第3章-桥梁墩台施工

第三章桥梁墩台施工现浇预制拼装桥墩、桥台桥台：桥两端的支撑结构。桥墩：多跨桥梁中间的支撑结构。桥墩、桥台都是由台（墩）帽、台（墩）身和基础组成。桥墩桥墩承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受水流，风力和船只的撞击力。要求：足够的强度和稳定性满足能航通车的要求类型：一、实体重力式桥墩二、空心桥墩三、柱式桥墩四、柔性墩五、框架式桥墩1、实体重力式桥墩实体重力式桥墩是一实体圬工墩，主要靠自身的重量（包括桥跨结构重力）平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。此种桥墩自身刚度大，具有较强的防撞能力，但同时存在阻水面积大的缺陷，比较适合于修建在地基承载力较高、覆盖层较薄、基岩埋深较浅的地基上。重力式桥墩墩帽采用20号以上的混凝土，加配构造钢筋。重力式桥墩的墩身用15号或大于15号片石混凝土浇筑，或用浆砌块石和料石，也可以用混凝土预制块砌筑。桥墩基础一般采用15号混凝土，起平面尺寸较墩身底面尺寸略大（四周各放大20cm）。基础多做成单层的，其高度一般为50cm上下2、空心桥墩部分镂空实体桥墩：保持实体桥墩的基本特点，如较大的轮廊体形，较大的圬工结构，少量的钢筋等。在截面强度和刚度足以承担和平衡外力的前提条件下，减少圬工数量，使结构更经济。薄壁空心桥墩：基本结构形式与部分镂空实体桥墩相似，但一般采用强度高、墩身壁较薄的钢筋混凝土构件，混凝土标号一般为20～30号混凝土。3、柱式桥墩柱式桥墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩型式。它具有线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便的特点，特别适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。柱式桥墩(如图15-1所示)一般可分为独柱、双柱和多柱等形式，它可以根据桥宽的需要以及地物地貌条件任意组合。柱式桥墩由承台、柱式墩身和盖梁组成，对于上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。柱式墩一般用混凝土标号为20～30号的钢筋混凝土构件组成。4、柔性墩1、主要特点：减少单个柔性墩所受到的水平力，减小桩墩截面。2、柔性墩的布置：柔性墩一般布设在两端具有刚性较大桥台的多跨桥中，同时，在全桥除一个中墩上设置活动支座外，其余墩台均采用固定支座。3、多跨柔性墩：多跨长桥采用柔性墩时宜分成若干联。4、连续-刚构桥：薄壁柔性桥墩和上部结构预应力混凝土连续梁在支点处固结组成连续一刚构桥，它既能支承上部结构重量，保持桥墩稳定，避免连续梁桥施工中的体系转化；又有一定柔性，适应上部结构位移的需要。5、框架式桥墩1)、构造形式：一般构造，V形墩、X形墩及Y形墩。2)、V形墩、X形墩及Y形墩的特点：美观，但结构构造比较复杂、施工比较麻烦。双柱式墩Y型、双柱式墩V型桥墩Y型、双柱式墩元江世界第一高桥，全桥长801米，为58＋182＋265＋194＋70米五不等跨预应力混凝土连续钢构桥，水面至桥面高度163米。桥下部结构均采用双柱式薄壁墩身法国米约高架桥——这座大桥虽然长2460米，却只有7座桥墩，其中的第2、3号桥墩分别高达245米和220米，是世界上最高的两个桥墩。青藏铁路拉萨河特大桥下“牦牛腿”造型的桥墩桥台桥台承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受挡土护岸等土的压力。类型①实体式：以U字、八字较常见。②埋置式：台身大部分埋入锥体护坡中。3.1砼墩台、钢筋砼墩台、石砌墩台施工一、砼及钢筋砼墩台的施工（一）墩台模板有足够的强度、刚度、稳定性宜优先使用胶合板和钢模板模板板面平整，接缝严密不漏浆拆装容易，施工方便安全1.要求现浇法施工工序：制作安装模板混凝土浇筑2.模板类型a)拼装式模板：板面平整、拆装容易、应用广泛b)整体吊装模板：安装方便、施工安全快捷、模板刚性强、装拆方便c)组合型钢模板：体积小、重量轻、运输方便、装拆简单、接缝紧密，适合在地面拼装，整体吊装d)滑动模板、提升模板：适合各种类型桥墩d)滑动、提升模板滑动模板工作平台内外模板工作吊篮砼平台提升设备d)滑动、提升模板倒链手动爬模电动爬架拆翻模液压爬升模提（爬）升模板滑动模板液压爬升模板（二）砼浇筑施工前的准备工作：●将基础顶面冲洗干净；●凿除表面浮浆；●整修连接钢筋；●检查模板。1.砼运送：由于墩台具有垂直度高、平面尺寸相对较小，因此墩台砼运输有水平和垂直两种运输形式。运输设备：卷扬机、手推车、塔式吊机、砼输送泵等2.砼浇筑速度tAhv/式中：v——混凝土配料、输送及灌注的最小容许速度；A——灌注的面积；h——灌注层的厚度；t——所用水泥的初凝时间。如输送时间较长，则采用下式计算：式中：to——混凝土配置、运输及灌注所消费的时间。)/(ottAhv3.混凝土浇注基底处理规定：●基底为非粘性或干土时，应将其润湿；●基底面为岩石时，应加以润湿，铺一层厚2—3cm水泥沙浆，然后于水泥沙浆凝结前浇注第一层混凝土。●如为过湿土时，应在基底设计标高下夯垫一层10—15cm厚片石或碎（卵）石层；二、石砌墩台施工石砌墩台系用片石、块石及粗料石以及水泥砂浆砌筑而成。（一）石料、砂浆与脚手架浆砌片石：6m以下墩台身、基础、镶面等浆砌块石：6m以上墩台身、基础、镶面等浆砌粗料石：磨耗或冲击严重的镶面工程及有整齐美观要求的墩台身等轻型脚手架：6m以下墩台简易活动脚手架：25m以下墩台悬吊式脚手架：较高墩台脚手架（二）墩台砌筑施工要点按设计放样，挂线砌筑基底铺砂浆或生浆石料分层分块放样编号砌筑方法：同一层石料及水平灰缝的的厚度均匀一致，丁顺相间，砌筑灰缝相互垂直，顺序先角，再镶石后填腹立模板浇筑墩顶混凝土桥墩配料大样图桥墩的砌筑（二）墩台砌筑施工要点砌筑质量：砌体所用各项材料类别、规格及质量符合要求；砌缝砂浆或小石子砼铺填饱满、强度符合要求；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；砌筑方法正确砌体位置、尺寸不超过允许偏差。（三）墩台帽施工主要工序：墩台帽放样墩台帽模板钢筋与支座垫板的制作安装混凝土桥墩墩帽模板混凝土桥墩；石砌桥墩3.2装配式墩台施工一、砌块式墩台施工空腹墩壳块空腹墩桥砌筑过程二、柱式墩施工拼装接头类型：•承插式•钢筋锚固•焊接•扣环式•法兰式双柱式拼装墩排架式拼装墩刚架式拼装墩三、后张法预应力砼装配式桥墩施工装配式预应力混凝土墩构造图3.3滑动模板施工1.工作原理滑模施工工艺就是将滑升模板的全部施工荷载转至墩身钢筋(称之为支承杆)上，混凝土浇注至一定强度后，通过自身提升系统将整个装置沿支承杆上滑，调整后又继续浇注混凝土并不断循环的一个过程。2.适用条件①必须是具有一定高度的非变截面的混凝土结构。②截面形式应为简单的圆形、椭圆形、矩形等几何形状。③结构物四边具备一定的滑升空间。3.滑模施工的施工流程滑模的施工流程施工准备组装模板系统滑升滑升状态检查控制施工准备①根据构造物的结构特点确定滑升方案。②对滑模的各部分进行详细设计，先根据墩台结构形状确定模板的组合方式和合适的围圈材料及围圈断面，计算各种规格模板所需数量，然后确定模板与千斤顶的连接方式，最后绘制滑模各组成部分详图。③滑模制作好以后应先进行试滑，检验各种性能，确定符合要求后，再正式组装使用。组装模板系统组装顺序：施工放样绑扎变成截面钢筋拼装外模板安装外提升架安装外模板安装外挑架及钢管联接铺外平台安装千斤顶及油路调试液压系统插支承杆调平后设限位卡组装完成后按设计要求及组装质量标准全面检查开始浇筑变截面砼滑升到变截面砼完毕后停滑安提升架内腿及安装内模铺设内平台继续滑升。正常滑升程序浇筑混凝土混凝土达出模强度松柔道提升操作平台紧柔道浇筑混凝土绑扎钢筋。滑升过程中，遵循“分层交圈，均匀浇筑，均衡提升，减少停顿”的原则。滑升程序：滑升状态检查控制标高的测量及控制：顶标高控制在支承杆上，每隔300mm用水平仪测一次，各千斤顶标高差最大不得超过30mm，两个提升架千斤顶高差不得大于20mm，超过时即需进行及时调整，如此循环控制标尺，往上引到相对应的两角的竖筋上。4.滑模施工的优点①机械化程度高、速度快、结构整体性好,施工占地面较小。②工艺简单。只需在开工时组装好支架和模板，安装好千斤顶和控制台，省去了翻模施工中每日不间断的抄平、放线、支模、拆模、校模等一系列工作。③节省资金。省去了翻模中的满堂支架、模板的周转、支模、拆模，节省人工，桥墩越高，一次性施工数量越多，经济效益越显著。5.滑模提升工艺①螺旋千斤顶提升②液压千斤顶提升混凝土浇筑：分层、分段、对称、均匀进行充分振捣：插入式振捣进入下层砼深度小于5cm提升模板：初次提升、正常提升、末次提升，每升一次浇一次砼6.滑模浇筑砼施工要点1.工作原理以空心桥墩已凝固的混凝土墩壁为承力主体，以内爬支脚机构的上下爬架及液压顶升油缸为爬升设备主体。油缸活塞杆与下爬架及缸体与上爬架均铰接，上爬架与外套架联接．外套架与网架工作平台联接，支撑爬模。通过油缸活塞杆与缸体间一个固定一个上升，上下爬架间也一个固定一个作相对运动，达到上爬架与外套架、下爬架和内套架的l交替爬升，从而完成爬模的爬升、就位、校正等工序。3.4液压爬模施工2.施工流程施工流程施工准备立、拆模板灌注混凝土爬升拆卸爬模施工准备架设模板调整校和模板位置浇筑混凝土调整校和模板位置爬升模架至下一高度全部浇筑完毕拆卸模板YN爬模施工总的施工流程图3.爬模施工的优点①有完整的独立的自升系统：整爬施工技术是在卦墙爬模的基础上使得内墙模板也像外墙爬模那样同步提升，实现内外墙体模板靠自升机提升。②操作简便：由于模板与爬架交替上升过程中提升的机械设备都较简单．提升动力可选用手拉胡芦(倒链)，使整个提升操作简单方便。③施工安全：整套模组装完成后整体稳定性好，有配套专用的悬挑外挂升降脚手随结构层施工升，因此，所有的内、外模板同层组装完成后．整体稳定性可靠．并使得整爬结构施工阶段有可靠的安全的施工条件斜爬模的基本构造5个架体环柱布置图南浦大桥主塔爬模架3.5V形墩的施工劲性骨架方法：用劲性材料(如型钢、钢管等)在桥位上先用无支架方法架设以形成钢骨架拱，然后围绕骨架浇筑混凝土，即把劲性骨架作为混凝土的钢筋骨架，埋入混凝土中。特点：结构轻盈、造型美观，力与美的完美结合。结构特征：V形墩连续刚构、V形墩连续梁桥等劲性骨架特点(1)劲性骨架在施工时起支架作用,承担现浇砼自重,埋设在砼中,不予拆除。(2)砼达到强度后,劲性骨架又作为结构的一部分承受荷载。(3)整体性好,轴线较易控制。(4)用钢量较大。平衡架方法：这种方法主要运用于Y墩和V墩的施工，用于抵抗墩臂的竖直荷载分量。具体做法是用劲性材料(如型钢、钢管等)在桥墩上先架设一个结构稳定的桁架体系，然后将这个桁架体系与墩体的模板连接架，然后在模板内绑扎钢筋骨架并浇筑混凝土，即把平衡架作为墩体模板的间接固定结构体系，随着施工高度的增加而逐步增高，等墩体施工全部结束后，拆卸平衡架并回收利用的结构体系。平衡架的特点（1）平衡架在施工过程中，起连接两个墩臂的作用，使两个墩臂成为一个稳定结构体系。（2）平衡架直接和墩臂的模板相连，可以防止由于浇筑混凝土造成的竖向荷载分量将两个墩臂撕裂。（3）平衡架结构较为稳定。（4）平衡架施工方法用钢量较大。工程概况工程详图及施工图施工原理施工程序扬中夹江二桥V墩的施工工程概况V形墩为实体墙板式钢筋混凝土结构(如图)，斜腿轴线与墩中心线交角22°，上下固结，其中V形支腿高13.4m，下部板式实心段高7.5m，横向与固结处箱梁底同宽为6.074m，斜腿根部厚2.2m，与梁固结处厚1.5m，下部板实心墩墙高3.5m。0号块长20m，梁高5.6m，高桩承台桩基础。V墩的截面尺寸图工程详图及施工图平衡架及劲性骨架的搭设施工原理在承台上搭建外部平衡架，在两斜腿间搭设中心平衡塔架并与外部平衡架联结成整体平衡架。斜腿内埋设劲性钢骨架，通过特制钢拉杆将斜腿内劲性钢骨架与中心平衡架连接，利用u形螺栓将劲性骨架与钢模板栓接．以承受V形墩混凝土自重及其他施工荷载。平衡架的搭设平衡架的作用是平衡两侧钢拉杆的内力，并将钢拉杆的竖向分力传至竖直段上。承台浇筑前需预埋角钢，搭设平衡架时需将