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