桥墩范文10篇

桥墩范文篇1

1桥梁加固的主要技术

1.1加强薄弱构件。对病害严重的构件，采取以新材料（钢材、砼、各种纤维等）增大截面或粘贴附加材料；施加外部预应力；对裂缝采取化学灌浆封闭等进行加固。

1.2增加辅助构件。当原有构件承载力不足或遭破损时，可在原有结构上增加新的受力构件或替换原构件，如增设纵梁、横梁或拱肋等。

1.3改变结构体系。主要是利用梁的连续作用或梁板组合作用及拱梁组合作用改变结构的受力体系，增加超静定次数，改善结构的受力状况，以提高桥梁承受活载的能力。

1.4减轻恒载。减轻原桥上部构造的恒载，可以改善原桥的受力状况，提高承受活载的能力。特别是在桥梁基础承载力受到限制，不能满足加固上部构造和提高活载所增加承载力要求时，以减轻桥梁恒载的办法来提高承受活载的能力是一种经济有效的措施。

1.5加固墩、台及基础。当桥梁的缺陷和病害是因墩、台或基础问题引起时，就应该采用各种措施，阻止墩、台及基础的位移或变形，改善受力状况，提高承载力。

1.6加大截面加固。用于增加结构的稳定性、刚度、提高轴压比等，如钢架拱的构件、高层建筑物的柱等。

1.7预应力加固。提高结构的承载力和抗裂性，如体外预应力对简支或连续梁加固，对桥墩帽梁的加固，也有以对称撑杆形式对柱进行加固。

1.8外包钢加固及粘钢加固。外包钢加固主要指干式外包钢型钢，单独承载，按钢结构计算。粘钢加固是当前最常用的结构加固方法，以高抗拉抗剪强度的环氧类树脂为粘结胶，保证所粘贴的钢板或型钢参与结构共同受力，提高结构的抗弯抗剪能力，有适当措施时还可以提高结构的刚度。

2桥梁加固维修技术案例

下面以国道205线梅州境内锭子大桥加固维修施工方案为实例，总结此类问题的几点经验。

2.1桥梁概况及裂缝情况简介锭子大桥全长108.25m，上部结构为3×30m钢筋混凝土刚架拱，桥面全宽18.7m（净-9m主车道+2×0.2m分隔带+2×3m非机动车道+2×1.5m人行道+2×0.15m栏杆），该桥原设计荷载为汽-20，挂-100。上部构造由6个钢筋混凝土拱片组成，拱片采用现浇法施工，由横系梁将6个拱肋组成整体。桥面系为预制的腋肋板上现浇桥面铺装层，在拱片外侧为预制的悬臂板。下部结构两个桥墩采用钢筋混凝土人工挖孔桩，桩基直径1.4m，采用高桩承台。两个桥台采用重力式桥台，未发现墩台沉降和变位问题。

2.2桥梁主要病害

①桥面出现多处纵横向裂缝，特别是沿桩号前进方向由于重车较多，导致裂缝更多，有的肋腋板在运营过程中已经损坏后更换。

②车辆行驶过桥时振动较大，尤其是各跨跨中振动较为明显。

③广州侧桥台上部沿下游方向有局部开裂现象。

④各跨主拱腿拱脚上缘出现多处横向裂缝。

2.3病害原因分析

①桥梁本身结构缺陷和承载力不足。刚架拱桥是一种集零散为整的结构，结构尺寸偏小和配筋不足，整体性能差和刚度较低是主要原因。

②重载车辆的过度行驶加速了结构的破坏。以上两点是本桥出现严重病害的最主要原因。

2.4加固维修方案本桥主要采用加强主拱腿及上部构造的整体性，提高桥梁强度和刚度，用环氧结构胶封闭桥梁裂缝，修补桥梁缺陷等办法进行加固。具体加固措施有以下几点。

①在主拱腿拱脚2.5m范围内上缘顶面新增钢筋混凝土现浇板，将矩形截面改造为T型截面，改善拱腿受力和加强6片拱腿横向连接。

②更换桥面，增强桥面的整体性。由于肋腋板整体性差，与拱片不能形成组合截面，降低了刚架拱桥的强度和刚度。本桥拆除全部桥面铺装及肋腋板，重新现浇钢筋混凝土桥面板，并采取有效措施，使新老混凝土结合牢固，增强刚架拱桥的整体性，提高桥梁的刚度和承载能力。

③用环氧结构胶封闭桥梁裂缝。

④修复加固桥台及桥梁中的混凝土缺陷、钢筋锈蚀等病害。

⑤更换全桥伸缩缝，增设变形缝（缩缝）。

⑥完善泄水系统。

⑦为保证行车安全、桥面上、下游设置钢筋混凝土护栏。

2.5加固维修施工方法

2.5.1主拱的加固。从主拱脚起向拱顶方向2.5m范围内均进行加固，变矩形截面为T型截面，以提高主拱的承载能力，增大其刚度和整体性，为了增强新老混凝土的连接，除采用钻孔锚筋，凿毛老混凝土，涂刷掺有丙苯乳液的水泥浆等措施外，新浇混凝土还采用微膨胀混凝土，尽量减少新老浇混凝土的收缩差，使新老浇混凝土连成整体。混凝土的灌注应从拱脚到拱顶方向对称进行，逐孔施工。为了节省支架，浇筑混凝土的支架支承在主拱脚上。为了减轻模板的自重，施工模板及支架一律采用木质结构。

2.5.2桥面板的施工。现浇桥面板应以对称均衡为原则进行，为了延长桥梁的使用寿命，桥面板不设纵缝。拱顶部分的施工支架均以实腹段为支撑，模板支撑在实腹段上，其余部分的施工支架均以弦杆为支撑。

2.5.3新老混凝土结合面的施工

①用硬毛刷或钢刷清洗老混凝土的表面，将混凝土表面的泥土、粉尘、油污及碎渣清洗干净。

②用小铁锤将混凝土表面凿毛，凿成间距3cm、深5mm的密布小坑。

③用清水冲洗，用钢刷刷洗小坑，将混凝碎渣全部清除干净。

④在老混凝土表面上涂刷一层水泥浆，其厚度为1~2mm。为了增强新老混凝土的粘结力，在配制水泥净浆时，要求加入浆液体积10%的丙苯乳液。

⑤在涂刷的水泥浆液尚未凝固时，立即浇注微膨胀混凝土，要求振捣密实，各部尺寸满足设计要求。

2.5.4混凝土缺陷及钢筋锈蚀的处理。对有缺陷的混凝土（如蜂窝、麻面、空洞、表面风化、剥落等），必须人工敲打、凿毛、用钢刷来回刷擦，清除不稳定的混凝土部分。为使混凝土表面洁净，必须用水清洗。对锈蚀钢筋，应先凿除周围损坏的混凝土，露出的钢筋，用细钢刷将锈蚀部分清除干净，再外涂阻锈剂，然后再根据情况用高标号混凝土或水泥砂浆填补。为增强新老混凝土的连接，在浇注混凝土之前，应在原混凝土表面刷上一层水泥净浆，以利新老混凝土结合牢固。

桥墩范文篇2

【关键词】山区高墩；抗震分析；抗震性能评价

1背景分析

目前，对高墩桥梁进行地震反应分析主要以规范公式法和静力推倒分析法为主。对于桥墩抗震性能的评价，JTG/TB02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》【1】并没有给出量化的计算方法，只是提出了两水准设防、两阶段设计的抗震设计理念。实际发生破坏性地震时，虽结构未倒塌，但因损伤过大，造成的经济损失往往超出建设单位的承受能力。针对以上问题，本文尝试引入量化指标对桥墩抗震性能进行评估，可作为社会经济性评价参考。本文研究分析山区桥梁中普遍存在的柱式墩、薄壁墩，指出了其在高烈度地震下可能会出现非设计的预期结果，并从构造措施上给出了优化抗震建议。

2典型山区高墩桥梁

本桥是贵州山区某高速上1座非常典型的高墩桥梁，上构为40m预制T梁，单向2车道，桥宽12.25m，全桥共3联：2×（3×40m）+4×40m；上部结构采用结构连续T梁。本地区场地类型为Ⅱ类，地震参数为抗震设防烈度7度，地震动峰值加速度0.15g。墩高分为空心薄壁墩（6.5m×3.0m，壁厚0.5m，墩身主筋HRB500D32）和双柱式墩，该类桥墩均为贵州山区非常常见的桥墩。全桥下构共9个桥墩，1～5#和9#墩为圆柱墩，直径2m；6～8#墩为6.5m×3.0m空心薄壁墩；3#、6#为分联墩；7～9#墩梁固结；1～9#墩高分别为：13.5m、27.2m、17.1m、11.9m、27.4m、56.2m、67.1m、59.8m、33.3m。

3动力特性

动力特性是抗震性能评价的基础，本桥考虑X方向（纵桥向）和Y方向（横桥向）各35阶的模态。对结构进行模态分析，X、Y方向有效参与质量合计分别为92.85%、93.24%，纵桥向和横桥向均获得了90%以上的参与质量，可满足规范要求。前5阶振型频率分别为0.32Hz、0.39Hz、0.4Hz、0.43Hz、0.62Hz，周期分别为：3.11s、2.53s、2.48s、2.29s、1.60s，前5阶振型描述分别为：全桥纵向振动、全桥纵向振动、全桥横向振动并有扭转、全桥纵向振动、全桥横向振动并有扭转。山区桥梁桥墩一般都比较高，纵向刚度较柔，可从全桥的动力特性分析得出纵向与横向刚度的差异。通过以上分析可知，本桥桥墩普遍较高，桥墩较柔，因而自振频率较低；1～2阶振型皆为纵向，说明本桥纵向刚度小于横向刚度；横向振型中出现扭转，以第三联最为明显，是第三联桥墩刚度差异过于明显所致。

4桥墩抗震性能评价

在基于性能抗震的设计理论中，现行规范并没有在这方面有明确的量化指标要求，一般情况下可用来衡量性能的参数有：变形、承载力、延性、曲率、阻尼比、有效刚度、能量等。本文采用墩顶延位移性系数和墩顶位移角2个指标来评定桥墩抗震性能。墩顶延性位移系数定义为在地震荷载作用下，墩顶的最大位移与桥墩墩身首次进入屈服状态时墩顶位移的比值，即u=um/uy。对于常规的桥墩构件，悬臂墩或框架墩的纵桥向计算在墩底截面刚刚屈服时，可认为曲率沿墩高线性分析，可得到墩顶屈服位移uy=（1/3）准yH2，其中，H为墩高；准y为桥墩的屈服曲率，可由桥墩的弯矩-曲率曲线得到，对于框架墩横桥向屈服位移需要做pushover分析得出。本文位移角可定义为墩顶位移与墩高的比值。综合参考文献【2，3】，对位移延性系数定义为完好（0，1]、基本完好（1，1.2]、轻微破坏（1.2，3]、中等破坏（3，4]、严重破坏（4，6]5类性能水准，位移角限值定义为完好1/500、正常使用1/400、修复后使用1/175、生命安全1/100、防倒塌1/505类性能水准。本桥墩高超30m为非规则桥梁，地震分析方法运用MIDASCIVIL软件采用时程分析。由贵州省地震局工程地震研究中心、武汉地震工程研究院有限公司提供的3组时程波计算（按100a超越概率10%水平向峰值加速度），计算结果取3组的最大值。时程分析墩顶位移见表1。从时程分析结果来看，不同的抗震性能评价指标反映的结论并不完全一致。本桥的位移延性系数指标均可满足完好指标，但位移角却存在不同的评价，总体上都能满足修复后使用要求。由于现行抗震规范并没有在桥墩抗震性能评价指标上有具体的规定，所以需要综合多种指标来评价分析，并确保每项指标都能满足最低目标性能要求。从桥墩类型抗震性能角度分析，空心薄壁墩比圆柱墩的延性更好，其变形为弯曲破坏，能消耗大量的地震能量，圆柱墩如果墩身过矮则有可能发生剪切破坏，这不是期望的破坏结果。圆柱墩抗震性能不仅与墩高有关，还与上部构件连接的边界条件有关，并且同一联不同刚度桥墩还会相互影响，但是，总趋势是墩身较高的圆墩抗震性能比较低的要好。

5框架墩横向抗震分析

双柱或者多柱墩是非常常见的桥墩形式，在贵州山区高墩中往往有墩高达30～40m的情形，通常会设置2～3道中系梁，中系梁的存在可减小圆柱墩横桥向长细比，提高稳定性，但其会改变桥墩的侧向刚度。以本桥的9#墩为例，通过桥墩的横向抗震分析发现，当墩顶位移达到14cm，桥墩中系梁附近会提前出现屈服，甚至会优先于墩顶底位置屈服，这显然是对抗震性能不利的。对比其他有中系梁的圆柱墩亦有类似情况，即中系梁附近可能会先于桥墩顶底位置发生屈服。贵州高速公路圆柱墩习惯上采用密系梁，即桥墩系梁间距控制的很小，通常在12m内。这对于抗震而言并无益处，中系梁的存在会造成墩身刚度沿高度上发生突变，柱弯矩、剪力在此位置都会有突变，使得墩身系梁位置在地震荷载下会产生更大的水平力，而墩身系梁上下位置一般不会加强，这导致系梁上下附近的墩身变成薄弱区，易形成新的塑性铰区域。中系梁往往尺寸很大但长度又较短，造成中系梁刚度与柱刚度相差很大，而刚度差异越大，墩柱在中系梁附近越易形成薄弱层（形成塑性铰或剪坏）。此外，对于多柱墩，中系梁的存在还会造成墩柱轴力上发生剧烈的变化。综上分析，对于桥墩中系梁宜尽量少设，最好不设，对已设中系梁桥墩，墩身在中系梁附近宜进行箍筋加强，系梁两端也宜进行箍筋加强，避免剪切先于弯曲破坏。

6高墩的墩顶允许位移

山区高墩常见的有实心矩形墩、空心矩形墩，这类桥墩刚度通常很大，按公路桥梁抗震细则规定，塑性铰区域的最大容许转角与极限破坏状态的曲率、等效屈服曲率、等效塑性铰长度有关。本文以7#高墩为例，7#墩高67.1m，设计为空心薄壁墩（6.5m×3.5m）。利用MIDASCIVIL做弯矩-曲率分析，可得出该墩在横向位移下，等效屈服曲率为0.00057m-1，极限曲率为0.0035m-1。利用MIDASCIVIL做墩顶容许位移分析时，认定当桥墩墩身任意位置曲率达到极限曲率的一半时即到达设计容许曲率，此时墩顶位移即为容许位移。以此计算出7#墩顶横向容许位移约为1.9m，纵向容许位移会更大，原因是桥墩纵向刚度比横向小，纵向的等效屈服曲率和极限曲率都比横向要大。由此可见，由于薄壁墩墩身很高，导致计算出墩顶容许位移非常大，这意味着薄壁墩墩身并不容易发生破坏，而桥墩连接上构的支座（分联位置会设置，其他位置一般固结）却无法适应如此大的位移。在桥墩抗震概念设计理念中，按能力保护原则，一般会要求桥墩的盖梁、挡块、桩基、支座等不应先于桥墩墩身破坏，显然对于挡块、盖梁等可以通过尺寸增大、配筋加强来提高，但对于本桥的支座，要适应如此大的位移，支座设计本身将会十分困难，这亦说明支座是高墩桥梁抗震的一个非常脆弱的环节，应尽量避免设置支座。

7结语

本文通过贵州山区一典型实际桥梁的桥墩抗震分析，从不同类型桥墩抗震性能指标评价、圆柱墩系梁的设置、墩顶横向位移3个方面深入研究讨论，分析的结论具有较大实用价值，可供工程人员参考。

【参考文献】

【1】JTG/TB02-01—2008公路桥梁抗震设计细则[S].

【2】刘艳辉.基于性能抗震设计理论的城市高架桥抗震性能研究[D].成都:西南交通大学,2008.

桥墩范文篇3

关键词：高速公路；桥墩防护；防撞体

随着交通事业的不断发展，高速公路里程持续增加。高速公路建设中，上跨桥或跨线桥的桥梁墩柱设置在中央分隔带时，外侧会设置钢护栏进行防护。但随着沿线经济的不断发展，交通量日益增长，且大型车比例逐年增高，桥墩距离车行道的间距过近，车辆在桥墩附近发生事故，极易对桥梁墩柱造成威胁，影响桥梁的安全。桥梁墩柱是桥梁的基础，是将桥上荷载传递至地面的重要构件。为了保障上跨桥梁的安全，降低车辆发生事故时对桥墩产生刮蹭和撞坏的几率，有效保护桥墩，降低大型车辆经过桥梁时的安全隐患，研究对上跨桥桥墩进行防护的措施意义深远。

1上跨桥桥墩增设防护工程设计要求

根据《河北省交通运输厅公路管理局关于印发高速公路养护工程施工图设计技术指导意见的通知》（冀交公路〔2015〕308号〕的要求：主线上跨地方道路桥梁，应对存在安全隐患的桥墩设置防护，防护体防护能力应满足《公路交通安全设施设计规范》，且不小于A/Am级；存在安全隐患的天桥或主线下穿式分离式桥墩应设置不低于SB/SBm级防护设施。根据《公路交通安全设施设计细则》（JTG/TD81—2017）表6.2.3及6.2.3-2的相关规定：防护设施设置防护等级应不低于SB/SBm级。

2上跨桥桥墩现状

一般情况下，上跨桥桥墩的形式有双柱式圆柱墩、三柱式圆柱墩、独柱式矩形墩等。根据上跨桥的跨径、宽度的不同，桥墩的截面尺寸通常也不相同。最大的直径为φ180cm，距离建筑限界很近。现状的桥墩防护措施主要是桥墩刷涂立面标记和采用钢护栏防护的措施。立面标记一般沿行车方向涂刷黑黄相间的反光油漆，线宽15cm，倾斜角度为45°；两侧钢护栏一般为满足2006版《公路交通安全设施设计规范》等级要求的A级钢护栏。钢护栏防护高度为60cm，立柱间距为4m或2m，防护能力较弱。现状中央分隔带桥墩防护通常采用双侧钢护栏起到分隔、防撞作用，防止车辆越到对向车道。而桥墩只有单侧护栏起到防撞作用，且钢护栏防撞能力较弱，外倾当量值大，对桥墩保护作用较小，易发生撞击事故。桥墩现状见图1。

3上跨桥桥墩防护处理方案

桥墩防护方案有增设混凝土防撞体或设置加强型钢护栏，不满足建筑限界要求时可以根据实际情况设置组合型护栏。3.1混凝土防撞体。混凝土防撞体采用C30现浇混凝土，高100cm，高出路面90cm，防撞等级为SBm级，墩柱与防撞体空隙间采用碎石砂砾填充，基础采用C30现浇混凝土，高50cm，宽50cm。同时防撞体外侧粘贴黄黑相间的反光膜，涂刷方法应符合《道路交通标志和标线》（GB5768—2009）的有关规定。混凝土防撞体平面图见图2，立面标记设计示意图见图3。混凝土防撞体的优点是强度较高，防撞能力强，可以有效降低车辆撞坏桥墩的几率，保证桥梁的安全性，满足防护等级要求；缺点是造价高，施工较为复杂。3.2加强型钢护栏。采用加高加密钢护栏进行防护，在保持原钢护栏不变的基础上，在原4m立柱之间打入一根立柱，使柱距变为2m，新增SB级钢护栏，立柱规格为130mm×130mm×6mm，立柱埋置深度为路面以下1650mm，防阻块规格为300mm×200mm×290mm×4.5mm，并增加一道三波波形板，采用4mm厚波形板。加强型钢护栏立面图见图4。根据《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81—2017）6.2.21对护栏最小结构设置长度的规定，护栏长度应不小于70m，因此，桥墩每侧钢护栏设置长度应不小于70m。加强型钢护栏的优点是施工较为方便，造价较低；缺点是外倾当量值大，且维护频率高。3.3组合型。高速公路设计速度一般为120km/h，建筑限界要求边值不小于50cm。当桥墩两侧空间满足建筑限界要求，应优先考虑采用混凝土防撞体防护方案；当不满足要求时可考虑采用加强型钢护栏防护方案。结合现场实际情况，提出了一种新的防护方案：混凝土防撞体+钢护栏板。当桥墩直径过大时，在桥墩两侧设置混凝土防撞体，不能满足建筑限界要求，因此，满足空间要求的段落，设置混凝土防撞体；不满足空间要求的段落，采用4mm厚三波钢护栏板+4mm厚二波防护栏板防护。防撞体两侧的钢护栏应设置8m过渡段。为了使钢护栏板与混凝土防撞体较好的衔接，防撞体采用C30现浇混凝土，高110cm，高出路面100cm，防撞等级为SAm级，墩柱与防撞体空隙间采用碎石砂砾填充，基础采用C30现浇混凝土，高50cm，宽50cm。混凝土防撞体+钢护栏板平面图见图5。

4结语

随着交通量的不断增长，重载车的比例逐渐增大，上跨桥桥墩存在一定的安全隐患，为了能更好地保护桥墩及桥梁安全，应对桥墩进行防护。方案设计时需要结合现场实际，在满足建筑限界要求的情况下，提出合理的防护方案。完善桥墩防护一方面保护了高速公路的桥梁墩柱，保证了高速公路桥梁结构受力的安全性，保证车辆行驶安全，提高公路运营效益和社会效益；另一方面，有利于向高速公路使用者提供安全、快捷、舒适、优美的行车环境，降低高速公路的养护运营管理费用，有利于树立高速公路管养单位的对外形象，具有重要的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]交通运输部公路局，中交第一公路勘察设计院有限公司.公路工程技术标准：JTGB01－2014[S].北京：人民交通出版社，2014.

[2]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计细则：JTG/TD81－2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[3]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施设计规范：JTGD81－2017[S].北京：人民交通出版社，2017.

[4]交通运输部公路科学研究院.公路交通安全设施施工技术规范：JTGF71－2006[S].北京：人民交通出版社，2006.

[5]浙江省公路管理局.公路养护技术规范：JTGH10－2009[S].北京：人民交通出版社，2009.

桥墩范文篇4

关键词：桩柱结合部；表现病害；加固设计

随着我国交通运输事业的蓬勃发展，“十四五”期间又将迎来高速公路建设黄金期，对交通土建的建设速度及质量控制提出了更高的要求。桩柱式桥墩由于不需要浇筑大体积承台，减小了施工空间且施工工艺简单，尤其是应用于小跨径装配式T型梁、小箱梁等自重较小的上部结构，得到了有效地推广。与此同时，针对此种较为普遍的下部结构型式，养护过程中的病害识别及加固处理变成一项比较重要的任务。桩柱结合部受桩柱不同心、结合部钢筋连接不规范、桩头处理不当等内因影响，及受河道冲刷、桥面重载等外因影响，结合部一旦出现损伤，易出现基础沉降、墩柱倾斜、梁体偏位等表现病害。加固设计应根据墩柱、盖梁病害严重程度，宜采用顶升梁体、更换盖梁及墩柱的方案或顶升盖梁、更换墩柱的方案或借助现有桩基施工承台顶升盖梁或主梁的加固方案[2]。

1病害表现

1.1桥梁概况

德上高速洙赵新河大桥左幅桥为2×（5×25）m的预应力混凝土小箱梁，先简支后结构连续，桥面全宽28m。下部结构为双柱式桥墩、摩擦桩基础，肋板式桥台、摩擦桩基础，采用板式橡胶支座。设计荷载：公路-Ⅰ级（2004）。于2016年建成通车。

1.2现场调查病害综述

（1）6-1#墩柱（外侧墩柱）与桩基相对偏位，结合部混凝土松散，主筋弯曲；（2）6-1#墩柱，距顶部0～3m范围内，16条斜向裂缝，宽度为0.15～0.8mm；6#墩盖梁底面、高低桩号侧，多条斜向裂缝，宽度为0.1～0.6mm；（3）6#墩盖梁纵桥向，外侧向小里程偏位6.8cm，内侧向小里程偏位1.2cm外，呈扭转形态；（4）6#跨主梁，5#墩顶位置，整体向外侧偏位5.5cm；5#墩顶支座向外侧剪切约45°，6#墩顶支座向内侧剪切约30°；（5）结构出现永久性变形，构件出现结构性裂缝，左幅桥总体技术状况按重要部件最差评定为五类[1]。桥型布置见图1～图4。

1.3成因分析

（1）柱状结合部桩头处理不当，混凝土质量较差，受河流周期性冲刷及桥面重载等影响，导致墩柱下沉，产生扭矩，主应力达到混凝土抗拉强度，致使桥墩及盖梁斜向裂缝。（2）墩柱下沉，致使6#墩盖梁向外侧偏位及下沉，6#墩顶梁体相对滞后，向内侧偏位，支座向内侧剪切，5#墩顶向外侧偏位，支座向外侧剪切。（3）采用Midas建立有限元模型，模拟墩柱沉降工况，结构变形与实际情况类似，外侧墩柱高桩号侧受拉，最大拉应力4MPa，与实际墩柱裂缝分布位置基本对应。有限元模型及应力云图见图5、图6。

2加固设计

2.1方案一（钢管桩+贝雷梁支撑小箱梁）

本方案在6#桥墩两侧适当位置新增钢管桩作为支撑基础，单侧钢管桩在顺桥向为两排，钢管桩顶通过双支H型钢形成支撑平面，支撑平面放置千斤顶用于梁体顶升，千斤顶位于箱梁腹板下部，横桥向每排设置8个，千斤顶上设置贝雷梁支撑小箱梁，可采用枕木设置与贝雷梁与小箱梁间，以满足横坡要求。方案一设计见图7。由于此方案需进行体系转换，由原来的单支点支撑改为两点支撑，结构验算结果见表1。

2.2方案二（钢管桩+贝雷梁支撑盖梁）

本方案在6#桥墩两侧适当位置新增钢管桩作为支撑基础，单侧钢管桩在顺桥向为三排，钢管桩顶通过双支H型钢形成支撑平面，支撑平面放置千斤顶用于梁体顶升，千斤顶放置钢板以及穿过盖梁底贝雷梁，为满足横坡要求，可采用枕木或其他措施调整横坡[4]。方案二设计见图8。

2.3方案三（承台+钢管立柱支撑盖梁）

以原桥墩两桩基为支撑点，在原桩头以下2.5m浇筑平面尺寸为11.8m×2.4m厚2m的承台，承台顶面设置钢管立柱支撑盖梁，钢管立柱通过法兰盘与承台连接，每片小箱梁下设置两个钢管立柱[3]。方案三设计见图9。

2.4方案比选三种方案

优缺点及综合对比见表2。桥梁采用方案二进行加固，加固过程中支承盖梁后开放桥面交通，减小了通行压力，结构安全可靠。

3结语

（1）由于桩柱式桥墩为下部结构型式，如果出现扭转裂缝、墩柱倾斜、梁体偏位等表现病害，应主要考虑桩柱结合部质量缺陷所致，需及时开挖桩基复核病害。（2）确认结合部病害后，采用顶升盖梁更换墩柱的加固设计方案，可确保不转换结构体系，满足保通要求。

参考文献：

1中华人民共和国交通运输部.公路桥涵养护规范:JTGH11—2004［S］.北京:人民交通出版社,2004.

2中华人民共和国交通运输部.公路桥梁加固施工技术规范:JTG/TJ23—2008［S］.北京:人民交通出版社,2008.

3中华人民共和国交通运输部.公路桥涵地基与基础设计规范:JTG3363—2019［S］.北京:人民交通出版社,2020.

桥墩范文篇5

【关键词】桥梁工程；方形桥墩；有限元；温度效应

一、引言近年来，随着公路交通量的增加，公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和，考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构，且大多为建国后所建，桥龄基本在40年左右，这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。

根据相关病害调查，桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一：桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件，不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩，有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁（根据混凝土结构缺损状况评定标准，墩台部件权重约占全桥的50%）的安全性、实用性、耐久性和美观。

二、裂缝成因分析桥墩病害的主要表现形式为：混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。

其中，裂缝作为混凝土结构的主要病害之一，其成因复杂繁多，裂缝划分无严格界限，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素，其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。常见的墩身裂缝形式包含：桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。究其开裂原因，拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。

2.1桥墩设计。桥墩在设计阶段，结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符，内力与配筋计算错误，结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。

2.2桥墩施工。桥墩施工过程中，水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。

（1）水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热，受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响，桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩，内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力，当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时，会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。针对水化热效应影响，建立3个模型如图1：第1个模型采用边长为2.0m的方形截面柱；第2个模型采用截面为2.667m×1.5m的矩形截面柱、第3个模型采用直径为2.256m的圆形截面柱。模型参数均参考325号普通混凝土性能参数选取：单位质量水泥水化热389KJ/Kg；比热取0.96KJ/kg·K；密度取值2450Kg/m3；导热系数取3W/(m·K)；线弹性模量取10-5℃-1，拆模的过程则以桥墩表面对流系数的变化实现。根据3个截面不同，体积相同的混凝土桥墩模型结果可见（如图2），在第4天3个模型的内外温差都达到最大，相应的应力也随之达到峰值，依次为3.18MPa、3.00MPa、2.70MPa。3个桥墩模型受水化热效应影响都有开裂的风险。其中，圆截面模型的应力峰值为最小。

（2）施工工艺。在桥墩浇注、起模等过程中，若施工工艺不合理、质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异：模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝；混凝土振捣不密实、不均匀，也会引发蜂窝、麻面等缺陷；混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝；混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。

2.3桥墩运营。桥梁在运营阶段，交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，则应特别注意，往往是结构达到承载力极限的标志。此外，环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视，引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括：年、月温差、日照变化、骤降温差等，尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。图3不同模型温度骤降条件下应力云图针对边长为2m的方形桥墩、截面为2.667m×1.5m的矩形桥墩、直径为2.256m的圆形桥墩进行温度骤降的工况模拟。得到结果如图3：3个桥墩模型分别在环境温度变化后的第14小时、第12小时和第22小时达到各自的应力峰值，依次为1.55MPa、1.52MPa、1.38MPa。3者中，应力峰值最大的为截面为2m×2m的方形桥墩，圆截面柱受温度变化影响相对较小。

三、裂缝对策研究混凝土不可避免地带裂缝工作，裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力，并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等，甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而，针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因，进行控制对策的研究，列述如下。

3.1设计阶段。在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下，可选择尺寸较小的圆形截面桥墩，以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值，从而降低其开裂风险。此外，在桥墩四周加防裂钢筋网，配筋除满足承载力及构造要求外，应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋，以提高钢筋控制裂缝的能力。

3.2施工阶段。

（1）水化热。R.Springenschmid认为，混凝土的2/3应力来自于温度变化，1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。［7］可见，水化热是混凝土早期温度应力的主要来源，过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应，可采取以下措施以改善并控制开裂情况：在满足设计强度的前提下，尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土；采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂，其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果，也可提高自身抗裂性。此外，对墩身内部布设冷水管以循环降温。

3.2施工阶段。

（1）水化热。R.Springenschmid觉得，混凝土的2/3应力来自于温度变更，1/3来自干缩和湿胀。范例的波特兰水泥会在起头3天内放出约50%的水化热。［7］可见，水化热是混凝土早期温度应力的首要滥觞，过快过高的水化热是早期开裂的首要原因。针对水化热效应，可采纳以下措施以改良并把持开裂情况：在满足设计强度的前提下，尽可能采纳圆形截面柱、尽可能采纳低标号混凝土；采纳低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂，其对改良混凝土和易性、降低温升、减小压缩具有较好的效果，也可进步自身抗裂性。此外，对墩身内部布设冷水管以循环降温。

（2）入模温度。降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的首要措施。一般的，混凝土从塑形状态转变为弹性状态时，浇注温度越低开裂偏向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升，使得温度应力更大。

（3）其它。桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳固性，可遭遇新浇混凝土的重力、侧压力以及施工历程中可能产生的各种荷载；混凝土的振捣密实、均匀，可有效防止压缩裂缝，不可过捣，否则造成混凝土离析；拆模不应太早，混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护，使水泥水化作用顺利进行，以进步混凝土的抗拉强度。首要养护法子包孕：笼罩养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。

3.3运营阶段。运营阶段的抗裂措施应首要包孕两方面内容：对潜在开裂隐患的把持和既有裂缝的修补把持。对于前者，若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响，桥梁在运营期间的裂缝则首要跟环境变更相干。根据前文的温度骤降影响分析，圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优，因而，可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。除此，可在温度骤降前期或初期，于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者，虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施，但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定，公路桥墩裂缝缝宽>0.15mm，铁路桥墩裂缝缝宽>0.2mm以下的局部压缩裂缝，须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝，由变形变更所引起的裂缝，其无承载力危险，可采纳防水型化学灌浆技巧作一般表面处理。公务员之家

四、结语

混凝土桥墩工程中，多属于大体积混凝土工程，较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作，可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文，雷同体积情况下，满足强度、刚度、稳固性请求后，圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小，因而建议桥墩设计采纳圆截面。

参考文献：

［1］姜淑凤.小议裂缝成因与类型以及对混凝土桥梁的影响分析［J］.黑龙江科技信息,233页

［2］刘志斌,黄颖.混凝土墩台裂缝成因与处理［M］.辽宁交通科技,2005年第2期,49-51页.

［3］张坤.桥梁墩台的分类及结构特性简述［J］.交通世界,2006年第7期,66-67页.

［4］徐立东,张宝成,刘子放.裂缝成因与类型以及对混凝土桥梁的影响分析［J］.北方交通,2008年第6期,145-146页.

［5］金卫华.混凝土桥墩裂缝分析和把持［J］.西部探矿工程,2003年第10期,

［6］周志华,混凝土桥梁裂缝成因综述［J］.山西交通科技,2003年第4期,第63-65页.

桥墩范文篇6

【关键词】桥墩泛白；混凝土；养护；技术措施

随着云南省公路工程建设进入跨越式的发展阶段，高速公路建设桥隧比例高达30%～60%，因此桥梁结构对高性能混凝土的使用量大幅增加[1]；同时随着《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017的推出，对高速公路结构混凝土外观质量的要求越来越高：“混凝土表面不应存在本标准附录P所列限制缺陷；附录P：P.0.2外观质量检查前，结构混凝土的表面不得进行涂饰；……其他表面缺陷，梁、板、拱、墩台身、盖梁、塔柱、防撞护栏、挡块、伸缩装置锚固块、封锚、小型预制构件等；掉皮、起砂、污染：预制构件：缺陷超过所在面面积的2%，其他构件：缺陷超过所在面面积的3%”。[2]国家现行规范规定对结构物外观质量要求越来越高，混凝土结构施工外观质量控制提到了一个新的高度。泛白是混凝土外观质量最常见的通病之一，虽然一般不会引起建筑结构的质量事故，但它的存在对建筑物的美观和建筑工程质量等级的评定都会带来严重的影响[3]。现结合某高等级公路特大桥桥墩泛白的事例,从原材料、混凝土配合比和施工和养护等方面对混凝土“泛白”现象进行原因分析，整理总结预防“泛白”现象产生的技术措施。

1原材料及配合比

根据某特大桥墩柱表面泛白的情况进行现场调研，图1中a、b为墩柱表面泛白现场实拍图。该特大桥墩柱的设计配合比为C40泵送混凝土，施工配合比如表1所示，详细配合比信息如表2所示。

2混凝土表面泛白机理

⑴新拌混凝土硬化过程中，水泥水化过程中生成并迁移至表面的的Ca(OH)2与空气中的CO2和H2O发生反应，生成白色沉淀CaCO3，这种混凝土表面泛碱称为初次泛白，混凝土硬化后，随着环境湿度及雨水等影响，H2O继续与Ca(OH)2反应，出现二次表面泛碱即二次泛白。化学反应方程式如下：Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O⑵碱-集料反应。环境中可能渗入的碱与混凝土集料(砂、石)中的碱活性矿物成分，在混凝土固化后缓慢发生化学反应，产生胶凝物质，在水的长期作用下因吸收水份后发生化学反应，引起混凝土体积膨胀、开裂，最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。[4]碱集料反应分为碱-二氧化硅反应、碱-硅酸盐反应和碱-碳酸盐反应。化学反应也会产生泛白，化学反应方程式如下：2Na2O+SiO2→NaO·SiO2+H2OGaMg(CO3)2+2NaOH→Mg(OH)2+GaCO3+Na2CO3⑶混凝土拌合物中含有氯盐时，如混凝土减水剂和混凝土早强剂中的Cl-会与新拌混凝土中的Ca(OH)2生成CaCl2，析出白色晶体，形成泛白现象，化学反应方程式如下：Ca(OH)2+Cl-→CaCl2+H2O。

3引起泛白的原因分析

根据泛白机理分析，混凝土泛白与原材料自身（碱含量、氯离子含量）、配合比中的水分、施工、养护、环境等各方面都息息相关，现逐一进行分析。

3.1原材料水泥

水泥中的K2O和Na2O含量过高会导致新拌混凝土泛碱即泛白，同时，水泥中的Cl-含量也会导致新拌混凝土析出CaCl2导致混凝土表面泛白。集料：集料中可溶性盐含量越高，混凝土表面泛白的可能性越大。水：拌和用水若不是自来水，而是使用地下水、江河水、灌溉用水等非标准水源，若水中含有碱物质或氯化物即会留下隐患。

3.2配合比水胶比过大

通过泛白机理分析可知，水分特别是没有参与水泥水化反应的游离水对泛白有巨大影响，当多加水、外加剂超掺等原因导致混凝土离析泌水时，混凝土泛白的可能性增大。

3.3施工过程

雨季施工，如果构筑物没有遮挡措施，雨水进入新拌混凝土中，使新拌混凝土的游离水增加，再加上混凝土振捣不密实，也会增大泛白的可能性。3.4环境当混凝土表面位于迎风面或长日照面时，会加快水分蒸发的速度引起表面泛白；当混凝土表面位于背风面或短日照面时，水分蒸发速度较慢，在一定程度上会缓解混凝土表面泛白。如图2中a和b所示，同一根墩柱两侧泛白情况不同，就跟环境有一定的关系。

3.5养护

⑴如果不能及时对墩柱表面进行保湿或洒水养护，混凝土硬化时，可溶性物质随着水分蒸发迁移到构筑物表面并硬化，形成泛白。调研发现，现场大部分墩柱均裸露在外。表3为调研时现场近5天的气温情况，从表中可知，该地昼夜温差较大，早晚气温较低，早上混凝土表面极易产生泛霜，若养护不到位，容易产生二次泛白。⑵墩柱洒水养护混凝土表面时，如果使用的是地下水、江河水、灌溉用水等，水中的无机酸盐、有机酸盐、碱物质随着水分蒸发遗留在混凝土构筑物表面，形成泛白现象。

4预防措施

4.1原材料

原材料中的氯离子、碱、可溶性盐均会造成混凝土表面泛白，对原材料的质量和相关指标进行比选和控制十分关键。⑴水泥：对现场取样水泥的碱含量和氯离子含量进行送检，有条件比选水泥时严格控制水泥中K2O和Na2O含量。⑴集料：条件允许的情况下，应对集料有一定的选择性，严格控制其可溶性盐含量，并对集料硫化物及硫酸盐含量、氯离子含量、碱骨料反应进行检验。⑶水：对于现场搅拌的混凝土用水要求采用自来水或满足(《混凝土标准用水》JGJ63-2006)规定的水源，杜绝采用污染水源进行混凝土搅拌，如使用其他水源，必须对碱含量和氯离子含量进行检验。⑷外加剂也应该对碱含量和氯离子含量进行检验。

4.2配合比

⑴设计配合比时，在满足混凝土工作性要求的前提下选择最小水胶比配合比。⑵尽量减少外加剂掺量。⑶选用连续级配的集料。⑷配制混凝土尽量掺加矿物掺合料，特别是粉煤灰或硅灰。因为水泥水化过程中其含有的SiO2与Ca(OH)2反应形成C-S-H凝胶，可降低混凝土中的游离碱含量，使析出的盐或碱量降低。

4.3施工过程

⑴混凝土应振捣密实，使外部水分不易进入构件内部。⑵注重混凝土的抹面和二次抹面，尽可能地提高混凝土表面的密实性和抗渗性。

4.4养护

混凝土终凝后应及时用满足(JGJ63-2006)规定的水源进行养护，使干燥蒸发速度减慢。

4.5表面进行憎水化处理

针对已浇筑成型的墩柱，发现有泛白表面后，可以使用有机硅憎水剂处理表面，预防后期二次泛白。混凝土属亲水性材料，易吸水，用有机硅憎水剂处理混凝土表面后，会大大降低混凝土的吸水性，混凝土表面的水成为小水滴滚淌下来，不会渗入混凝土内部。

4.6预防混凝土裂缝产生

针对已浇筑成型的墩柱，还可以通过养护等措施预防混凝土结构表面产生裂缝，直接减少了白色晶体的析出，降低了二次泛白出现的概率。

5结论

高速公路混凝土表面泛白是混凝土外观较常出现的外观缺陷，而对构筑物外观和质量评定影响又很大，建设单位应采取措施来避免混凝土出现泛白现象。混凝土表面泛白在乎碱含量、碱金属氧化物、氯离子和氯化物，实际施工环节中难以避免，且各种因素相互联系、相互影响。必须结合现场的实际情况，采取针对性的预防措施，才能有效地减少混凝土表面泛白现象的出现，降低混凝土出现外观缺陷的风险。

【参考文献】

[1]叶露,汪功伟.高强高性能混凝土在高速公路工程中的应用[J].城市道桥与防洪.2003,05(3).

[2]JTGF80/1-2017,公路工程质量检验评定标准[S].

[3]陈霏,杨健,周志凌.混凝土表面泛白的原因及预防[J].大众科技,2007(01):13-14.

桥墩范文篇7

关键词:桥墩盖梁;锚固方案;设计;施工

1桥墩盖梁常见病害及原因分析

桥墩盖梁的常见病害主要有:(1)保护层剥落露筋;(2)挡块挤压开裂;(3)盖梁开裂露筋等。造成桥梁工程桥墩盖梁出现质量问题的因素有很多种，主要有以下几个方面:(1)桥墩盖梁设计不合理。(2)桥梁支座所承受的局部压力比较大，且所承受的冲击荷载比较大，在经过长时间运行后容易产生裂缝。(3)桥梁工程建设区域的地质条件往往比较复杂，地基不均匀沉降比较常见，或者其水平向位移所产生的附加应力大于结构抗拉能力，也会造成盖梁产生裂缝。(4)在分联墩处，如果伸缩缝破损，就会造成桥梁上部结构渗水，在裂缝位置，混凝土钢筋发生锈蚀，导致裂缝扩大。(5)如果混凝土结构保护层不足，就会造成钢筋表面发生炭化，钢筋中的铁离子会逐渐侵入至混凝土中，并与水和氧气发生化学锈蚀作用，随着锈蚀物体积的增加，会造成混凝土结构膨胀，进而开裂。(6)在桥墩盖梁施工中，如果施工材料质量较差，混凝土振捣不密实、不均匀，混凝土结构就会产生麻面、空洞等质量问题。

2桥梁工程实例

在某桥梁工程项目建设中，下部结构为花瓶柱式桥墩，厚度为1.6m，采用C40混凝土施工。桥墩截面为长椭圆端型，墩顶的高度为1.5m，厚度为2.0m。在该桥梁工程使用中，由于其长期处于超载运行状态，因此盖梁端部的抗弯承载力降低，同时混凝土拉应力逐渐增加，这样就会导致盖梁出现裂缝。对此，需要对桥墩盖梁进行加固处理。

3桥墩盖梁加固锚固方案选择

综合考虑该桥梁工程桥墩盖梁的结构形式和施工难易度等因素，在盖梁加固中，可采用体外预应力加固方式。在具体的加固过程中，可以张拉体外预应力抵消部分结构内力，进而改善结构内力，减小结构变形，提高结构件的承载能力以及抗裂性能。该加固方案在盖梁主体结构外布置预应力，对于原结构所造成的损伤较小，并且加固施工简单，施工过程中不需中断交通。由于盖梁顶部承受负弯矩，可将预应力束布置在盖梁侧面的顶部位置。该桥梁工程盖梁加固方案如图1所示，在梁端设置锚梁用以锚固预应力钢绞线。

4桥墩盖梁加固方案设计

4.1钢锚梁构造。在该桥梁工程桥墩盖梁加固设计中，钢锚梁是主要的传力结构，通过钢锚梁，可以将钢绞线的预应力传递至盖梁，其结构形式如图2所示。锚梁由盖板、底板以及锚腹板组成，可以承受由预应力所产生的弯矩以及剪力。为了避免锚梁应力集中或者盖梁侧面应力集中，进而对混凝土结构造成损害，在锚梁两端设置牛腿板，以缓解应力集中现象。4.2计算分析。对于钢材料，选用Q345B，另外，采用φs15.2mm钢铰线，张拉控制应力为1209MPa。在对混凝土进行设计计算时，按A类体外预应力混凝土进行设计，而对于钢锚梁则采用标准组合设计。通过计算分析，在该盖梁加固设计中，选用2束12－Φs15.2mm钢绞线，在midasFEA有限元软件中构建截取1/2桥墩模型进行分析。采用实体单元模拟方式，将盖梁构建为六面体单元，墩柱采用四面体单元。对于钢锚梁与盖梁紧密贴合的部位，可采用节点设计处理方式，并根据程序对自由度进行自动协调控制。4.3计算结果。(1)钢锚梁计算。在锚梁钢结构的设计计算过程中，必须满足结构弹性阶段的强度要求以及稳定性要求，并应用容许应力法进行控制。其中，控制应力［σ］为196MPa，剪应力［τ］为120MPa，具体的计算结果如表1所示。通过对表1进行分析，并进行强度验算，各应力计算结果均低于控制应力，安全储备较高。(2)混凝土计算。在混凝土结构设计计算中，σst－σpc=1.8MPa，而混凝土法向拉应力略低，为2.05MPa。在持久状况下，混凝土法向拉应力为12.175MPa，σk则为13.35MPa，而主压应力为14.2MPa。混凝土结构的极限状态和持久状况均能够满足受力要求。

5桥墩盖梁加固施工工艺

(1)桥墩盖梁结构加固施工流程:对加固部位混凝土结构表面进行凿毛处理，现场测量放样，钻孔、清孔，植筋，安装钢锚梁，安装波纹管和锚具，对钢绞线进行张拉处理，对锚头以及钻孔进行封堵，在钢绞线外部浇筑混凝土，对钢锚梁做好防腐处理。(2)对钢板植筋孔，在钻孔前首先采用钢筋探测仪，对钢筋布置情况进行检测，并结合实际情况做好微调处理，然后再钻孔。(3)对于钢板的粘贴面，需要结合施工条件，用磨光砂轮机或者钢丝刷进行表面除锈，并打磨出一定的粗糙度，打磨出的纹路与钢板的受力方向相垂直。(4)钢绞线必须在桥墩盖梁两侧同步进行张拉，这样才能够保证钢锚梁受力的均衡性，提高加固效果。

6结语

综上所述，本文结合工程实例，对桥梁工程桥墩盖梁加固的设计方案以及施工要点进行了详细探究。在加固方案选定上，需要对钢锚梁、盖梁的受力情况进行分析，综合考虑桥梁工程实际情况选择合理的加固方案，并加强施工工艺管理，这样才能有效提升桥墩盖梁加固效果。

参考文献:

［1］付章建，刘成杰，谢冰.某大桥立柱及盖梁病害加固技术研究［J］.华北地震科学，2015，33(s1):95－98.

［2］杨海涛.某旧有桥梁盖梁利用及加固设计［J］.山西建筑，2014，40(12):215－216.

桥墩范文篇8

1.桥墩基础冲蚀成因分析

针对桥墩桩基础产生冲蚀严重、桩头外露等病害进行分析，主要是由于河水水位变化导致河水冲刷线变化太大，使桥墩桩基础受到冲刷侵蚀而致，应从设计、施工、管理等方面进行分析，找出原因。

1.1设计原因

1.1.1冲刷线高程控制方面，设计冲刷线与实际冲刷线有差距。设计冲刷线比实际冲刷线高，引起水流对桩基的冲刷，从而导致桩基的冲蚀病害。

1.1.2服务不到位。在施工过程中，设计部门未能达到技术跟踪反馈，未能及时解决钻孔灌注桩施工过程中出现的设计与施工不相符的问题，致使施工单位随意依据经验施工。

1.2施工原因

1.2.1接柱和系梁高程控制不严格。在施工过程中未将桩柱接合处置于河水冲刷线以下，这是引起基础冲蚀的主要原因。

1.2.2钻孔灌注桩施工过程中，在接柱前，应凿除桩头0.7～1m，直到露出干净高质量的混凝土。但是施工单位未凿除含有泥砂的桩头或者凿除桩头不彻底，使得桩头混凝土中仍含有大量的泥沙，致使混凝土强度低，在河水的冲刷侵蚀下，出现桩头混凝土脱落、露筋、缩径等现象发生。

1.2.3浇筑系梁时，系梁底部的淤泥清理不干净，导致河水冲刷后系梁底混凝土缺损，钢筋外露锈蚀。

1.2.4钢筋保护层不足，出现钢筋锈蚀、保护层剥落、露筋。

1.2.5施工过程中部分桩柱结合处混凝土的振捣不到位，导致部分混凝土不密实，水分沿空隙进入混凝土内，钢筋锈蚀膨胀引起混凝土破坏。

2.桥墩基础加固程序及施工中的注意事项

2.1根据桩基病害成因及发展情况，决定采用钢筋混凝土套箍加固法进行维修。

2.2加固程序

首先封闭桥梁基础施工所在路段半幅路，筑围堰拦截流水，将围堰内水抽干，在桩基础周围挖基坑，同时进行基坑支护，挖到加固设计深度后，凿除松散混凝土，直至露出密实干净的混凝土。然后对露出钢筋除锈并涂抹环氧树脂进行防锈，对整个混凝土结合面使用高压水枪冲刷干净，以保证新旧混凝土的结合牢固。在基坑底部浇筑混凝土垫层，提供作业面。在凿好的桩基上植筋，围绕桩基绑扎主筋、箍筋，然后支护筒模板浇筑混凝土，拆除模板后养生。最后清理现场，恢复河道原状，撤除封闭路段的交通标志，恢复路面交通。

2.3施工注意事项

2.3.1施工时间选择上，工程施工应选在河流枯水期，尽量减小围堰的工程量，减少基坑支护的难度。对于河面较宽的河道，可以分两次进行导流围堰。

2.3.2根据河床实际冲刷深度，应先测量出现在河床的冲刷高程，按加固部分应埋入冲刷深度以下来计算挖掘深度。

2.3.3根据计算挖掘深度挖除桩基周围淤泥，同时根据施工作业面情况进行支护，以防水渗入引起基坑坍塌。

2.3.4凿除桥墩基础松散混凝土，直到露出密实高强度混凝土，同时注意保护原钢筋，锈蚀的钢筋除锈要彻底。

2.3.5为提高新老混凝土之间的粘结力，混凝土结合面应冲洗干净，在清洗好的混凝土及钢筋上，均匀的涂上环氧胶液。

2.3.6钢筋设置。为了挂设钢筋网和加强新旧混凝土之间的结合和增大结合面抗剪能力，在原桩基上进行植筋，采用直径12mm的钢筋，锚入长度8cm，用环氧树脂锚固于原桩混凝土中，间距40cm。纵向主筋采用直径12mm的Ⅱ级钢筋，间距10cm，箍筋采用直径8mm的圆钢，间距20cm。混凝土厚度20cm，采用C30级混凝土，保证了桥墩基础的抗压和抗弯拉的结构性能。

2.3.7混凝土浇筑施工的每一道工序和材料配合比试验以及验收等严格执行“公路桥涵施工技术规范”（JTJ041—2000）及“公路工程质量检验评定标准”（JTJ071—98）中的相关规定和标准。

3.根据桥梁的病害发生情况的成因，提出以下几点建议

3.1在桥梁设计阶段，设计单位本着实事求实的态度，现场勘察，收集一线资料，使设计冲刷线与实际冲刷线符合一致，避免因水流的冲刷导致的冲蚀病害。在施工过程中，应及时跟踪服务，解决施工过程中出现的与设计不相符的问题，不留隐患。

3.2施工单位及现场管理人员一定要强化质量观念，增强责任意识，每道工序每一个环节都应谨慎施工，严格按照施工规范施工，从源头去掉质量管理隐患。

3.2.1出现实际与设计不相符的问题应及时与设计单位联系，由设计单位根据实际情况作出变更，不经设计单位变更不能随意施工；

3.2.2严格按照施工规范要求进行施工，不能因为施工有难度就降低质量要求，留下质量隐患。

3.3养护单位切实履行职责，做好桥梁经常性、定查，发现问题采取果断措施，及时处理，避免由桥涵结构物安全引发交通事故，造成经济损失。

3.4对出现的桥墩基础外露的桩基展开以下研究：

桥墩范文篇9

【摘要】针对方形桥墩易于开裂的问题，本文通过对方形桥墩在设计、施工及运营期间可能出现的裂缝原因进行列述，并就施工期间水化热、运营期间的温度骤降因素建立有限元模型进行应力场分析，根据分析结果提出相应的处理对策。

【关键词】桥梁工程；方形桥墩；有限元；温度效应

1.引言近年来，随着公路交通量的增加，公路、桥梁负荷上升、其承载力日趋饱和，考虑不少公路、桥梁采用混凝土结构，且大多为建国后所建，桥龄基本在40年左右，这些旧有桥梁很多都已出现老化、破损、裂缝等现象。根据相关病害调查，桥墩裂缝是混凝土桥梁最主要的病害形式之一：桥墩作为桥梁结构中重要的下部构件，不仅承担着上部结构及汽车等产生的竖向轴力、水平力和弯矩，有时还受到风力、土压力、流水压力以及可能发生的地震力、冰压力、船只和漂流物对墩台的撞击力等荷载的作用。桥墩墩身裂缝直接影响且损害其自身乃至整体桥梁（根据混凝土结构缺损状况评定标准，墩台部件权重约占全桥的50%）的安全性、实用性、耐久性和美观。

2.裂缝成因分析桥墩病害的主要表现形式为：混凝土剥落、露筋、砌体风化、灰缝脱落、水平裂缝、竖向裂缝、网状裂缝、水平位移、倾斜、沉降等。其中，裂缝作为混凝土结构的主要病害之一，其成因复杂繁多，裂缝划分无严格界限，每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要因素，其余因素对于裂缝起到继续发展或加剧劣化的作用。［4］常见的墩身裂缝形式包含：桥墩中心线附近的竖向裂缝、桥墩在日照时间较长侧的裂缝、桥墩模板对拉筋孔处的裂缝、桥墩模板分块接缝处的裂缝、桥墩顶部环向裂缝以及混凝土表面细小、不规则的裂缝。［5］究其开裂原因，拟从桥墩的设计、施工及运营使用三方面进行分析论述。

2.1桥墩设计。桥墩在设计阶段，结构不计算或漏算、结构受力假设与实际受力不符，内力与配筋计算错误，结构的安全系数不够、设计时考虑的施工可能性与实际情况出现差异等均会使桥墩在外荷载直接作用下产生裂缝。公务员之家

2.2桥墩施工。桥墩施工过程中，水化热效应、施工工艺、材料自身等因素都会影响桥墩开裂。

（1）水化热。混凝土浇注过程中水泥水化放热，受混凝土自身的不良导热性和混凝土热胀冷缩性质影响，桥墩内部温度升高体积膨胀而外部温度相对较低发生收缩，内外相互作用易导致桥墩混凝土外部产生很大的温度拉应力，当混凝土抗拉强度不足以抵抗该拉应力时，会引发桥墩竖向开裂。该类裂缝仅存在于结构表面。针对水化热效应影响，建立3个模型如图1：第1个模型采用边长为2.0m的方形截面柱；第2个模型采用截面为2.667m×1.5m的矩形截面柱、第3个模型采用直径为2.256m的圆形截面柱。模型参数均参考325号普通混凝土性能参数选取：单位质量水泥水化热389KJ/Kg；比热取0.96KJ/kg·K；密度取值2450Kg/m3；导热系数取3W/(m·K)；线弹性模量取10-5℃-1，拆模的过程则以桥墩表面对流系数的变化实现。根据3个截面不同，体积相同的混凝土桥墩模型结果可见（如图2），在第4天3个模型的内外温差都达到最大，相应的应力也随之达到峰值，依次为3.18MPa、3.00MPa、2.70MPa。3个桥墩模型受水化热效应影响都有开裂的风险。其中，圆截面模型的应力峰值为最小。图1水化热效应模型图图2水化热效应应力历时曲线图

（2）施工工艺。在桥墩浇注、起模等过程中，若施工工艺不合理、质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度都因产生的原因而异：模板的倾斜、变形以及接缝都可能会使新浇注的混凝土产生裂缝；混凝土振捣不密实、不均匀，也会引发蜂窝、麻面等缺陷；混凝土的初期养护时的急剧干燥也会引发混凝土表面的不规则裂缝；混凝土入模温度过高、施工拆模过早也会导致墩身开裂。

2.3桥墩运营。桥梁在运营阶段，交通量的增长、超出设计荷载的重型车辆过桥、钢筋的锈蚀等都会影响桥梁墩柱及其它构件的裂缝开展情况。当墩柱受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，则应特别注意，往往是结构达到承载力极限的标志。此外，环境温度对桥墩等构件的开裂影响也不容忽视，引起混凝土桥墩温度变化的主要因素包括：年、月温差、日照变化、骤降温差等，尤其是入冬期间温度骤降极易造成桥墩等大体积构件开裂。图3不同模型温度骤降条件下应力云图针对边长为2m的方形桥墩、截面为2.667m×1.5m的矩形桥墩、直径为2.256m的圆形桥墩进行温度骤降的工况模拟。得到结果如图3：3个桥墩模型分别在环境温度变化后的第14小时、第12小时和第22小时达到各自的应力峰值，依次为1.55MPa、1.52MPa、1.38MPa。3者中，应力峰值最大的为截面为2m×2m的方形桥墩，圆截面柱受温度变化影响相对较小。

3.裂缝对策研究混凝土不可避免地带裂缝工作，裂缝的存在和发展也将一定程度地削弱相应部位构件的承载力，并进一步引发保护层剥落、钢筋锈蚀、混凝土碳化、持久强度低等，甚或危害桥梁的正常运行和缩短其使用寿命。因而，针对前裂缝在设计、施工及运营阶段可能出现的原因，进行控制对策的研究，列述如下。

3.1设计阶段。在计算模型选取合理、桥墩强度、刚度、稳定性等满足规范要求的条件下，可选择尺寸较小的圆形截面桥墩，以一定程度地减缓减弱其温度应力峰值，从而降低其开裂风险。此外，在桥墩四周加防裂钢筋网，配筋除满足承载力及构造要求外，应结合水泥水化热引起的温度应力增配钢筋，以提高钢筋控制裂缝的能力。

3.2施工阶段。

（1）水化热。R.Springenschmid认为，混凝土的2/3应力来自于温度变化，1/3来自干缩和湿胀。典型的波特兰水泥会在开始3天内放出约50%的水化热。［7］可见，水化热是混凝土早期温度应力的主要来源，过快过高的水化热是早期开裂的主要原因。针对水化热效应，可采取以下措施以改善并控制开裂情况：在满足设计强度的前提下，尽可能采用圆形截面柱、尽可能采用低标号混凝土；采用低水化热的水泥或掺粉煤灰的水泥或掺缓凝剂，其对改善混凝土和易性、降低温升、减小收缩具有较好的效果，也可提高自身抗裂性。此外，对墩身内部布设冷水管以循环降温。

（2）入模温度。降低混凝土的入模温度也是一项降低混凝土温度应力的重要措施。一般的，混凝土从塑形状态转变为弹性状态时，浇注温度越低开裂倾向越小。过高的入模温度会加剧了混凝土的早期温升，使得温度应力更大。

（3）其它。桥墩的模板应具备足够的强度、刚度和稳定性，可承受新浇混凝土的重力、侧压力以及施工过程中可能产生的各种荷载；混凝土的振捣密实、均匀，可有效防止收缩裂缝，不可过捣，否则造成混凝土离析；拆模不应太早，混凝土终凝后对墩柱表面应及时的保湿保温养护，使水泥水化作用顺利进行，以提高混凝土的抗拉强度。主要养护方法包括：覆盖养护、浇水养护、储水养护和薄膜养护等。

3.3运营阶段。运营阶段的抗裂措施应主要包含两方面内容：对潜在开裂隐患的控制和既有裂缝的修补控制。对于前者，若不考虑地震、撞击等偶然因素的影响，桥梁在运营期间的裂缝则主要跟环境变化相关。根据前文的温度骤降影响分析，圆形截面柱的抗裂情况较另2者略优，因而，可优先选择圆截面柱作为桥墩的设计方案。除此，可在温度骤降前期或初期，于桥墩表面附加保温材料或涂抹防护材料以削减温度骤降带来的影响。对于后者，虽然对桥墩混凝土的原材料、配合比及工艺等方面加强预防措施，但混凝土桥墩的裂缝仍不可避免。根据《公路工程质量检验评定标准》规定，公路桥墩裂缝缝宽>0.15mm，铁路桥墩裂缝缝宽>0.2mm以下的局部收缩裂缝，须进行处理、修补。对于运营期间出现的裂缝，由变形变化所引起的裂缝，其无承载力危险，可采用防水型化学灌浆技术作一般表面处理。

4.结语混凝土桥墩工程中，多属于大体积混凝土工程，较易出现裂缝。只有在设计、施工、运营各阶段进行科学、合理的运作，可减轻减缓混凝土的裂缝开展。根据前文，相同体积情况下，满足强度、刚度、稳定性要求后，圆截面柱较矩形柱受施工期间水化热、运营期间温度骤降所引起的温度应力小，因而建议桥墩设计采用圆截面。

参考文献

［1］姜淑凤.小议裂缝成因与类型以及对混凝土桥梁的影响分析［J］.黑龙江科技信息,233页

［2］刘志斌,黄颖.混凝土墩台裂缝成因与处理［M］.辽宁交通科技,2005年第2期,49-51页.

［3］张坤.桥梁墩台的分类及构造特点简述［J］.交通世界,2006年第7期,66-67页.

［4］徐立东,张宝成,刘子放.裂缝成因与类型以及对混凝土桥梁的影响分析［J］.北方交通,2008年第6期,145-146页.

［5］金卫华.混凝土桥墩裂缝分析和控制［J］.西部探矿工程,2003年第10期,

［6］周志华,混凝土桥梁裂缝成因综述［J］.山西交通科技,2003年第4期,第63-65页.

桥墩范文篇10

关键词：桩柱一体化桥墩；路基改桥梁；钢护筒跟进

1概述

在道路设计中，常遇到设计道路需要下穿既有现状道路的情况，造价较低的明挖施工方案通常用设置通道和设置桥梁两种方案。无论是设置通道还是桥梁都需要先对现状道路进行改道并进行交通疏解。而受道路净空限制，如按正常方式修建通道或桥梁，开挖高度最小约7m；而如上层现状道路为高等级双幅路，则可能需要半幅疏解、倒边施工。采用路基改桥梁方案，采用桩柱一体化桥墩可在施工过程中大幅减少开挖高度，减少支护的工程量，节约工程造价。

2工程概况

深圳龙岗区布坂联络道设计道路为双向6车道城市主干路，中央绿化带为3m，道路与既有南坪快速相交，设计为下穿既有快速路。由于高程限制，不满足暗挖施工覆土要求，下穿方案采用明挖施工较为合理。目前南坪快速日交通量已超过10万车次，设计地面与规划路开挖深度达12m，根据现状地形及用地限制，仅能采用半幅疏解、倒边施工的方案。经多方案比选，将现状路基改为桥梁，并采用桩柱一体化桥墩，具有方案经济、施工便捷等特点。

3桥梁选型

结合两侧现状地形，为减少开挖深度，节约工程造价，设计将现状路基改为桥梁，上跨桥梁采用轻型桥台，中墩墩柱采用桩柱一体化桥墩，预制箱梁的结构型式。桥台为轻型桥台，与道路中心线垂直。桥台桩基采用1.5m的钻孔灌注桩，台身与桩基间设帽梁。台前设1∶1.25锥坡，坡脚线至布坂联络道绿化带边缘（见图1）。桥梁施工时施工顺序如下：（1）修建上层快速路西半幅临时路，将西半幅交通引流至临时路后施工西半幅桥梁。（2）将上层快速东半幅交通量引至已施工完毕的西半幅桥梁，施工东半幅桥梁。（3）恢复上层南坪主线交通至原线位，开挖桥下土体，施工桥下道路各功能带。采用此方案，开挖深度仅需先行开挖至桥墩及桥墩盖梁底，开挖深度约为4m，同时桥梁在分幅施工时需要在墩台范围设置钢板桩作为支护结构。

4桩柱一体化桥墩设计及施工

利用桩柱同心原理，桩柱一体化施工且为保证墩柱外观质量，中墩墩柱采用钢护筒跟进。钻孔灌注桩桩径为1.5m，钢护筒内径1.55m，壁厚1.0cm。成孔完毕后，按常规桩基施工方式进行清孔、下钢筋笼、混凝土浇筑等后续工序。钢护筒长度较墩身高度长1m，钢护筒切割分段后，外表面抛光工艺处理达到Sa2.5，表面粗糙度为Rz40~100μm，喷涂三次环氧耐磨漆后才能进行吊装运输，每次涂装上一遍耐磨漆需充分晾干。待桥下土方开挖结束后，钢护筒外侧刷铁灰色防锈漆两遍（见图2）。

5结语

以上对两相交道路，利用桩柱一体化桥墩，上层道路改桥梁，可极大地减少开挖深度、减少支护工程量及施工难度。但是对于成桩垂直度有一定要求，且墩柱外露部分需采用钢护筒跟进方式保证外观质量。

参考文献：

[1]余常俊，王金峰，张明东.小浪底库区黄河特大桥桩柱一体化设计比选与施工简述[J].公路，2019，64（5）：91-96.