桥梁墩台施工技术讲义

高速铁路（客运专线）桥梁墩台施工技术讲义第一部分桥梁墩台基本知识桥墩台就是支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物。

一、桥墩桥墩一般由顶帽、墩身及基础三部分组成（一）桥墩类型桥墩类型很多，大体可分为重力式桥墩和轻型桥墩两大类。

1、重力式桥墩重力式桥墩的主要特点：其墩身是截面较大的实体，一般用混凝土、砌石的等圬工材料建造。

其优点是坚固耐用、施工方便、养护工作量小，可以就地取材，同时对船筏、漂流物的撞击、磨损以及抵抗冰压力的作用较为有利。

其缺点是工程量大，自重大，使地基压力增加，墩身尺寸大，相应增加了基础的工程数量，在水中的桥墩阻水面积也大。

重力式桥段按其墩身截面形式，可分为矩形桥墩、圆端形墩、圆形墩和尖端形墩四种。

（1）矩形桥墩矩形桥墩外形简单、施工方便，圬工数量较省。

但对水流的阻力较大；桥墩附近容易引起较大的河床冲刷。

一般用于无水的旱桥和水流较小的跨谷桥。

墩身截面中间部分为矩形，两端为圆形。

半圆形对水流阻碍较小，使水流顺畅通过桥孔，可减小水流对桥墩四周考核床的冲刷和水流压力。

但施工较矩形复杂，一般用于常年有水河流。

这种类型桥墩在铁路桥梁中应用最多。

（3）圆形桥墩（4）尖端形桥墩，施工较麻烦，使用较少2、轻型桥墩轻型桥墩型式很多，而且都有各自的特点和使用条件，选用时必须根据桥位处的地形、地质、水文和施工条件综合确定。

轻型桥墩主要有桩柱式、双柱式、空心墩、柔性墩等。

（1）空心桥墩重力式（实体）桥墩的缺点是结构粗笨，墩身及基础的圬工量大，墩身材料强度难于充分发挥和利用。

为减轻重量，节省圬工的目的。

空心墩的横截面多为圆形，便于滑模施工，也有圆端形和矩形。

（2）柱状式桥墩和双柱式桥墩柱状式桥墩亦称排架式桥墩，双柱式桥墩亦称刚架式桥墩。

（3）柔性桥墩桥墩即高且细、在桥式布置上采取了一定的结构措施，使柔性墩承受较小的纵向水平力。

1、顶帽常见的顶帽型式有飞檐式和托盘式两种。

顶帽的作用：一是安放桥梁支座，直接支承桥跨结构，承受很大的支承反力，并将桥跨结构传来的集中力均匀地分散给墩身，故要求顶帽有一定的厚度；其二为架梁施工和养护维修提供必要的工作面。

2、墩身（1）实体墩身由于墩身各截面的内力，是自墩身顶部起向下逐渐增大，为了使各截面受力均匀，一般墩身尺寸顶部较小，底部尺寸较大，因此，墩身纵、横两个方向一般做成斜坡。

（2）空心墩身空心墩身在构造上有下列要求：1）最小壁厚2）实体过渡段3）通风孔，作用时调节空心墩内外温差，避免墩璧因温差过大而产生裂纹。

4）进人洞，为便于检查维修空心墩内部。

5）排水孔二、桥台桥台是连接桥跨结构与路基的结构物，它的前端支承着桥跨结构，后端与路基填土衔接，并起挡土的作用。

为使与路基的连接可靠，桥台上部应伸入路基一定深度，在路基前端的填土应按一定的坡度做成锥体，称为锥体填土。

锥体和桥头路基的坡面应加铺砌防护，以免受流水的冲刷。

（一）桥台的类型与适用条件桥台类型很多，大体上可分为重力式桥台与轻型桥台两大类。

1、重力式桥台（1）U形桥台（2）T形桥台（3）埋式桥台（4）耳墙式桥台2、轻型桥台（1）桩柱式桥台（2）锚定板桥台（二）桥台的构造1、台顶部分桥台顶帽地面线以上部分称为台顶部分。

在T形桥台中，台顶部分由顶帽、道砟槽和承托道砟槽的台顶圬工组成。

（1）道砟槽的构造道砟槽的作用是铺放道砟、承托轨枕、钢轨等线路设备。

（2）顶帽桥台顶帽的作用和构造与桥墩顶帽相同，此处不再重复。

2、台身构造台身是指顶帽底面以下，基础顶面以上的部分。

3基础构造要求与桥墩相同。

4、附属建筑（1）锥体填土（2）锥体护坡第二部分桥梁设计概况一、客运专线桥梁1、桥梁是客运专线土建工程中重要组成部分，比例大、高架桥、长桥多高速铁路与普通铁路的桥梁相比所占比例比较大2、桥梁的主要功能是为高速列车提供高平顺、稳定的桥上线路3 桥上线路与路基上、隧道中的线路不同，由于桥梁结构在列车活载通过时产生变形和振动，并在风力、温度变化、日照、制动混凝土徐变等因素作用下产生各种变形，桥上线路平顺性也随之发生变化。

因此，每座桥梁都是对线路平顺的干扰点，尤其是大跨度桥梁。

为了保证高速列车的行车安全和乘坐舒适，高速铁路桥梁除了具备一般桥梁的功能外，首先要为列车高速通过提供高平顺、稳定的桥上线路。

二、设计原则1、设计活载图式1) 设计活载图式的大小直接影响桥梁的承载能力和建造费用，是重要的桥梁设计参数。

图式的制定应满足运输能力和车辆的发展2) 我国普通铁路桥梁采用中—活载图式和相应的动力系数3) 欧洲统一采用UIC活载图式，它涵盖6种运营列车，包括高速列车和重载列车，相应的动力系数仅与跨度有关4) 我国客运专线采用ZK活载图式（0.8UIC）以及与 UIC 一致的动力系数2、耐久性措施我国客运专线桥梁设计暂规以及设计图纸中比考虑的耐久性措施1）采用整体、密闭的桥面2）提高了保护层厚度3）预留检查通道4）简化常用跨度标准梁的品种5）采用高性能混凝土6）优化构造细节3、墩台1) 墩台基础的纵向刚度应满足纵向力安全传递的要求，横向刚度应保证上部结构水平折角在规定的限值以内2）保证桥墩具有足够的刚度，除矮墩采用实体墩外，一般为空心墩，禁止使用轻型墩3）为便于养护、外观简洁，取消墩帽、并在墩顶设有1m深的凹槽，梁底进人孔位于墩顶4）墩顶预留千斤顶顶梁位置5) 简支梁墩顶支座纵向间距由普通铁路桥梁70cm放大至120cm6) 桥位制梁时，应考虑千斤顶张拉空间7) 无碴轨道建成后，可调整的余量很小，扣件的垫板在高程上最多调整2cm4、墩台基础工后沉降应满足以下要求（必要时可采用调高支座）：a均匀沉降≤20mmb相邻墩台不均匀沉降≤5cm。

5、简支梁下部结构刚度铺设焊接长钢轨的混凝土简支梁，桥梁下部结构的纵向水平刚度应满足表列数值的要求。

注：单线桥梁墩台顶的最小水平线刚度的限值按表内值的二分之一取值。

6、墩台基础的沉降量墩台基础的沉降量应按恒载计算，其工后沉降量不应超过下列容许值：墩台均匀沉降量：对于有碴桥面桥梁： 30 mm对于无碴桥面桥梁： 20 mm外静定结构相邻墩台沉降量之差：对于有碴桥面桥梁：Δ=15 mm对于无碴桥面桥梁：Δ=5 mmΔ—相邻墩台沉降量之差，单位mm。

L—相邻墩台间的梁跨长，单位m。

对于外静不定结构，其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值，除要满足外静定结构相邻墩台沉降量之差的要求外，还应根据沉降时对结构产生的附加应力的影响而定。

三、青荣线墩台设计情况1、墩台设计桥墩一般采用圆端形桥墩。

桥台使用一字形桥台。

2、桥梁基础设计深基础可采用钻孔桩基础。

一般常用跨度桥梁采用桩径为 1.0m 或1.25m的钻孔桩，对于大跨桥梁桩径可采用1.5、2.0m的钻孔桩。

3、沉降控制1）各类基岩、碎石、块石类土、砂类土地基一般不作沉降计算，其余土地基都应进行沉降检算。

2）桥墩台基础的沉降按恒载计算，对于外静定结构，有砟轨道桥梁墩台基础工后沉降不大于30mm，相邻墩台沉降差不大于15mm；无砟轨道桥梁墩台基础工后沉降不大于20mm，相邻墩之间沉降差不大于5mm。

对于超静定结构，相邻墩台沉降差还应根据沉降对结构产生的附加应力的影响而定。

第三部分墩台施工墩台施工是整个桥梁施工的重要组成部分。

其圬工量大，工序较多，特别是高墩施工，对于解决垂直运输、高空作业安全等问题尤为突出。

因此，应根据墩台类型和现场具体条件，选用合理的施工方法。

尽量采用机械化施工，并使各工序紧密配合，以加快施工进度和提高工程质量。

桥梁实体墩台可以用砌体（石砌、混凝土块砌）砌筑和混凝土灌注。

高速铁路客运专线墩台施工均采用混凝土墩台，本节内容仅述及混凝土墩台施工进行。

一、混凝土墩台施工就地浇筑的混凝土墩台施工有两个主要工序，一是制作与安装墩台模板；二是混凝土浇筑。

（一）墩台模板1、模板的基本要求混凝土及钢筋混凝土墩台轮廓尺寸的准确度，须由模板的制造与安装予以保证。

为确保工程质量，模板必须符合下列要求：（1）具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工中的各种荷载，保证受力后不松动、不变形。

能保证结构的设计形状、尺寸和模板各部件间相互位置的准确性。

（2）尽可能采用组合式钢模板或大模板，提高模板的适应性和周转率。

（3）模板面光滑平整、接缝严密，确保混凝土在强烈震动下不漏浆。

（4）便于制作，装卸方便，施工操作方便，保证安全。

2、模板的类型墩台模板的分类主要有两种形式，即按材料分类和按模板结构及施工方法分类。

按材料分类，有钢模、木模、钢木结合模板等。

一般采用木材或刚才制成，木模板质量轻，便于加工成墩台所需尺寸，但较易损坏，使用次数少，钢模板造价较高，装拆方便，且重复使用次数多。

按模板结构及施工方法分类，可分为拼装式模板、整体吊装模板、和滑动钢模板等。

（1）拼装式模板：是由各种尺寸的标准模板并利用销钉连接，与拉杆和加劲构件等组成所需形状的模板。

（2）整体吊装钢模板：是将墩台模板水平分成若干段，每段模板组成一个整体，在地面拼装后吊装就位。

本工艺采用该类型模板。

（3）滑动模板：有液压升模板、电动升模板和人工提升抽动模板。

适用于较高的墩台和吊桥、斜拉桥的索塔施工，其构造为模板、圈、支承杆、千斤顶、顶架、操作平台和吊架等。

本标段20m及以下墩台采用整体式钢模板，20m及以上墩台采用爬摸施工。

3、几种滑动模板施工工艺介绍（1）滑动模板法滑动模板法是用一套模板、连同工作脚手架以整体形式安装在基础顶面。

依靠自身的支承和提升系统，在灌注混凝土的同时，模板随之慢慢向上滑升，实现连续不断地灌注混凝土。

滑模法适用于墩高15m以上的高空心墩身施工。

滑动模板的优点：1）施工进度快，由于简化了立模、拆模等工序，混凝土连续灌注、在一般气温下，每昼夜平均能抽高5~6m。

2）混凝土质量好，采用干硬、半干硬性混凝土，机机械振捣，连续作业，减少了接头缝，加强了混凝土的整体性，提高了混凝土质量。

3）滑动模板可用于直坡墩身，也可用于斜坡墩身，模板本身附带内外吊栏、平台、栏杆等，以墩身为支架，墩身混凝土的灌注随模板缓慢滑升连续不断进行，故而安全可靠。

滑动模板构造：滑动模板的构造因桥墩类型、提升工具的不同也稍有不太能够，但其主要部件与作用大致相同。

一般可分为顶架、辐射梁、内外圈、内外支架、模板、平台及吊栏、提升设备等。

（2）翻模法翻模由上中下三届模板组成，随着混凝土的连续灌注，下层混凝土达到拆模强度后，由下向上将模板拆除、连续支立，如此循环往复，完成桥墩的灌注施工，翻模施工技术适用于圆形、圆锥形、矩形等各种截面形式的高墩施工。

翻模法发展为自升工作平台式，提高了模板的机械化程度，减轻了劳动强度，但投入较大。

采用翻模施工安全、质量可靠、速度快、经济效益显著，混凝土内实外美，表面质量明显优于滑升模板。

（3）爬摸法爬摸法是以已凝结的钢筋混凝土墩壁做为承力结构。