第七章桥梁墩台施工

第七章桥梁墩台施工本章知识点1．混凝土墩台的主要施工过程：2．模板的类型：3．混凝土浇筑的要点；4．石砌墩台对石料、砂浆与脚手架的要求。

墩台是桥梁的重要构件，其作用是承受桥梁上部结构的荷载，并通过基础传递给地基。

桥墩除承受上部结构的竖向压力和水平力外，墩身还受到风力、流水压力以及可能发生的冰压力、船只和漂流物的撞击力。

桥台设置在桥梁两端，作用是支承上部结构传递的荷载和连接两岸道路，并在桥台后填土。

因此，在墩台的施工时，应保证墩台位置正确，有符合设计要求的强度和耐久性。

桥梁墩(台)主要由墩(台)帽、墩(台)身和基础三部分组成。

本章主要介绍墩(台)身、墩(台)帽施工，基础部分施工不作介绍。

桥梁墩台按其施工方法分为整体式墩台和装配式墩台两大类，相应的施工方法也分为两大类：一类是整体式墩台的现场就地浇筑与砌筑；一类是装配式墩台的拼装预制类施工。

第一节圬工墩台施工现场浇筑墩台按材料分可分为混凝土墩台与石砌墩台，以下分别介绍。

一、混凝土墩台施工1．墩台范本I)墩台模板的基本要求模板是使钢筋混凝土墩台按设计所要求的尺寸成形的模型板，一般用木材或钢材制成。

木模板质量轻，便于加工成墩台所需的尺寸和形状，但较易损坏，使用次数少。

对于大量或定型的混凝土结构物多采用钢模板。

钢模板造价较高，装拆方便，且重复使用次数多。

钢筋混凝土对模板的基本要求与预制混凝土受压构件相同，其轮廓尺寸的准确性由制模和立模来保证。

墩台范本形式复杂、数量多、消耗大，对桥梁工程的质量、进度、经济技术的可靠性均有直接影响。

它应能保证墩台的设计尺寸；有足够的可靠度承受各种荷载并保证受力后不变形，结构简单、制造方便、拆卸容易。

2)常用模板类型(1)拼装式范本：各种尺寸的标准模板利用销钉连接，并与拉杆、加劲构件等组成墩台所需形状的范本，如图7-l所示。

拼装式范本在厂内加工制造，板面平整、尺寸准确、体积小、质量轻、拆装快速、运输方便，应用广泛。

(2)整体式吊装范本：将墩台范本水平分成若干段，每段范本组成一个整体，在地面拼装后吊装图7-1 墩台模板划分示意就位，如图7—2，分段高度可示吊起能力而定。

优点是：安装时间短，无需施工接缝，施工进度快、质量高、拆装方便，对建造较高的桥墩较为经济。

图7-2圆形桥墩整体模板(尺寸单位：cm)(3)组合型钢模板：以各种长度、宽度及转角标准构件，用定型的连接件将钢模拼成模板，有体积小、质量轻、拆装简单、运输方便、接缝紧密等优点，适用于地面拼装、整体吊装的结构上。

(4)滑动钢范本：适用于各种类型的桥墩。

各种模板在工程上的应用，可根据墩高、墩台形式、设备、期限等条件合理选用。

模板安装前应对模板尺寸进行检查；安装时要坚实牢固，以免振捣混凝土时引起跑模漏浆；安装位置要符合结构设计要求。

范本制作与安装的允许偏差见表7—1、表7．2、表7．3。

2．墩台混凝土灌注1)质量控制施工前将基础顶面冲洗干净，整修连接钢筋。

材料选用低流动度的或半硬性的混凝土拌和料，分层分段对称灌注，并应同时灌完一层。

灌注过程要连续，以保证施工质量。

木模板制作的允许偏差表7-1模板构件安装允许偏差表表7-32)施工要点(1)混凝土的运送：如混凝土数量大、浇筑捣固速度快时，可采用混凝土皮带运输机或混凝土运送泵，运输带速度不应大于1．2m／s；最大倾斜角：当混凝土坍落度小于40mm时，向上传送为18°，向下传送为12°；当坍落度为40—80mm时，则分别为15°与10°。

(2)大体积混凝土浇筑：墩台是大体积圬工，为避免水化热过高，引起裂缝，可采取女旷下措施：①用改善集料级配、降低水灰比、掺加混合材料与外加剂、掺入片石等方法减少水泥用量；②采用C3A、C3S含量小、水化热低的水泥，如大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、低强度下水泥等；③较小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度；④混凝土用料应避免日光暴晒，以降低初始温度；⑤在混凝土内埋设冷却管，通水冷却。

(3)混凝土浇筑：为防止墩台基础第一层混凝土中的水分被基底吸收或基底水分渗入混凝土，对墩台基底处理除应符合天然地基的有关规定外，尚应满足以下要求：①基底为非黏性土或干土时应将其湿润；②如为过湿土时，应在基底设计高程下夯填一层10～15cm的厚片石或碎(卵)石层；③基底地面为岩石时，应加以湿润，铺一层厚2～3cm的水泥砂浆，然后在水泥砂浆凝结前浇筑一层混凝土。

二、石砌墩台施工石砌墩台的优点是施工材料可就地取材，经久耐用，在石料丰富的地区建造墩台时为节约水泥，可优先考虑。

1．石料、砂浆与脚手架石砌墩台是用片石、块石及粗料石与水泥砂浆砌筑的。

石料与砂浆的规格要符合有关的规定。

浆砌片石一般适用于高度小于6m的墩台、基础、镶面以及各式墩台填腹；浆砌粗料石则用于磨耗及冲击严重的分水体及破冰体的镶面工程以及有整齐美观要求的桥墩、台身等。

将石料调用并砌到正确位置是砌石工程中比较困难的工序。

当品质小或距地面不高时，可用简单的马登跳板直接运送；当质量较大或距地面较高时，可采用固定式动臂吊机或桅杆式吊机或井式吊机，将材料运到墩台上，然后再分运到安砌地点。

用于砌石的脚手架应环绕墩台搭设用以堆放材料，并支持施工人员砌筑镶面定位行列及勾缝。

脚手架一般常用固定式轻型脚手架(适用于6m以下的墩台)、简易活动脚手架(适用在25m以下的墩台)以及悬吊式脚手架(用于较高墩台)。

2．墩台砌筑施工要点1)墩台放样在砌筑前应按设计图放出实样，挂线砌筑。

砌筑基础的第一层砌块时，如基底为土质，只在已砌石块的侧面铺上砂浆即可，不需坐浆；如基底为石质，应将其表面清洗、润湿后，先坐浆再砌石。

砌筑斜面墩台时，斜面应逐层放坡，以保证规定的坡度。

砌块间用砂浆黏结并保持一定的缝厚，所有砌缝要求砂浆饱满。

形状比较复杂的工程，应先作出配料设计图(图7—3)，注明块石尺寸；形状比较简单的，也要根据砌体高度、尺寸、错缝等，先行放样配好料石再砌。

2)砌筑方法同一层石料及水平灰缝的厚度要均匀一致，每层按水平砌筑，丁顺相间，砌石灰缝互相垂直。

灰缝宽度和错缝按表7—4的规定执行。

砌石顺序为先角石，再镶面，后填腹。

填腹石的分层厚度应与镶面相同；圆端、尖端及转角形砌体的砌石顺序，应自顶点开始，按丁顺排列接砌镶石面。

砌筑图例见图7—4，圆端形桥墩的圆端顶点不得有垂直灰缝，砌石应从顶端开始先砌石块①，然后应丁顺相间排列，安砌四周镶面石；尖端桥墩的尖端及转角处不得有垂直灰缝，砌石应从两端开始，先砌石块①，再砌侧面转角②，然后丁顺相间排列，安砌四周的镶面石。

图7－3 桥墩配料大样图种类灰缝宽度（cm）错缝（层间或行列间）（cm）三块石料相接处空隙（cm）砌筑行列高度（cm）粗料石 1.5～2≥10 1.5～2每层石料厚度一致半细料石1～1.5≥10 1～1.5每层石料厚度一致细料石0.8～1≥10 0.8～1每层石料厚度一致图7-4 桥墩的砌筑a）圆端形桥墩；b)尖端形桥墩砌体质量应符合以下规定：(1)砌体所有各项材料类别、规格及质量符合要求；(2)砌缝砂浆或小石子混凝土铺填饱满，强度符合要求；(3)砌缝宽度、错缝距离符合规定，勾缝坚固、整齐，深度和形式符合要求；(4)砌筑方法正确；(5)砌体位置、尺寸不超过允许偏差。

墩台砌体位置及外形允许偏差见表7－5。

墩台砌体位置及外形允许偏差表7-5三、墩台顶帽施工墩台顶帽是用来支撑桥跨结构的，其位置、高程及垫石表面平整度等，均应符合设计要求，以免桥跨结构安装困难，或使顶帽、垫石等出现破裂或裂缝，影响墩台的正常使用功能和耐久性。

墩台顶帽的主要施工顺序如下。

1．墩、台帽放样墩台混凝土(或砌石)灌注至墩、台帽底下约30～50cm高度时，即需测出墩台纵横中心线，并开始竖立墩、台帽模板，安装锚栓孔或安装顶埋支座垫板、绑扎钢筋等。

台帽放样时，应注意不要以基础中心线作为台帽背墙线，浇筑前应反复核实，以确保墩、台帽中心、支座垫石等位置方向与水平高程等不出差错。

2．墩、台帽模板墩、台帽系支撑上部结构的重要部分，其尺寸位置和水平高程的准确度要求较严，浇筑混凝土应从墩、台帽下约30～50cm处至墩、台帽顶面一次浇筑，以保证墩、台帽底有足够厚度的紧密混凝土。

图7—5为混凝土桥墩墩帽模板图，墩帽模板下面的一根拉杆可以利用墩帽下层的分布钢筋，以节省铁件。

台帽背墙模板应特别注意纵向支撑或拉条的刚度，防止浇筑混凝土时发生鼓肚，侵占梁端空隙。

3．钢筋和支座垫板的安设墩、台帽钢筋绑扎应遵照《公路桥涵施工技术规范》有关钢筋工程的规定。

墩、台帽上的支座垫板的安设一般采用预埋支座垫板和预留锚栓孔的方法。

前者需在绑扎墩台帽和支座垫石钢筋时将焊有锚固钢筋的钢垫板安设在支座的准确位置上，即将锚固钢筋和墩、台帽骨架钢图7-5混凝土桥墩墩帽模板筋焊接固定，同时用木架将钢垫板固定在墩、台帽模板上。

此法在施工时垫板位置不易准确，应经常校正。

后者需在安装墩、台帽模板时，安装好预留孔模板，在绑扎钢筋时注意将锚栓孔位置留出。

此法安装支座施工方便，支座垫板位置准确。

第二节装配式墩台施工装配式墩台适用于山谷架桥、跨越平缓无漂流物的河沟、河滩等的桥梁，特别是在工地干扰多、施工场地狭窄、缺水与砂石供应困难地区，其效果更为显著。

装配式墩台的优点是：结构；形式轻便，建桥速度快，圬工省，预制构件质量有保证等。

通常采用的有砌块式、柱式和管节式或环圈式墩台等。

一、砌块式墩台施工砌块式墩台的施工大体上与石砌墩台相同，只是预制砌块的形式因墩台形式不同有很多变化。

例如，1975年建成的兰溪大桥，主桥身系采用预制的素混凝土壳块分层砌筑而成。

壳块按形状分为I型和II型两大类，再按其砌筑位置和具体尺寸又分为5种型号，每种块件等高，均为35cm，块件单元重力为0．9～1．2kN，每砌三层为一段落。

该桥采用预制砌块建造桥墩，不仅节约混凝土约26％，节省木材50m2大量铁件，而且砌缝整齐，外形美观。

更主要的是加快了施工速度，避免了洪水对施工的威胁。

图7．6为预制块件与空腹墩身施图7—6预制砌块件与空腹墩身施工示意工示意。

a)空腹墩壳板．b)空腹墩砌筑过程二、柱式墩施工1．常用拼装接头装配式柱式墩系将桥墩分解成若干轻型部件，在工厂或工地集中预制，再运送到现场(见图7．7)。

装配式桥墩，其形式有双柱式、排架式、板凳式和刚架式等。

图7_7为各种柱式墩示意。

施工工序为预制构件、安装连接与混凝土养护等。

其中拼装接头是关键工序，既要牢固、安全，又要结构简单便于施工。

常用的拼装接头有：(1)承插式接头：将预制构件插入相应的预留孔内，插入长度一般为1．2～1．5倍的构件宽度，底部铺设2cm厚的砂浆四周以半干硬性混凝土填充。

常用于立柱与基础的接头连接。

(2)钢筋锚固接头：构件上预留钢筋或型钢，插入另一构件的预留槽内，或将钢筋互相焊接，再灌注半干硬性混凝土。