大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的制作方法
【專利摘要】大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，以解決順層等不良地質情況或環保要求較高地區橋梁基礎施工安全性問題，減少基礎開挖量，降低施工風險，降低對環境的影響和降低工程造價。包括樁基，該樁基為整體式獨樁基礎，直接與拱圈固結為一體，其樁體沿拱圈軸線的延伸方向深入巖土層。
【專利說明】大跨拱橋超大型傾斜式獨粧基礎構造
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁，特別一種應用于地質條件較差及環保要求較高地區的大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造。
【背景技術】
[0002]眾所周知，大跨拱橋在不設置自平衡系桿的情況下，通常要產生非常大的水平推力，其基礎不只要抗抵豎向荷載，還要抵抗強大的水平推力。所以，有推力大跨拱橋基礎通常采用大型群樁基礎或者是大型擴大基礎。
[0003]大型群樁基礎由較多的樁基和連接于樁頂的承臺共同組成。這種拱橋基礎受豎向荷載后，由于承臺、樁、土的相互作用使其樁側阻力、樁端阻力、沉降等性狀發生變化而與普通單樁不同，承載力往往不等于各單樁承載力之和，此稱為群樁效應。同時，由于未設置水平系桿，拱腳傳來的水平推力主要由樁基自身受剪來抵抗。在特殊情況下，也可以通過設置水平樁基來抵抗水平推力。由于拱橋水平、豎向荷載非常大，樁基數量也很多，故樁頂承臺尺寸一般也較普通梁橋橋墩承臺大的多，當邊坡較陡或才質條件較差時，施工邊坡時開挖量也非常大。
[0004]大型擴大基礎是將墩(臺)及上部結構傳來的荷載由其直接傳遞至較淺的支承地基的一種基礎形式，一般采用明挖基礎的方法進行施工，故又稱之為明挖擴大基礎或淺基礎。擴大基礎一般適用于覆蓋層較薄，基底承載力較好的橋墩(臺)，常運用于山區橋梁基礎，特別是大跨拱座基礎。擴大基礎一般采用階梯形，其尺寸較群樁基礎承臺要大，當邊坡較陡或地質較差時，施工邊坡時開挖量也非常大。
[0005]綜上所述，大型群樁基礎或擴大基礎雖然在拱橋中運用很普遍，但也有個前提，就是大型承臺或者擴大基礎施工前，邊坡開挖的安全性應該保證。一般的土、石類邊坡按照施工允許坡率開挖，其安全性都容易滿足。但如果地質情況較差、邊坡較陡，如遇順層邊坡、巖石極破碎等情況，大型承臺、擴大基礎的開挖難度大、風險高，工程措施費高，同時對環境的破壞也很大。
[0006]因此，針對地質條件較差及環保要求較高地區的大跨拱橋，創造一種新型的基礎形式將會是一種變革性的創新，意義重大。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是發明一種大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，以解決順層等不良地質情況或環保要求較高地區橋梁基礎施工安全性問題，減少基礎開挖量，降低施工風險，降低對環境的影響和降低工程造價。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0009]本發明的大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，包括樁基，其特征是:所述樁基為整體式獨樁基礎，直接與拱圈固結為一體，其樁體沿拱圈軸線的延伸方向深入巖土層。
[0010]本發明的有益效果是，由于樁基直接與拱圈固結為一體，基礎同時承受水平力和豎向力，不需要再設置承臺進行內力轉換，因此基礎受力簡潔，拱座傳至基礎內力、應力連續；基礎施工時，開挖斷面相對群樁基礎承臺及擴大基礎要小的多，有效地降低了施工風險；施工方法可借鑒隧道施工方法，工藝相對簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]本說明書包括如下五幅附圖:
[0012]圖1是本發明大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的立面圖；
[0013]圖2是本發明大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的斷面圖；
[0014]圖3是本發明大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的施工管棚防護圖；
[0015]圖4是本發明大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的施工斷面圖；
[0016]圖中示出構件及所對應的標記:拱圈10、樁基20、錨索30、管棚41、錨桿42、鋼豎撐43、鋼拱架44、鋼縱梁45、鋼橫撐46。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0018]參照圖1、2，本發明的大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，包括樁基20，該樁基20為整體式獨樁基礎，直接與拱圈10固結為一體，其樁體沿拱圈10軸線的延伸方向深入巖土層。由于樁基20直接與拱圈10固結為一體，基礎同時承受水平力和豎向力，不需要再設置承臺進行內力轉換，因此基礎受力簡潔，拱座傳至基礎內力、應力連續。基礎施工時，開挖斷面相對群樁基礎承臺及擴大基礎要小的多，故能有效地降低施工風險。
[0019]參照圖2，所述樁基20斷面形狀類似于隧道斷面，沿樁體軸向采用等截面或變截面形狀，樁體斷面為實心或空心。施工方法可借鑒隧道施工方法，工藝相對簡單。
[0020]參照圖1，本發明的大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造按以下步驟實施:
[0021]①清理基頂表面覆蓋層，對應基礎頂一定范圍內施加錨索30 ；
[0022]②在超大型傾斜式獨樁基礎施工管棚41，開挖基頂部分巖石，再按序施工錨桿42、鋼拱架44、鋼縱梁45、鋼豎撐43及鋼橫撐46 ;按以上流程沿著基礎軸向順序施工，直到基礎底；
[0023]③澆筑混凝土，完成基礎施工。施工基礎端面附近混凝土時注意預埋拱圈鋼管、鋼筋。
[0024]本發明具有結構受力明確、施工安全可靠的特點， 申請人:將其成功運用于渝黔鐵路夜郎河特大橋的設計和施工中。該橋主橋采用l-370m鋼筋混凝土拱橋。該橋受地質條件限制，主橋基礎采用本發明的結構形式。
[0025]以上所述只是用圖解說明本發明大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造的一些原理，并非是要將本發明局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本發明所申請的專利范圍。
【權利要求】
1.大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，包括樁基(20)，其特征是:所述樁基(20)為整體式獨樁基礎，直接與拱圈(10)固結為一體，其樁體沿拱圈(10)軸線的延伸方向深入巖土層。
2.如權利要求1所述的大跨拱橋超大型傾斜式獨樁基礎構造，其特征是:所述樁基(20)斷面形狀類似于隧道斷面，沿樁體軸向采用等截面或變截面形狀，樁體斷面為實心或空心。
【文檔編號】E02D27/12GK104389317SQ201410620062
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】宋隨弟, 馬庭林, 廖成強, 郭倫波, 楊毅, 袁明, 徐捷, 游云川, 吳春雷, 馮振興, 陳玉剛, 劉明, 趙啟華 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司