高速公路工程桥梁施工墩柱技术方案（含计算书）

1、工程概述

xx市xx快速路北段XX标，位于相城区太平街道，沿相城区xx路线位，主要范围：xx省道西～xx路西，主线桩号K86+112.8～K86+978.1，总长度为0.865km。全线主线高架桥墩柱总数为49个，分两种形式，分别为中间双柱门式墩和边墩单柱花瓶墩。其中双柱门式墩和单柱花瓶墩各有三种类型。双柱门式墩高度在9.9m～11.10m,独立花瓶墩高度在8.90m～10.70m。墩柱规格统计具体如下表：

双柱门式墩

单柱花瓶墩

2、编制依据

1、xx市xx快速路北段XX标段招标文件，xx市一级公路标准化施工指南。

2、《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-

3、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80-

4、xx市xx快速路北段XX标段施工图纸。

5、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)

6、《路桥施工计算手册》

7、《建筑结构静力计算手册》

3、墩柱施工技术方案

墩柱施工前，在线外场地制作2m高试柱，试柱采用墩柱弧形段模板支立，浇筑2m高一段混凝土。施工时，按设计图纸制作墩柱钢筋，搭设模板支架，吊车配合支立模板。试柱的目的主要检查新制作模板的拼缝、C40混凝土配合比的浇筑成型后的清水外观质量、钢筋保护层控制情况和墩柱施工工艺等情况。

墩柱施工采用一次立模一次浇筑成型。承台浇筑完成后，及时对墩柱接茬面进行凿毛，及时回填承台基坑至承台顶面。然周在墩柱钢筋骨架四周搭设钢管支架平台，绑扎墩柱钢筋，安装预埋件。经墩柱钢筋验收合格后，采用吊机吊装支立墩柱钢模板，然后浇筑墩柱混凝土。

3.1 墩柱施工工艺流程图

门式墩施工工艺流程图

独立花瓶墩施工工艺流程图

3.2墩柱放样

承台混凝土浇筑完成后，墩柱施工前，由测量组用全站仪进行墩柱边线放样，确定墩身根部的截面位置。模板安装前，由测量组放样确定模板安装位置和混凝土浇筑高度。混凝土浇筑前，测量组对墩柱上口轴线进行复测。

3.3承台顶面凿毛

承台混凝土浇筑完成后，混凝土强度达到10Mpa以上可采用风镐机加人工配合进行凿毛，对墩柱的接茬面进行凿毛，凿毛时首先必须将混凝土表面的浮浆凿掉，露出石子，凿深1cm～2 cm，凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣，再用高压水冲洗干净，保证凿毛的混凝土面清洁。

3.4墩柱支架搭设

承台验收合格后及时回填基坑至承台顶面，回填土压实度以满足支架承载力的要求。在墩柱钢筋骨架四周搭设钢管支架平台，脚手架设置内、外层立杆，排距90cm,内层立杆距离桥墩上口外边约0.8m。高度大于10米时，下部直线墩柱段纵桥向设置三排脚手架，排距为1.1m。立杆处于承台面外的纵横向铺15×15cm方木，然后在其上钢管脚手架，方木顶面以上30cm处安装纵横向扫地杆，以上部分脚手架按照步距为1.8米打设，立杆横向间距90cm，纵向间距1.5m进行搭设。同时应在脚手架四周设置剪刀撑，并应由底至顶连续布置，支架外侧挂设安全网。在支架的内布置钢管脚手架走道以供人员上下，梯道步距不大于30cm。

系梁底模下搭设碗口式钢管现浇支架，支架顺桥向间距0.9m,搭设五排，其中系梁底1.7m宽范围下至少三排。系梁支架中间横向间距为0.9m，在直线段模板立好后根部再加一道间距为0.6m的，控制系梁底模的跨度小于90cm。碗口支架布局为1.2m,支架顶采用顶托调节，上铺设15cm方木。碗口架四周按要求搭设剪刀撑，剪刀撑夹角小于60度。

详见附图《墩柱支架平台正立面图、侧立面图和平面图》。

3.墩柱钢筋制作及安装

墩柱钢筋在钢筋加工场地集中制作，现场经监理验收合格后，用平板车运至现场，用吊车和人工配合进行墩柱钢筋预埋和安装。

钢筋加工制作安装要求：

墩柱钢筋在钢筋加工场地集中制作，现场经监理验收合格后，用平板车运至现场，用吊车和人工配合进行墩柱钢筋预埋和安装。

钢筋加工制作安装要求：

①钢筋批量下料前，要针对每个墩身制作下料单，弧形段的墩身箍筋，要根据间距放样出每道箍筋的尺寸。要根据设计图纸主筋中心至墩柱外表面6.5cm距离计算出箍筋的加工尺寸，同时为保证保护层检测合格率箍筋可适当往内收5mm。下料单要经过技术员复核后报项目部审核，并经审核无误签认后，再按下料单大批量加工。

②针对墩身的弧形主筋，下料时，根据施工图纸先放样墩身模型，制作胎架，通过胎架对钢筋进行试弯，确定钢筋的回弹量，修正胎架。最后将加工好的墩柱主筋与放样的模型比对，符合要求后再进行大批量加工。墩身钢筋在加工棚集中下料焊接，墩身主筋在场内焊接，接长时采用双面焊，焊接前接头钢筋均按要求进行打弯处理，以保证钢筋的轴线位置保持一致。焊接采用CO2气体保护焊，焊机采用500型，焊丝直径1.2mm。接头按1米距离间隔错开，保证同一截面接头数不大于50%。

③墩柱钢筋绑扎时,在墩柱主筋上用石笔划出箍筋间距，箍筋与主筋绑扎牢固，钢筋绑扎的铁丝向内弯曲。先绑扎直线段的墩柱钢筋，绑扎完后，用线锤量测柱子的保护层情况，不符合要求的及时用倒链调整钢筋骨架的垂直度。系梁钢筋，在直线段模板和系梁底模立好后，再进行绑扎。根据图纸要求系梁骨架钢筋9号筋和8’钢筋焊接成骨架形式，骨架钢筋布置时中间的间距适当调整，空出人孔的位置。各种类型的墩柱弧形侧主筋定位见附图。

④焊工须持有焊工证，新的焊工进场后要及时上报项目部对其进行技能考核，考核合格后再进行焊

接作业。

⑤墩柱外露面钢筋保护层垫块均采用混凝土垫块，强度达到40MPa,立柱保护层垫块厚度为4cm,墩柱系梁保护层垫块厚度为3.5cm,固定在墩柱和系梁外围箍筋上。垫块应相互错开、分散布置在钢筋与模板之间，垫块纵横向布置间距在60～80cm,按梅花形布置，布置数量不小于3个/㎡，不横惯混凝土保护层的全部截面。

⑥接地钢板预埋：每侧利用墩身外侧立面选定好的两根竖向钢筋做为桥墩接地钢筋，在顶面预埋接地钢板与该两根接地钢筋焊接。

⑦墩柱内人孔预留：墩柱内部钢筋比较密在钢筋绑扎时要适当调整系梁骨架钢筋、墩柱内拉结筋和垫石钢筋网，预留下料口和人孔的位置，在混凝土浇筑时边浇筑边恢复。

3.6雨水管安装

墩柱雨水管采用de140×3.5mmUPVC管，墩柱钢筋预埋绑扎时预留出进出水口处的水管位置。墩柱雨水管出水口高度低于绿化带顶面20cm。安装雨水管时采用Φ12井字型钢筋与墩柱主筋进行固定间距控制在100cm左右。浇筑混凝土前，在雨水管内穿衬Φ120mm橡胶管，在浇筑完后拔除，以避免浇筑过程中，混凝土挤压UPVC管，导致雨水管变形，堵塞。

3.7墩柱模板安装

模板进场首次使用前在模板面板上涂上水泥浆，待水泥浆凝固两天后，在拼装之前先将模板磨光清除干净，涂抹脱模剂（清机油）。脱模剂涂刷时要轻、薄、均匀，以保证混凝土表面颜色一致。模板打磨涂抹好脱模剂后，不及时使用的应盖塑料薄膜等防灰防雨水。钢筋绑扎完毕检验合格后进行模板的安装， 先支立直线段模板，将短的调整节模板立在底部。立模时在立柱底沿墩柱边线铺5cm厚的海绵条，底节模板直接靠柱底面边线。模板拼装时，每块模板拼缝边缘贴2cm宽的双面胶，对齐后上好定位销定位，再拧紧螺栓。

模板安装完后对模板进行检查，首先检查模板的接缝及错台，模板的接缝控制在1mm以内，模板的错台控制在2mm以内；用钢尺检查模板的几何尺寸。施工中严格控制轴线偏位在1厘米以内。如果有不合格的情况，用手拉葫芦和千斤顶进行调整。模板调整好后，及时在模板四周用钢丝绳风缆八字形固定模板。浇筑前使用水泥砂浆对模板底面与承台接触面进行密封，使接缝严密不漏浆。

3.8墩柱混凝土浇筑与振捣

待模板全部安装结束并经报验合格后，进行砼浇筑。墩柱混凝土标号为C40，采用我部拌和站自拌混凝土，由砼运输车运送至现场后，用泵送进行入模浇筑。泵送前应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆润滑输送管内壁。管道内混凝土出现离析现象时，应立即用压力水或其他方法冲洗管内残留的混凝土，泵送间歇时间不宜超过15min。混凝土的供应必须保证输送混凝土的泵能连续工作。在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气产生阻塞。

对每批砼配合比及砼的和易性进行检查，检查塌落度。混凝土拌和物运(泵)送到浇筑地点时，应不离析、不分层，检查塌落度，且应保证施工要求的工作状态。浇注前用水对浇注部位进行湿润，增强砼与原砼面的结合。砼浇筑时，在模板顶部设置砼导流筒，使砼的自由落差不大于2m。

b E S GIA公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,,交通产业,智l+]2Xt"`%j混凝土采用分层法浇筑，采用插入式振捣器振捣，浇筑时每个柱子的要求配备4个直径7 cm棒，其中2个棒备用2个棒进行振捣。配备浇筑工人7名，其中振捣工4名，抹面工1名，架子工1名，模板看护工1名。为保证混凝土振捣质量，振捣工要下到柱子内作业。分层浇筑，一般每层厚度控制在50cm左右。振捣在浇筑点和新浇筑混凝土面上进行，振捣时采用快插慢拔的方法，振捣顺序为：从四周向中间振捣，并使插入后的振动棒在砼中停留20-30秒，后再慢慢拔出。在振动棒拔出的同时，带出砼中气泡，以混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面泛浆为准。振动器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，一般为50cm,并与侧模保持5～10cm距离。要浇筑好一层混凝土时，要在振捣棒上做好高度记号，以保证振捣下一层混凝土时插入到位，以免多振和漏。第二层砼浇筑时，插入下层混凝土10cm，对第一层砼进行复振，排出砼中残余气泡。每一处振动完毕后，边振动边徐徐提出振动棒。

B+q||S为保证混凝土的外观质量。在混凝土的浇注过程中由试验人员进行混凝土的质量控制，保证混凝土具有良好的和易性、流动性，并控制混凝土的坍落度基本相同，以保证混凝土表面颜色一致。在浇捣过程中安排1～2个模板工观察模板情况，防止螺栓松动导致跑模，发现问题及时处理。

3.9支座螺栓孔预留

在混凝土浇筑至墩顶以下50cm左右，用PVC管预留支座螺栓孔，预留孔直径为支座套筒螺栓直径的三倍，深度为支座套筒螺栓埋入长度+50mm。PVC管安装时采用Φ12井字型钢筋固定，在混凝土强度达到2.5Mpa或者1-2d后，及时将管子拔除。

3.10墩柱拆模及养护

砼浇筑完毕后，对砼裸露表面应及时进行修整、抹平，待定浆后再抹第二遍。加盖土工布养护，并开始进行洒水养生。

混凝土浇筑完成后强度达到2.5MPa以上后，可进行墩柱侧模板和系梁侧模板拆除。系梁底模要在混凝土强度达到30MPa以上后方可拆除，至少养护5d以上。模板拆除时注意保护墩身砼表面，避免发生碰撞，以至损坏墩身表面砼，影响外观质量。模板拆除后及时对墩身进行养护，采用包裹土工布和塑料膜方法保持墩身湿润，养护时间不少于7天时间。拆除的模板及时清除掉板面上的混凝土、涂刷脱模剂方可进入下道工序。

4、墩柱模板计算书

墩身模板采用大面积定型钢模，面板钢板厚δ=0.6cm，面板竖肋（内肋）采用[10槽钢中心间距为30cm；横肋（外肋）采用双拼[18槽钢，计算时间距取mm；模板法兰间的连接采用M18螺连接，墩柱模板转角处横肋间采用Φ22对拉螺栓。

4.1材料参数及强度特性

4.1.1材料参数

4.1.2材料物理性能指标

材料物理性能指标（MPa）

4.2荷载分析

4.2.1荷载类型

①混凝土浇筑速度：2.0m/小时

②混凝土坍落度：100～140 (mm)

③新浇筑混凝土自重（取24kN/m3）

④倾倒混凝土产生的荷载，采用溜槽取F2=2.0kPa；

⑤振捣混凝土对侧模产生的荷载：F3=4.0kPa；

4.2.2新浇混凝土对侧模侧压力标准值

新浇筑混凝土对侧面模板的压力标准值按下列两公式计算，并取其中的较小者：

式中：

F──新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa)；

h──为有效压头高度(m)；

υ──混凝土的浇筑速度(m/h)；

t0──新浇混凝土的初凝时间(h)，可按实测确定(试验室提供初凝时间为6小时)；

γc──混凝土的容重(kN/m3)；

β1──外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺缓凝作用的外加剂时取1.2；

β2──混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时，取1.15；

H──混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度；。

混凝土侧压力标准值

4.3墩柱钢模板计算

4.3.1模板面板

墩身模板面板厚δ=0.6cm钢板，模板竖肋采用[10槽钢中心间距为30cm，验算面板强度取宽b=100cm平面钢模板，从模板下背肋布置可知，模板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。

(1)面板力学性能

(2)面板受力计算

① 新浇混凝土对模板产生的侧压力荷载：F强度=61.83*1.2+（4+2）*1.4=82.6kN/m2

F刚度=61.83*1.2=74.2kN/m2

②按《建筑结构静力计算手册》表3-2计算公式为：

M=

M—最大弯矩值；

q--均布荷载；

l—计算跨度；

q=82.6×1.00=82.6kN/m

M =0.1×82.6×0.302=0.74KN•m

③ 板面强度复核

模板板面强度满足要求。

④ 抗剪强度：按《建筑结构静力计算手册》表3-2，计算公式为：

V--面板计算最大剪力；

q--均布荷载；

l--跨度；

V=0.6×82.6×0.3=14.87KN

截面抗剪强度

τ--剪应力；

V--剪力最大值；

b--构件的截面宽度；

hn--面板厚度；

τ=3×14.87×103/2×0.3×0.006=40.15MPa＜125MPa

模板抗剪强度满足要求。

⑤ 板面刚度复核

挠度f计算公式为：f=

f--挠度值；

q--均布荷载；

l--跨度；

E--弹性模量；

I--截面的惯性矩。

f=0.677×(74.2×103×0.304)/（100×2.06××1.8×10-8）

=1.110-3m=1.1mm＜L/250=300/250=1.2mm

综上，模板板面刚度满足要求。

4.3.2模板竖肋（内肋）强度计算

模板内肋采用[10槽钢中心间距为300mm。从模板下方背肋布置可知，内肋可看作为间距750mm多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算。

(1)[10槽钢的力学性能：

①抗弯应力fy=205MPa，弹性模量E=2.06×105MPa

②截面抵抗矩：W=39.7cm3

③截面惯性矩：I=198.3cm4

(2)内肋（竖肋）受力计算

①作用在内肋梁上的均布荷载为：

q=F强度×0.3=82.6×0.3=24.78KN/m

q=F刚度×0.3=74.2×0.3=22.26KN/m

②按《建筑结构静力计算手册》表3-2计算公式为：

M=

M—最大弯矩值；

q--均布荷载；

l—计算跨度；

M =0.1×24.78×0.752=1.39KN•m

③内肋（竖肋）强度复核

内肋强度满足要求。

④抗剪强度按《建筑结构静力计算手册》表3-2，计算公式为：

V --计算最大剪力；

q--均布荷载；

l--跨度；

V=0.6×24.78×0.75=11.15KN

截面抗剪强度

τ--剪应力；

V--剪力最大值；

S--面积矩；

t--受力截面宽度；

I--截面惯性矩

τ=11.15×103×23.5×10-6/（4.8×10-3×198.3×10-8）=27.53MPa＜125MPa

内肋抗剪强度满足要求。

⑤竖肋刚度复核

挠度按《建筑结构静力计算手册》表3-2，计算公式为：

f=

f--挠度值；

q--均布荷载；

l--跨度；

E--弹性模量；

I--截面的惯性矩。

f=0.677×(22.26×103×0.754)/（100×2.06××198.3×10-8）

=1.2×10-4m=0.12mm＜L/400=750/400=1.875mm

内肋刚度满足要求。

综上，内肋受力满足要求。

4.3.3模板横肋（外肋）强度计算

模板外肋采用双拼[18槽钢中心间距为750mm。取3.3米边进行受力验算，取外肋长2.2m,共承担8根内楞传递的荷载。从外楞布置可知，外肋按多点受力简支梁进行计算。

(1)[18槽钢的力学性能：

①抗弯应力fy=205MPa，弹性模量E=2.06×105MPa

②截面抵抗矩：W=141cm3

③截面惯性矩：I=cm4

④每延米重量20.2kg/m

(2)外肋受力计算

①按《建筑结构静力计算手册》表2-3计算公式为：

M=

M--最大弯矩值；

p--集中荷载值；

l--跨度；

n--集中荷载p将全跨等分节间的个数；

p强度=F×0.75×2.2／(8×2)=82.6×0.75×2.2／16=8.52kN

M =8×8.52×3／8=25.55KN•m

截面抗剪强度

τ--剪应力；

V--剪力最大值；

S--面积矩；

t--受力截面宽度；

I--截面惯性矩

τ=34.08×103×83.5×10-6/(7×10-3××10-8)=31.93MPa＜125MPa

外肋抗剪强度满足要求。

④刚度复核

挠度按《建筑结构静力计算手册》表2-3，计算公式为：f=

f--挠度值；

p--作用在外肋上的荷载；

l--跨度；

n—作用点数；

E--弹性模量；

I--截面的惯性矩。

P刚度=F×0.75×2.2／(8×2)=74.2×0.75×2.2／16=7.65kN

f=(5×82+2)×7.65×103×2.23/（384×8×2.06×××10-8）

=3.25×10-3m=3.25mm＜L/400=/400=5.5mm

外肋弯曲挠度满足要求。

综上，外肋受力满足要求。

4.4对拉螺栓强度检算

验算公式如下:

N -- 对拉螺栓所受的拉力；

A -- 对拉螺栓有效面积 (mm2)；

f -- 对拉螺栓的抗拉强度设计值，取170N/mm2；

查表得：M20对拉螺栓有效面积: A=225mm2；

M20对拉螺栓最大容许拉力值: [N] =170×106×225×10-6=38.25KN；

外肋间距为75cm，每道外肋所受荷载为N=82.6×0.75×2.2=136.31KN

每个对拉螺栓所受的最大拉力: N =136.31/4=34.08KN＜[N]=38.2KN。

螺栓强度满足。

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装配式桥梁施工，从墩台到索塔，一篇全搞定！

随着体外预应力技术的发展、体内预应力筋腐蚀等问题的出现，装配式施工方法在国内越来越火，还不赶紧来学学？

一、装配式墩台施工

装配式墩台是将高大的墩台沿垂直方向、按一定模数、水平分成 若干构件，在桥址周围的预制场地上进行浇筑，通过车船运输至现场，起吊拼装。

装配式墩台的主要特点是：可以在预制场预制构件，受周围外界干扰少，但相对来说，对运输、起重机械设备要求较高。装配式柱式墩系将桥墩分解成若干构件，如承台、柱、盖梁(墩 帽)等，在工厂或现场集中预制，再运送到现场装配成桥墩。其施工工序主要为预制构件、安装连接与混凝土填缝。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。

常用的拼装接头有以下几种：

（1）采用有粘结后张预应力筋连接构造

有粘结后张预应力筋连接构造往往配合砂浆垫层或环氧胶接缝构造实现节段预制桥墩的建造，方案中的预应力筋可采用钢绞线或精轧螺纹钢等高强钢筋。该构造特点是预应力筋通过接缝，实际工程应用较多，设计理论和计算分析以及施工技术经验成熟。不足是墩身造价相对传统现浇混凝土桥墩要高许多，同时现场施工需对预应力筋进行张拉、灌浆等操作，施工工艺复杂，施工时间较长。

（2）灌浆套筒连接

预制墩身节段通过灌浆连接套筒连接伸出的钢筋，墩身与盖梁或承台之间的接触面往往采用砂浆垫层，墩身节段之间采用环氧胶接缝构造。构造特点是施工精度要求较高，现场施工所需时间短，同时也不需要张拉预应力筋，现场工作量显著减小，其正常使用条件下的力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似，因此具有一定的经济优越性。从国外应用经验看，低地震危险区已开始广泛应用，高地震危险区域的应用和科学研究还在进行中。

（3）灌浆金属波纹管连接

该连接构造常用于墩身与承台或墩身与盖梁的连接，预制墩身通过预埋于盖梁或承台内的灌浆金属波纹管连接墩身内伸出的钢筋，在墩身与盖梁或承台之间的接触面往往采用砂浆垫层，墩身节段之间采用环氧胶接缝构造，见图5所示。该构造现场施工时间短，但需要满足纵筋足够的锚固长度，其力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似。目前国外已有少数桥梁使用这种连接构造进行施工，高地震危险区域内应用较少，其抗震性能如何目前仍在研究中。

（4）插槽式连接

插槽式连接构造如图6所示，已在一些桥梁工程中得到应用，主要用于墩身与盖梁、桩与承台处的连接，与灌浆套筒、金属波纹管等相比，优点是所需施工公差可以大一些，现场需要浇筑一定的混凝土。

（5）钢筋焊接或搭接并采用湿接缝

预制拼装桥墩预先伸出一定数量的钢筋以便与相邻构件预留钢筋搭接，需设临时支撑，钢筋连接部位需通过后浇混凝土（湿接缝）方式连接，这也是目前国内较多采用的节段拼装桥墩的设计思路。采用该构造建造桥墩，力学性能往往与传统现浇混凝土桥墩类似，但湿接缝的存在会增加施工时间和现场钢筋搭接、浇筑的作业量，从快速施工角度考虑，该方案存在一定不足。

（6）承插式连接

承插式接缝连接构造是将预制墩身插入基础对应的预留孔内，插入长度一般为墩身截面尺寸的1.2～1.5倍，底部铺设一定厚度的砂浆，周围用半干硬性混凝土填充。优点是施工工序简单，现场作业量少；不足是接缝处的力学行为如何，特别是抗震性能如何，尚需进一步研究。国内北京积水潭桥采用该连接构造建造，美国一些桥梁也采用该连接构造进行建造。如图所示。

预制拼装立柱的抗震性能

预制立柱的抗震性能是阻碍全预制拼装技术在高地震危险区域桥梁中应用的一个技术难题，为了实现全预制拼装技术的全面推广应用，必须对预制拼装立柱的抗震性能展开深入的研究。以典型实际工程桥墩构造为原型，选取套筒（Coupler）、波纹管（Duct）和有粘结预应力筋三种预制拼装连接方式，进行了矩形实心节段预制立柱的低周反复水平加载缩尺试验研究，通过对不同构造细节下节段预制立柱试件的拟静力试验和有限元数值分析，研究了不同构造方式下节段预制立柱的滞回特性、延性变形、接缝处的非线性力学行为、损伤和破坏机理等。

试验结果表明，采用套筒（Coupler）、波纹管（Duct）预制拼装连接构造的桥墩与传统现浇混凝土桥墩相比，具有相近的抗震性能，可满足预期抗震性能的要求。有粘结预应力筋连接预制拼装桥墩具有与现浇混凝土桥墩相近的变形能力，但耗能能力较弱。此外，通过计算分析、连接装置试验、对整批试件的制作和运输过程的研究表明，套筒（Coupler）和波纹管（Duct）两种预制拼装连接方式，立柱总体受力、构造连接、抗震性能和整个施工工艺细节均可以满足当前设计和施工的要求，可用于工程实践。

应用实例：

装配式柱式墩台施工应注意以下几点：

（1）墩台柱构件与基础顶面预留杆形基座应编号，并检查各个墩、 台高度和基坐标高是否符合设计要求；基口四周与柱边空隙不得小于2cm。

（2）墩台柱吊人基杯内就位时，应在纵、横方向测量，使柱身竖直度或倾斜度以及平面位置均符合设计要求；对重量大、细长的墩柱，需用风缆或撑木固定后，方可放吊钩。

（3）在墩台柱顶安装盖梁前，应先检查盖梁上预留槽眼位置是否符合设计要求，否则应先修凿。

（3）柱身与盖梁(墩帽)安装完毕并检查符合要求后，可在基杯空隙与盖梁槽眼处浇筑稀砂浆，待其硬化后，撤除楔子、支撑或风缆，再在楔子孔中灌填砂浆。

随着预应力技术的成熟与发展，预应力开始应用于墩台上，特别是后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台。它的施工方法与装配式柱式墩台施工方法相似，除了安装时的连接接头处理技术之外，节段预制构件之间的连接方式主要依赖于预应力钢束。

后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台采用的预应力钢材主要有高强度低松弛钢丝和冷拉Ⅳ级粗钢筋两种。后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台的预应力张拉方式有以下两种：张拉位置可以在墩帽顶上张拉；亦可以在墩台底的实体部位张拉。一般采用墩帽顶上张拉。

（1）墩帽顶上张拉预应力钢束其主要特点是：

①张拉操作人员及设备均处于高空作业，张拉操作虽然方便，但安全性较差；②预应力钢束锚固端可以直接埋人承台，而不需要设置过渡段；

③在墩底截面受力最大位置可以发挥预应力钢束抗弯能力强的特点。

（2）墩底实心体张拉预应力钢束其主要特点是：

①张拉操作人员和设备均为地面作业，安全方便；

②在墩底处要设置过渡段，既要满足预应力钢束张拉千斤顶安放要求，同时又要布置较多的受力钢筋，满足截面在运营阶段受力要求；

③过渡段构件中预应力钢束的张拉位置与竖向受力钢筋相互关系较为复杂。 预应力钢束的张拉要求、预应力管道内的压浆要求与预应力混凝土梁的要求一致。

应用实例：

预制工艺流程：

承台墩身整体模板桁架体系总重量约420t，采用全钢模设计，主要分为：模板体系、桁架体系、滑移系统及调整系统四个部分。整体一次精确定位。

模板体系：承台外模、承台底模、墩身外模、承台预留孔模板、墩身内模及承台顶面压模。

桁架体系：承台桁架与墩身桁架两部分，支承在滑移系统上。

滑移系统：滑道与滑移装置。

调整系统：模板到位后的微调措施，包括水平调整千斤顶与楔块。

承台及底节墩身混凝土浇筑

承台及底节墩身混凝土浇筑完成拆模

埋床法全预制基础：

采用一套集吊装、导向调位、安装一体化的悬挂系统，该系统除具备预制墩台吊装和悬挂功能外，还具备包括墩台垂直度、竖向标高、平面内位置等调位功能，调位精度达到0.5mm。

二、索塔施工

混凝土索塔：

（1）工程难点

索塔高、柔，极易受日照、温变和风等因素影响，线性控制难度大；

锚固区首次采用钢锚箱，精度要求高，施工控制难度大；

索塔高且离岸远，测量精度难以保证；

大风天气多，有效作业天数少。

（2）关键技术

混凝土索塔控制技术；

钢锚箱安装控制技术。

钢索塔：

三、钢梁悬拼施工

悬臂拼装法是将预制好的节段，用支承在已建成悬臂上的专门悬拼吊机，悬吊于梁位上逐段拼装，与已成型节段锚固后，在拼装下一节段，拼装长度一般2－5m为宜。

悬拼按照起重吊装方式的不同分为：浮吊悬拼、牵引滑轮组悬拼、连续千斤顶悬拼、缆索起重机（缆吊）悬拼及悬臂吊机。悬拼的核心是梁的调运与拼装，梁体节段的预制是悬拼的基础。悬拼施工工序主要包括梁体节段的预制、移位、存放、运输；梁段起吊拼装；悬拼梁体体系转换；合拢段施工。

四、混凝土节段梁施工

预制节段（钢筋砼节段、钢梁节段）拼装施工法：是将桥梁的梁体纵向划分为若干节段块，在工厂里或桥位附近的预制场内预制后，运至桥位，然后通过施加预应力，将节段块组拼成为整体结构。是近四十年内才发展起来的施工方法，被广泛应用于钢筋混凝土及钢桥施工中。

节段的预制主要有长线台座法和短线台座法。

长线台座法就是按照设计的制梁线型，将所有的块件在一个长台座上一块接着一块的匹配预制，使两块间形成自然匹配面。该方法的优点是容易控制几何形状，而且在预制过程中不积累偏差，对于已制块件的偏差可以通过下一个块件及时调整，更可多点同时匹配预制，加快施工进度，除此之外，使用该方法预制构件完成脱模后，不必立刻转运到贮放地。

但是该方法也有如下不足：①占地面积大；②台座必须建筑在坚固的基础上面。③弯桥还需形成所需曲度。④浇筑、养生等设备都是移动式的。

短线台座法施工是指每个节段的浇筑均在同一个模板内进行，其一端为一个固定模，而另一端为一个先浇筑的节段，模板的长度仅为一个节段的长度，模板是不移动的，而梁段则由浇筑位置移至匹配位置后运至存梁场。这种方法占地面积较小，可以形成流水线作业，提高了施工速度，适用于节段类型变化较多，模板倒用较频繁的工程需求。它的不足之处主要在于要求匹配段必须非常精确的放置，因而需要精密的测量仪器设备以及精确的测量和控制方法。

混凝土节段梁预制：

节段梁搬运：节段合理搬运的起吊点应选取合适，以便把节段应力控制在允许的范围内。

节段梁堆放：节段必须按能避免翘曲和二次应力的方式堆放，地坪能为节段提供良好的支承；节段的腹板下方和紧靠腹板处应支架起来，叠堆时应将上面节段的重量由腹板直接传递，避免顶、底板弯曲传力。

节段梁运输：由于混凝土梁体节段自重较大，因此混凝土梁体节段预制场地一般选在离桥位较近处，采用轮胎式搬运机、运梁车或运梁轨道车运输至桥位拼装。

节段梁拼装：

（1）满堂支架法：

（2）少支架法（多用于钢梁）：

由于满堂支架要求对桥下整个地基进行处理，费用较大，施工周期长。因此条件允许的情况下一般将节段加长，采用少支架形式进行拼装施工。

（3）逐跨拼装法：

是上部结构按一个方向架设,一次完成一跨。在施加预应力前，预应节段通过下悬梁(主梁下方)或架桥机(主梁上方)临时支承。架设完的主梁可以简支在桥墩上，也可通过后张预应力将几孔联成连续结构。

适合中小跨径、全体外和体内外混合的预应力凝土简支梁桥、逐跨简支变连续的连续梁桥。施工方法主要设备是一根长度小于（或大于）两倍标准跨长的钢桁架导梁、起吊平车、导梁行进及调整等设备组成。

如果节段位于导梁下用吊挂方式拼装，架桥机称为上导梁式架桥机；如果节段位于导梁之上用支撑方式拼装，架桥机称为下导梁式架桥机；导梁将承受一跨预制节段的重量。

（4）平衡悬臂法：

是以一个桥墩为中心，对称顺序拼装节段。每一节段与前面的已装节段达成一体，自我平衡，并作为下一节段的拼装基础。对于每个施工步骤，悬臂结构通过张拉设置在箱梁节段中的预应力钢束来确保其安全和稳定。节段的吊装则可通过桥面支承吊机、导梁或地面起重机进行。

适合悬臂施工的、中大跨径体内外混合的预应力混凝土桥梁。

（5）悬臂拼装法

利用在已拼结构悬臂上移动的简单装置，来保证节段起吊、平移和拼装；起吊设备装在平车上，平车在桥面轨道上行驶。

适合悬臂施工的中大跨径桥梁。

（6）缆索吊装法

利用悬挂的缆索运输和安装构件的施工方法。

一般适用于拱桥的拱肋或梁体以及悬索桥主梁施工。

体外预应力筋安装：体外预应力钢绞线束通常采用HDPE管作为外套管，为使钢绞线在外套管内排列整齐，并有可能实现单根钢绞线调整、更换，应采用按序单根安装的方法。

体外预应力筋调整与更换：

1）当体外预应力筋拉力需要调整时，可卸掉保护罩、清除防腐油脂，采用专用千斤顶张拉或放松钢绞线，然后重新安装保护罩、注满防腐油脂；

2）当体外预应力筋需要更换时, 采用专用连接器将新、旧钢绞线连接，抽出老钢绞线、拉入新钢绞线，然后张拉、重新安装保护罩、注满防腐油脂。

节段接缝拼接方法通常采用三种方法处理：

1）不作处理的干接缝；

2）涂以环氧树脂的胶接缝；

3）浇以水泥混凝土的湿接缝。

湿接缝主要用于合拢节段或连接段；体内、体外混合预应力桥梁和循环冻融地区应采用胶接缝，胶接缝处体内预应力筋管道口拼合前应设密封垫圈。

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大桥桥墩如何施工？这个钢套箱（沉箱）围堰工艺值得学习！

说起桥，什么地方会用到桥？当然是地面基础没法通过施工满足道路工程通行标准的地方，例如冻土啦、沉降厉害的软地基啦，以及河流或者海上。那么，为了在满满都是水的地方修一座桥，从桥墩开始，我们该怎么做？

钢套箱顾名思义是套在永久结构外面的临时结构，起到围堰作用。钢套箱为桥梁基础及下部构造水上施工作业中常用的一类围护结构形式，尤其适合于大河流中的深水基础，能承受较大的水压，保证基础全年施工安全度汛。特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下，钢套箱更显示出了其优越性。常用的钢套箱分单壁和双壁两种，由于单壁钢套箱刚度差，一般深水基础较少采用，实际工程中大部分情况下采用双壁钢套箱。

钢套箱围堰是一种无底结构，下沉后底部着床或嵌入河床，然后用水下混凝土封底，排水后形成围堰。

（二）、钢套箱构造

钢套箱平面形状可根据承台形状加工成圆形、矩形、也有其他形状。立面分层，平面分块。堰壁钢壳由有加劲肋的内外壁板和多层水平桁架所组成。堰壁底端设刃脚，以利切土下沉。在堰壁内腔，用隔舱板将其对称地分为若干个密封的隔舱，以利于下沉和排水。

双壁钢套箱多采用工厂加工，现场拼装的方法，为便于运输和拼装一般立面分层高度不大于3m，平面分块长度不大于5m，壁厚0.8～1.5m。节段采用高强螺栓连接，并设置橡胶止水带用于止水密封。同时分设多个横向互不通水的隔水仓，以便在下沉过程中根据施工需要分仓对称灌水。

（三）、钢套箱安装及下沉

1、先桩后堰法施工

此法是先搭设钻孔平台进行钻孔桩施工，钻孔桩施工结束后，钢套箱借助钻孔平台拼装下水。接高桩基钢护筒作为钢套箱悬吊系统的承重立柱，在承重立柱上安装悬吊系统主梁（贝雷梁或型钢），主梁上安装横梁（多为型钢），横梁上安装导链或千斤顶。利用钻孔平台拼装首节钢套箱，并于套箱与钢护筒之间焊接导向架，以便克服水流冲击影响，保证下沉位置准确。然后用导链或千斤顶将首节套箱提起，拆除套箱下部的钻孔平台，下沉钢套箱入水至自浮状态，继续拼装第二节钢套箱，然后注水下沉，直至钢套箱着床。

钢套箱着床后使用长臂挖掘机、抓斗或空气吸泥机继续下沉至设计高程，清底后在刃脚内外抛填沙袋或片石，然后对钢套箱进行封底。

先搭设钻孔作业平台钻孔后下沉钢套箱施工工艺流程图

2、先堰后桩法施工

钢套箱施工

该方法钢套箱下沉到位后可作为钻孔桩的施工平台，能够降低工程成本，但需要搭设钢套箱沉放平台。钢套箱沉放平台以钢管桩为支撑，套箱下沉完毕后拔除内侧钢管桩。钢管桩下端距水面30cm处焊接牛腿，牛腿上纵向铺设工字钢作分配梁，上铺横向工字钢作为套箱的承重梁。钢管桩上布置在前、后、左、右四个方向，分上下2 层导向横撑和滚动轴承，安置位置全部需由测量班精确定位，保证套箱下沉精度。

钢套箱节段按设计要求在施工场地加工，节段拼焊后进行焊接质量检验及水密试验。完成后用驳船将分节段运至墩位。利用水上浮吊及过渡段上支立汽车吊吊装节段，在钢管桩下方的承重梁上分节段拼装钢套箱。

先下沉钢套箱后搭设钻孔作业平台施工工艺流程图

下沉平台上层平面图

下沉平台下层平面图

在下沉平台下层拼装首层钢套箱，每节连接处必须放置止水条，所有连接螺栓全部拧紧，保证钢套箱的密封性。

第一层套钢箱拼装完成后，利用钢管桩平台上的千斤顶沉放系统下沉。沉放系统由接高的平台钢管桩、千斤顶、扁担梁及精轧螺纹钢吊杆组成。

沉放系统

钢套箱下沉步骤：千斤顶起吊钢套箱，拆除承重梁，利用千斤顶循环操作下沉钢套箱入水，钢套箱自浮，拆除起吊梁，固定钢套箱在钢管桩牛腿上，拼装下沉第二层钢套箱，下沉力不足时，向舱内注水，增加钢套箱下沉自重。沉至河床时，遇到阻力，注水仍下沉力不足时，可利用长臂挖掘机、抓斗或吸泥机将钢套箱刃脚处砾石排出使钢套箱下沉到设计高程。

在流水中施工，钢套箱下沉时会受到水平力的作用，在下沉过程中钢套箱倾斜度及平台位置要求不超过规范允许值，采用有效的导向、定位设施是必须的。钢套箱定位系统可利用钢管桩作为定位桩，安装导向横撑和滚动轴承，布置在前、后、左、右四个方向，分上下2 层，既控制了钢套箱平面位置，又能控制其倾斜度。钢套箱定位系统是在露出水面的钢管桩上对称焊接两层导向横撑，控制套箱斜度。导向横撑前端安装滚动轴承，以利下沉滑动。

钢套箱入水

钢套箱自浮，解除沉放系统

第二节钢套箱拼装

•插打钻孔桩钢护筒

埋设时首先在钢套箱上对钻孔桩位进行测量放样，按规范要求定位安装导向框架；然后用浮吊配合，将钢护筒从导向框架内徐徐下放到河床上，再用浮吊、振动锤等设备将钢护筒打设到设计标高。在该过程中，要用测量仪器进行全程监控，以防钢护筒偏位、倾斜等，控制值要符合规范要求。

•钢套箱封底

钻孔桩钢护筒全部插打完成后，进行钢套箱封底施工。为保证封底质量，应将钢套箱沉放平台中间的临时钢管桩拔除。考虑水深、桩间距、封底面积、承台底高程等因素经计算确定封底混凝土厚度，封底混凝土为水下混凝土，标号不宜小于C30，使用导管灌注，导管布设应符合砼流动性要求，并在砼初凝前完成封底施工。为保证浇注封底混凝土的防水效果，在浇注混凝土前先在侧板上开设洞口或浇注时安放水泵抽水，保证箱内外的水位一致，减少钢套箱内的水压力，以免影响混凝土质量。

钢套箱封底

•钻孔平台搭设

考虑到在后期钻孔桩施工时平台上需要走行混凝土罐车及吊车等大型机械设备，因此在布置平台分配梁时，钢套箱中间需要布置钢管桩，钢套箱下沉平台外侧钢管桩不动，直接作为钻孔平台。采用工字钢作为钻孔桩平台横梁及分配梁，横梁布设在钢管桩上，套箱侧壁也作为横梁的支撑。钻孔平台不应与钢护筒连接。

套箱中间增加的钢管桩，可在封底混凝土施工过程中安装，为保证封底混凝土质量，钢管桩下端插入封底混凝土深度不应大于1m。

钻孔平台搭设平面图

钢套箱管桩布设

钻孔中的钻孔平台

3、钢套箱整体吊装法

多用于先施工钻孔桩后沉放钢围堰的情况，适用于低桩承台。

4、钢套箱浮运法

多用于先沉放钢围堰后施工钻孔桩的情况，适用于低桩承台

钢围堰现场组拼船舶组合布置示意图

首节围堰浮运入水示意图

围堰在拖轮的推动下，浮运输到墩位现场后，利用两侧导向船上的悬臂吊起吊围堰，然后退出工作船，下放围堰入水。

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桥墩加固施工工艺

可慧新材料——桥墩加固施工工艺

1.1 施工工艺和注意事项1.1.1 施工工艺流程墩身裂缝封闭处理→墩身及承台表面凿毛处理→测量放样→安装上下通道→墩身、承台钻孔→钢筋加工、绑扎及安装→模板安装→预埋件埋设→混凝土浇筑→→拆模→混凝土养护。

1.1.2 主要机具设备混凝土振捣器、电气焊设备、凿毛设备、钢筋切割机、电锤钻、小型气泵、钢筋探测仪等。

1.1.3 主要材料钢筋、植筋胶、裂缝修补胶等1.1.5 裂缝封闭施工（1）裂缝封闭施工方法首先对裂缝周边进行打磨，然后采用铁科院的裂缝修补胶对裂缝进行封闭，裂缝注胶封闭合格后方可进行下道工序施工。裂缝封闭施工时根据不同的裂缝宽度、深度、数量采用相应的处理方案：裂缝宽度小于 1mm时，采用表面封闭法进行处理；裂缝较深、宽度大于等于 1mm时，采用压力灌注法进行修补。（2）裂缝修补材料要求1）混凝土桥梁裂缝修补胶的材料性能指标必须符合表 1 的规定。

2）裂缝修补胶除满足以上性能指标相关规定外，尚需满足以下要求。①裂缝修补胶浆液黏度小，渗透性、可灌性好。②裂缝修补胶液固化后收缩性小，固化时间可调节，灌浆工艺简单，

（3）裂缝封闭施工措施本工程中的桥梁裂缝封闭施工均在桥底下施工作业，在裂缝施工前，应搭设脚手架施工平台，脚手架的搭设应符合安全规程及设计要求。

（4）施工流程及施工工艺1）施工流程裂缝的测量与记录→裂缝表面处理→封缝→配胶→灌胶→养护→结构表面清理2）施工工艺①表面封闭法表面封闭法主要采用表面封闭材料（如环氧胶泥、聚合物砂浆等）对结构表面裂缝进行封闭修补的方法。 本方法适用于裂缝宽度小于 1mm 的裂缝。表面涂抹环氧胶泥时，先将裂缝附近 80～100mm 宽度范围内的灰尘、浮渣用压缩空气吹净，或用钢丝刷、砂纸、毛刷清扫干净并清洗，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍。如表面潮湿，应用喷灯烘烤干燥、预热，以保证环氧胶泥与混凝土黏结良好；如基层表面难以干燥时，应用环氧煤焦油胶泥（涂料）涂抹，并涂刮在裂缝表面。

②压力灌注法适用于较深、 宽度≥1mm 的裂缝处理，混凝土结构裂缝压力注浆使用环氧灌封胶（甲）、环氧灌封胶（乙）为材料。压力灌浆施工时按以下工艺流程逐一进行：裂缝检查及清理 →钻孔埋管 →裂缝止浆 →压气实验 →灌浆→收尾处理及质量检查。

a.裂缝的检查和清理： 修补前，对修补部位的裂缝情况进行详细的检查、记录，对结构受损部位的所有裂缝做好定量和定性的分析。据此进行有关化学灌浆材料的配量、埋嘴、灌浆注射等方面的具体计算和安排。

b.钻眼埋嘴：嘴子是化学灌浆材料的注入口，也是裂缝的排气口， 嘴子布置的原则是：宽缝稀，窄缝密，断缝交错处单独设嘴。c.嵌缝止浆： 嵌缝止浆的目的是防止浆液流失， 确保浆液在灌浆压力下将裂缝填充密实。

d.压气试验：试验检查，认定嵌缝质量良好，无渗漏现象后，即可配置浆液。

e.灌浆：灌浆顺序应先行标定，其原则是：竖向裂缝先下后上；水平裂缝由低端逐渐灌向高端；贯通裂缝宜在两面一先一后交错进行。在整个灌注过程中应随时注意排气。当灌好一个嘴子往下一个嘴子之前，必需在已灌好的嘴子上绑扎一段透明塑料软管，以备该嘴溢浆时弯绑扎死。灌浆或注射结束后最好稳压几分钟，不要急于转移，以使被处理的裂缝尽量吃浆饱满。

f.收尾处理：灌浆完毕待浆液聚合固化后，即可将灌浆嘴一一拆除，并用环氧树脂胶泥抹平。最后对每一道裂缝表面再刷一层环氧树脂水泥浆，确保封闭严实，并使其颜色与原砼结构尽量保持一致。- 5 - (5)裂缝封闭质量验证、验收对裂缝封闭质量进行目测外观质量，表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝、无脱落。

1.1.6 凿毛施工裂缝封闭及基坑开挖完成后，采用轻型电锤等工具对墩身和承台进行机械凿毛处里。凿除标准为露出混凝土骨料，且骨料分布均匀，然后将浮渣用高压风或高压水冲洗干净。

1.1.7 墩身、承台钻孔按照设计图纸在墩身、承台上进行精准放样，然后人工用电锤钻钻孔，以确保钻孔的内表面有足够的粗糙度。钻孔深度及直径应符合设计要求钻孔要求与墩身、承台表面垂直，垂直度允许偏差：墩身≤ 3%度；承台≤ 5%度，水平钻孔不得向上倾斜；用压缩空气清钻孔穴，吹出灰尘。

1.1.8 植筋、钢筋绑扎施工插入锚筋，注射植筋胶（符合《公路桥梁加固施工技术规范》 JTG/T J23- 要求的 A级胶），填满孔的 2/3 ，注意不能灌满，固化