横截面形状分：矩形、圆形、圆端形、尖端形和各种空心墩，如图9-3所示。
墩身比较厚实，可不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它适用于荷载较大的大、中型桥梁或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料取材方便的地区，小桥也往往采用它。
墩帽是桥墩顶端的传力部分，应力较集中。一般采用C25以上的混凝土或钢筋混凝土做成。
在一些桥面较宽、墩身较高的的桥梁中，为了节省墩身及基础的圬工体积，常常利用挑出的悬臂或托盘来缩短墩身横向的长度（图9-4），悬臂式或托盘式墩帽一般采用C25以上钢筋混凝土。
《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61—2005）规定，墩帽和台帽的厚度，对于特大、大跨径的桥梁不应小于0.5m；对于中、小跨径的桥梁不应小于0.4m。其顶面常做成10％的排水坡。墩帽的四周较墩身出檐宽度宜为0.05～0.10m，并在其上做成沟槽形滴水。
重力式桥墩墩身的顶宽：对小跨径桥不宜小于80㎝；对中等跨径桥不宜小于100cm；对大跨径桥的墩身顶宽，视下部构造类型而定。
截面形状：为了便于水流和漂浮物通过，墩身平面形状可以做成圆端形或尖端形；无水的岸墩或高架桥墩可以做成矩形，在水流与桥梁斜交或流向不稳定时，宜做成圆形（图9-12）。
在有强烈流水或大量漂浮物的河道(冰厚大于0.5m，流冰速度大于1m／s)上，桥墩的迎水端应做成破冰棱体（图9-12e）
材料：破冰棱可由强度较高的石料砌成，也可以用高强度等级的混凝土辅之以钢筋加固。
破冰棱的设置范围：应从最低流冰水位以下0.5m到最高流冰水位以上1.0m处，
破冰棱与桥墩应构成一体，自基底或承台底至最高流冰水位以上1.0m处，混凝土墩台应避免设水平施工缝，当不可避免时，其结合面应用型钢或钢筋加强。
空心桥墩墩身最小壁厚，对于钢筋混凝土不宜小于30㎝，对于混凝土不宜小于50㎝。
墩顶实体段高度不小于1.0～2.0m，以传递墩帽的压力，墩顶实体段以下应设置带门的进入洞或相应的检查设备。
墩身周围应设置适当的通风孔或泄水孔，孔的直径不小于20㎝，用以调节壁内外温差和平衡水压力。
当地基土质条件较差时，为了减轻地基的负担，或者为了减轻墩身重量，节约圬工材料，常采用各种轻型桥墩。在梁桥中，通常采用以下几种类型：
（4）框架式桥墩：框架式桥墩是采用由构件组成的平面框架代替墩身一般用钢筋混凝土或预应力混凝土建造。为了体现建筑艺术，墩身可建成V形、Y形、x形、倒梯形等多种形式。这些桥墩在同样跨越能力情况下缩短梁的跨径、降低梁高，使结构轻巧美观，但结构构造比较复杂，施工比较麻烦。
无支架吊装的拱桥桥墩在其顶面的边缘设置呈倾斜面的拱座，直接承受由拱圈传来的压力。由于拱座承受着较大的拱圈压力，故一般采用C20以上的整体式混凝土、混凝土预制块或MU40以上的块石砌筑。肋拱桥的拱座由于压力比较集中，故应用高标号混凝土及数层钢筋网加固；
装配式的肋拱，以及双曲拱桥的拱座，也可预留供插入拱肋的孔槽(图9-20)。就位以后再浇灌混凝土封固。为了加强肋底与拱座的连接，底部可设U形槽浇筑混凝土，混凝土标号应不低于C25。有时孔底或孔壁还应增设一些加固钢筋网。
当桥墩两侧孔径相等时，则拱座均设置在桥墩顶部的起拱线标高上，有时考虑桥面的纵坡，两侧的起拱线标高可以略有不同。当桥墩两侧的孔径不等，恒载水平推力不平衡时，将拱座设置在不同的起拱线标高上。此时，桥墩墩身可在推力小的一侧变坡或增大边坡。从外形美观上考虑，变坡点一般设在常水位以下(图9-21)。
由于上承式拱桥的桥面与墩顶顶面相距有一段高度，故墩顶以上结构常采用几种不同形式。
空腹式拱桥或双曲拱桥的普通墩，常采用立墙式、立柱加盖梁式或者采用跨越式(图9-19 a、b）。
梁桥桥台主要分为重力式桥台和轻型桥台两种，此外还有组合式桥台和承拉桥台。
重力式桥台的常用形式是U形桥台，它由台帽、台身和基础等三部分组成。台后的土压力主要靠自重来平衡，故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。
U形桥台(图9-24)因其台身是由前墙和两个侧墙构成的U字形结构而得名。
优点：构造简单，可以用混凝土或片、块石砌筑，适用于填土高度在8～10m以下或跨度稍大的桥梁；
缺点：桥台体积和自重较大，也增加了对地基的要求。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。
U形桥台前墙正面多采用10：1或20：1的斜坡，侧墙与前墙结合成一体，兼有挡土墙和支撑墙的作用。侧墙正面一般是直立的，其长度视桥台高度和锥坡坡度而定。前墙的下缘一般与锥坡下缘相齐，因此，桥台越高，锥坡越坦，侧墙越长。侧墙尾端应有不小于0.75m的长度伸入路堤内，以保证与路堤有良好的衔接。台身的宽度通常与路基的宽度相同。
桥台前墙的任一水平截面的宽度，不宜小于该截面至墙顶高度的0.4倍。侧墙的任一水平截面的宽度，对于片石砌体不小于该截面至墙顶高度的0.4倍；对于块石、料石砌体或混凝土则不小于0.35倍。如果桥台内填料为透水性良好的砂性土或砂砾，则上述两项可分别减为0.35倍和0.3倍。前墙及侧墙的顶宽，对于片石砌体不宜小于50cm；对于块石、料石砌体和混凝土不宜小于40cm（图9-26）。
常用的轻型桥台分为设有支撑梁的轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、加筋土桥台和埋置式桥台等几种类型。
按照翼墙(侧墙)的形式和布置方式，这种桥台又可分为一字形轻型桥台、八字形轻型桥台、耳墙式轻型桥台。如图9-27所示。
薄壁轻型桥台常用的形式有悬臂式、扶壁式、撑墙式及箱式等（图9-28 a）
对于台后路基填土不被冲刷的中、小跨径桥梁，台高在3～5m时，可采用加筋土桥台（图9-29 a）。这类桥台一般由台帽和竖向面板、拉杆、锚定板及其间填料共同组合的台身组成。拉杆两端分别与竖向面板和锚定板连它的工作原理是，竖向面板后填料的主动土压力作用到面板上，再通过拉杆将该力传递给锚定板，而锚定板则依靠位于板前且具有一定抗剪能力的土体所产生的拉拔力来平衡拉杆拉力，使整个结构处于稳定状态。接，组成为加筋土的挡土结构。
埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽在外以安置支座及上部构造。这样，桥台所受的土压力大为减小，桥台的体积也相应减小。它适用于桥头为浅滩，台前护坡受冲刷较小，填土高度为10 m以下的中等跨径桥梁中使用。按台身的结构形式，埋置式桥台可以分为后倾式(图9-30)、肋形埋置式(图9-31)、桩柱式(图9-32)和框架式(图9-33)等。
埋置式桥台的共同缺点是：由于护坡伸入到桥孔，压缩河道，或者为了不压缩河道，就要适当增加桥长。
拱桥桥台既要承受拱圈的推力、竖向力及弯矩，又要承受台后土的侧压力，尺寸一般较梁桥要大。拱桥桥台主要有重力式桥台、轻型桥台、组合式桥台等三种。
常用的轻型桥台有八字形和U字形桥台，以及由此派生出来的∏形和E形等背撑式桥台。
八字形桥台的构造简单，台身由前墙和两侧的八字翼墙构成(图9-35 a)。两者之间通常设置沉降缝。
U字形轻型桥台由前墙和平行于车行方向的侧墙组成，构成U字形的水平截面(图9-35 b)。U字形轻型桥台前墙的构造和八字形桥台相同，但侧墙却是拱上侧墙的延伸，它们之间应设变形缝，以适应桥的可能变位。
当桥台较宽时，为了保证结构的强度和稳定性，可以在八字形或U形桥台的前墙背后加一道或几道背撑，构成水平截面呈∏形、E字形的前墙(图9-36)。这种桥台比八字形桥台稳定性要好。
组合式桥台由台身和后座两部分组成(图9-37)。台身基础承受竖向力，一般采用桩基或沉井基础；拱的水平推力则主要由后座基底的摩阻力及台后的土侧压力来平衡。因此后座基底标高应低于拱脚下缘的标高。台身与后座间应密切贴合，并设置沉降缝，以适应两者的不均匀沉降，在地基土质较差时，后座基础也应适当处理，以免后座向后倾斜，导致台身和拱圈的位移和变形。
矩形桥墩: 外形简单、施工方便，并且截面的力学性能较好，可以节省圬工，广泛用于无水或流量较小跨越峡谷的谷架桥上。
圆端形桥墩: 具有较大的截面模量，并有利于减轻墩周的局部冲刷，是水中桥墩使用最广泛的一种类型，适用于水流斜交角度小于15的桥梁上。当桥跨结构跨度超过16m时，通常采用圆端形桥墩。
圆形桥墩: 适用于河流急弯，流向不固定，与水流斜交角度大于15的桥梁上。为了减少圬工体积，一般在桥墩顶部都设有托盘。
墩帽的混凝土强度等级应不低于C30，其厚度不应小于40cm，一般均设置双层钢筋，上下各一层，钢筋直径10mm，间距0.2m。墩帽上应设有不小于3%的排水坡及突出墩身10~20cm的飞檐，以便排除墩帽上的雨水，并增加美观。
托盘式顶帽缩颈处的横向宽度B不得小于下支座板外缘的间距b，托盘坡度线与铅垂线cm处顶帽下缘点与墩颈边缘点（即F点）之连接线（即EF）与铅垂线˚。
墩帽顶面在安装支座的地方做成小平台叫做支承垫石。由于支座局部承压的劈裂作用，将使支撑垫石产生较大的拉应力，故在支撑垫石内应设1~2层钢筋网，钢筋直径为10mm间距0.1m，并预留锚栓孔以便埋设锚栓，将支座底板固定在帽石上。
为避免排水坡上的流水流到垫石顶面侵害支座，支撑垫石顶面不得低于排水坡的上棱。设置平板支座的顶帽，宜将垫石加高0.1m，以便维修支座。设置弧形支座的顶帽，宜将垫石加高0.2m，以满足顶梁时能在顶帽和梁底之间安放千斤顶。
支座锚栓是锚固在顶帽上的支座螺栓，它起固定下支座的作用。施工时通常先预留孔位，架梁时再固定，以保证位置准确。
垫石的布置一般有两种方法：一种是垫石尺寸适当加宽加长仍做成矩形；另一种是垫石平面形状做成梯形，其各边分别与转动后的支座底板相应边平行。
当列车在曲线桥上通过时，为了抵消离心力对桥墩的不利影响，可将桥墩中心向曲线外侧移动一定距离（一般为35~50cm），称为横向预偏心。
垫石与支座锚栓孔位置均不动（支座和垫石位置取决于梁的位置，不能随意动）。
预偏心的作用在于使梁重及竖向活载对桥墩中心线产生力矩，以抵消一部分离心力的力矩，使桥墩受力情况得到改善，桥墩尺寸不需加大从而节省了圬工。
墩身的侧面：一般做成一定的斜坡。实体桥墩，墩身一般多设计成单一斜坡的平截头锥体，斜坡坡度约在20׃1~70׃1之间。为使墩身各截面的纵横尺寸较为经济合理，除圆形和圆端形桥墩外，其他桥墩的纵横向可采用不同的坡度。当墩身较矮（6m以内）时，因墩顶与墩底受力相差不大，为了施工方便，也可不设坡度。墩高超过30m的高墩，也可做成两种以上的坡度。
墩身设计：一般先初步拟定顶帽尺寸和墩身坡度，然后再按所受外力进行检算。若检算结果必须增加墩身截面尺寸时，可增加在墩身侧面坡度(可达20׃1)，而不必修改顶帽尺寸。若这样仍不符和要求，则只好增加其顶部尺寸。
材料：实体墩身一般采用混凝土或石料砌筑，为使石砌桥墩尺寸整齐，坚固美观，其外露面应以尺寸较大，外表较平整的块石镶面并勾缝。墩高≤6m可用片石镶面，墩高＞6m应全部用块石镶面。
铁路桥涵中轻型桥墩主要有桩柱式、双柱式、空心桥墩、柔性墩、板凳式桥墩、排架式桥墩、拼装式预应力混凝土薄壁箱式桥墩等
优点：一般高度的空心墩比实心墩节省圬工20~30%左右，钢筋混凝土空心墩可节省圬工50%左右。空心墩可以采用钢滑动模板施工，施工速度快，质量好，节省模板支架，特别对于高墩，更显出其优越性。
按建筑材料的不同，空心桥墩可分为混凝土空心墩和钢筋混凝土空心墩两类。混凝土空心墩可在高度小于50m的桥墩中使用。钢筋混凝土空心墩受力性能比混凝土墩要好，高桥墩一般采用这种类型。
空心墩的壁厚应根据设计和施工的要求来选定，目前采用的最小壁厚，对于钢筋混凝土的不小于30cm，对于混凝土的不小于50cm，最大壁厚有达160cm的。
考虑到温度应力等的影响，墩身一般均应加设护面钢筋。此外为减少墩内外温差，减少施工中混凝土水化热对墩内温度的影响，应设置直径20cm左右的通风孔，每隔3~5m交错设置。通风孔离地面不宜低于5m，并应高出设计频率水位，还应设置栅栏。
桥墩的立面布置可采用直立式、侧坡式和阶梯式等，直立式和侧坡式便于滑模施工。
空心桥墩的顶部可设置实心段，便于布置支座，均匀传力并减少对空心墩壁的冲击。实体段一般采用3~5m(包括顶帽厚度)。
墩身与底部或顶面交界处，为改善应力集中，应采用局部加厚或设置实体过渡段的措施。
薄壁空心墩在流速大并夹有大量泥沙石的河流，以及在可能有船只、冰和漂流物冲击的河流中不宜采用，但可以在设计水位以下改用实体段来用它。
原理：一般重型桥墩截面较大的原因，是由于墩顶受到较大的水平力。因此减小墩顶水平力，是桥墩向轻型化发展的有效措施。柔性墩就是根据这个道理，把大部分桥墩的支座均改为固定支座，通过梁与刚性墩（台）串联后，形成一个共同受力体系，称为固定支座体系，如图9-43。也可用铰在梁的中性轴处把几孔梁串成一联，全联只设一个固定支座其余均为活动支座，称为活动支座体系。
通常控制桥墩设计的纵向水平力，绝大部分均传至刚性墩（台），柔性墩仅受2~3%以下的微小水平力，这样就大大改善了桥墩受力条件。可使混凝土的受压强度得以充分发挥，节省大量材料。
柔性墩本身稳定性较差，当一个人在墩顶晃动时，就可以使墩顶发生摆动，其振幅可达7~8mm，但在架梁后，通过梁与刚性墩台串联在一起，就形成一个稳定坚固的结构。
（1）梁：柔性桥墩上的梁部结构，以采用钢筋混凝土梁为宜，不宜采用钢板梁，更不宜采用钢桁梁。
（2）刚性墩（台）：布置桥孔时，应尽可能将刚性墩（台）置于地基较好并且墩台身较低处。刚性墩一般可用实体墩，当高度较大时亦可用空心墩。由于墩台尺寸较大，常可用普通桥台。
（3）柔性墩：为使纵向水平力尽量传递至刚性墩台，在保证结构刚度、稳定及安全的前提下，应尽量减少柔性墩纵向抗剪刚度，布置墩位时一般应置于墩身较高之处。
（4）基础：由于柔性墩所受纵向水平力很小，基础受力条件大为改善，基底面积可相应缩小，不仅节省圬工，减少挖基数量，而且对位于陡岩上的桥墩，基底面积缩小还可以减小其悬空程度，从而起着提高基底标高的作用，对降低建筑物高度有利。若配合采用钻（挖）孔桩则更为有利。一般桥墩常可用两根桩，比普通桥墩大大减少了桩的根数。
《柔性墩规》规定，全柔的柔性墩高或上柔下刚桥墩的柔性部分，高度不宜超过24m，柔性墩的总高度不宜超过40m。另外，在水位较低而水流湍急的河流上，或有漂流物的河流上，宜采用上柔下刚式桥墩。柔性墩墩身材料一般采用钢筋混凝土。
构架式柔性墩：由两根立柱加上一些横撑组成，这种桥墩混凝土用量最少，但施工立模较麻烦。如将两根立柱造成斜柱，则桥墩的横向刚度更大，适用于跨度较大的曲线桥。
板壁式柔性墩：构造简单，我国已建成的柔性墩，大部分采用这种形式。实践证明，这种桥墩能承受较大的外力，设计中对两个方向的尺寸容易调整，使之合乎要求。板壁式柔性墩采用等截面、直坡、外观简洁，适合于使用滑动模板灌筑墩身，施工方便。
上柔下刚式桥墩：柔性墩高度超过20m时，已经具有足够的柔度，达到了减小水平力的目的。而柔性墩过高，柔度过大，对施工、架梁都可能存在一些问题。故桥墩很高时，可采用上柔下刚式桥墩（图9-45）。刚性部分承受柔性部分传来的内力，截面较大，结构与实体墩相同。
矩形桥台又称重型桥台其台身截面形状为矩形。矩形桥台的构造最为简单，棱角少，施工方便，但圬工量大，当台身较高时显得不经济，因此只在下列情况采用矩形桥台：
位于曲线上，地震区或地质不良地段，如用T形桥台其基底偏心或滑走稳定性不能满足要求时；
填土高度小于4m；或填土高度虽大于4m，但若采用T形桥台则偏心超出规定时（由于台尾切割、台身缩短、重量减轻所致）。
矩形桥台一般适用于跨度8~16m钢筋混凝土梁及跨度24m预应力混凝土梁的直、曲线桥，目前较少采用，已由U形、T形桥台代替。
此种桥台是将矩形台挖去一部分，台身截面是U字形。台身由支撑桥跨的前墙与连接路堤的两侧墙所组成，如图9-46（b）所示。由于节省圬工，台身较轻，基底应力较低，故为一般小桥所常用。通常是用于单线m以下，双线m以下的小跨度桥梁上。车站内的多线桥，有时亦常采用此种形式作特别设计，避免分建多个T形台。U形中间填土部分容易积水，受冻膨胀及其填土压力的作用，易使侧墙产生裂纹，影响使用寿命。故在严寒地区使用时，需采用良好的渗水填料及完善的泄水设备。
T形桥台是一般大、中及复线桥梁上使用最广泛的一种桥台形式，如图9-47所示。此种桥台克服了U形桥台中间积水的缺点，通常配合跨度5.0~20.0m的钢筋混凝土梁及跨度8.0~32.0m预应力混凝土梁使用，一般用于填土高度为4~12m，其缺点是道碴槽需要钢筋较多。
当填土高度较大，约在10~12m以上时，如仍限制锥体填土坡脚不超出桥台前缘，则使桥台又长又高，很不经济，如能压缩桥孔，使部分台身埋在锥体中，就可以缩短桥台长度，此种桥台称为埋式桥台。
埋式桥台台身横截面一般采用矩形（图9-48），结构较简单。台身下部前后两面均有坡度，根据受力情况进行调整，做成向路堤方向后仰的形式，故也称为后仰埋式桥台。但埋式桥台的锥体超出前墙伸入河中，侵占了桥下净空，减少了过水面积，而且在有水流的情况下容易遭受冲刷，给养护带来一定的困难。故在跨越河谷的高架旱桥中，使用埋式桥台较为有利。后仰矩形埋式桥台可用于填土高度为8~20m，跨度为16~32m的情况。
