桥墩作用、类型和施工与养护

桥墩是桥梁下部结构的一种，位于桥梁中间部分。它的作用是支承相邻的桥跨结构，使之保持在一定的位置上，并将桥跨结构传来的荷载和它本身所受的荷载一起传给下面的地基（见图3-4-1）。

图3-4-1　桥墩的作用

桥墩的类型有重力式桥墩、轻型桥墩、拼装式桥墩等。

墩的作用

墩的构造

（一）重力式桥墩

重力式桥墩也称实体墩，其主要特点是：依靠本身巨大的重量和建筑材料的抗压性能来承担所受的荷载及保证自身的稳定。因此，墩身截面面积较大，具有坚固耐久、抗震性能较好、对偶然荷载有较强的抵抗能力、施工简便、养护工作量小等优点，在目前铁路桥梁中应用广泛。桥墩按墩身横截面形状不同，主要有圆形、矩形、尖端形和圆端形（见图3-4-2）。

图3-4-2　重力式桥墩类型

1．圆形桥墩

圆形桥墩对水流的阻碍较小，各个方向都能适应水流。因此圆形桥墩适用于河道急弯、流向不固定、与水流斜交角不小于15°的桥梁中。

2．矩形桥墩

矩形桥墩对水流阻碍较大，会引起较大的墩周河床的局部冲刷，但因其截面是矩形，外形简单，施工方便，圬工数量较省，一般用于无水的旱桥和水流较小的跨谷桥。高桥墩高出设计频率水位的部分，因无水流的作用，也可采用矩形截面。

3．圆端形桥墩

圆端形桥墩的圆端部分对水流的阻碍较小，可减少水流对桥墩周围河床的局部冲刷，是铁路桥梁中应用最多的一种类型，一般用于斜交角小于15°的水中桥墩。

（二）轻型桥墩

当地基土质条件较差时，为了减轻地基的负担和墩身重量，节约圬工，可采用轻型桥墩。

轻型墩主要有空心墩、桩柱式墩及双柱式墩、柔性墩等。

1．空心墩(www.xing528.com)

墩身高度在30 m以上的高墩，如将实体墩身改为厚壁式空心墩身，可节省圬工20%～30%，墩身高在50 m以上时可用钢筋混凝土空心墩，节省圬工可达50%左右。近年来滑动模板、翻模、爬模工艺的大量使用，为空心墩施工创造了良好的条件。

2．桩柱式墩及双柱式墩

桩柱式墩也称排架式墩，如图3-4-3所示。墩身是利用基础的桩延伸到地面，顶帽即为连接桩的帽梁。其特点是构造简单、用料少、施工快，但纵向刚度小，故其建筑高度常受墩顶位移的限制。桩柱式墩用于铁路桥时只宜用在较小跨度且高度在10 m以内的桥梁。公路桥采用较多。

图3-4-3　桩柱式墩

双柱式墩（见图3-4-4），它是由钢筋混凝土做成的刚架，其基础可为桩基或其他类型的基础。南京、九江长江大桥的引桥都采用了双柱式墩，其使用高度一般在30 m以内。

图3-4-4　双柱式（刚架式）墩

3．柔性墩

柔性墩是改变桥梁的受力体系，使墩台由单独承受某种荷载变为与其他墩台和梁共同承受荷载，以达到轻型化的目的，如图3-4-5所示。

图3-4-5　柔性墩桥梁布置

其特点是将若干个称为柔性墩的小截面桥墩和一个称为刚性墩的大截面墩，通过桥跨结构用固定支座联结起来（称为一联），在纵桥向形成一个可以共同承受纵向水平力的框架体系。这样在活载引起的纵向力作用下，各柔性墩内力就大为减小。

目前，国内已建成的铁路桥梁柔性墩所采用的形式主要有：刚架式、排架桩、板式及“上柔下刚”墩等。

（1）刚架式柔性墩：它在横向为一刚架。单线桥的刚架柔性墩通常由两根立柱、数根横撑和顶帽组成，墩身采用钢筋混凝土，如图3-4-6（a）所示。

（2）排架桩柔性墩：其特点是墩身直接由基桩延伸至顶帽，地面下不需设置承台，在上端通过顶帽把各个桩顶连接在一起，如图3-4-6（b）所示。

图3-4-6　柔性墩

（3）板式柔性墩：其墩身为一实体矩形板壁，设计计算和施工都较为简单，特别便于滑模施工。因此，它已被广泛地采用，如图3-4-6（c）所示。

（4）“上柔下刚”墩：当墩身高度较大，或墩处在有漂流物的水流湍急的河流中时，为增加墩身的稳定性和加强抵抗漂流物撞击的能力，可采用墩身的上半部为小截面、下半部为大截面的“上柔下刚”墩（或称半柔半刚墩），如图3-4-6（d）所示。这种桥墩的特点是：利用桥墩上部的柔性结构减少制动力，而下部的刚性墩身也因制动力较小而使截面减小，但应注意在刚柔相接部分的应力集中问题。

柔性墩的截面纤细，抗撞击能力较低，不宜在山坡有落石的山谷高架桥上或有泥石流、流冰、漂流物、通航的河流上采用。近30年的运营经验表明：为保证运营中有较高的安全度，柔性墩墩高一般不宜大于30 m，曲线半径不宜小于500 m，联长不宜大于132 m。