大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410620062.2

申请日:

2014.11.06

公开号:

CN104389317A

公开日:

2015.03.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E02D 27/12申请日:20141106|||公开

IPC分类号:

E02D27/12; E02D27/32

主分类号:

E02D27/12

申请人:

中铁二院工程集团有限责任公司

发明人:

宋随弟; 马庭林; 廖成强; 郭伦波; 杨毅; 袁明; 徐捷; 游云川; 吴春雷; 冯振兴; 陈玉刚; 刘明; 赵启华

地址:

610031四川省成都市通锦路3号

优先权:

专利代理机构:

成都惠迪专利事务所(普通合伙)51215

代理人:

王建国

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内容摘要

大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,以解决顺层等不良地质情况或环保要求较高地区桥梁基础施工安全性问题,减少基础开挖量,降低施工风险,降低对环境的影响和降低工程造价。包括桩基,该桩基为整体式独桩基础,直接与拱圈固结为一体,其桩体沿拱圈轴线的延伸方向深入岩土层。

权利要求书

1.  大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基(20),其特征是:所述桩基(20)为整体式独桩基础,直接与拱圈(10)固结为一体,其桩体沿拱圈(10)轴线的延伸方向深入岩土层。

2.
  如权利要求1所述的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,其特征是:所述桩基(20)断面形状类似于隧道断面,沿桩体轴向采用等截面或变截面形状,桩体断面为实心或空心。

说明书

大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造
技术领域
本发明涉及桥梁,特别一种应用于地质条件较差及环保要求较高地区的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造。
背景技术
众所周知,大跨拱桥在不设置自平衡系杆的情况下,通常要产生非常大的水平推力,其基础不只要抗抵竖向荷载,还要抵抗强大的水平推力。所以,有推力大跨拱桥基础通常采用大型群桩基础或者是大型扩大基础。
大型群桩基础由较多的桩基和连接于桩顶的承台共同组成。这种拱桥基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与普通单桩不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,此称为群桩效应。同时,由于未设置水平系杆,拱脚传来的水平推力主要由桩基自身受剪来抵抗。在特殊情况下,也可以通过设置水平桩基来抵抗水平推力。由于拱桥水平、竖向荷载非常大,桩基数量也很多,故桩顶承台尺寸一般也较普通梁桥桥墩承台大的多,当边坡较陡或才质条件较差时,施工边坡时开挖量也非常大。
大型扩大基础是将墩(台)及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式,一般采用明挖基础的方法进行施工,故又称之为明挖扩大基础或浅基础。扩大基础一般适用于覆盖层较薄,基底承载力较好的桥墩(台),常运用于山区桥梁基础,特别是大跨拱座基础。扩大基础一般采用阶梯形,其尺寸较群桩基础承台要大,当边坡较陡或地质较差时,施工边坡时开挖量也非常大。
综上所述,大型群桩基础或扩大基础虽然在拱桥中运用很普遍,但也有个前提,就是大型承台或者扩大基础施工前,边坡开挖的安全性应该保证。一般的土、石类边坡按照施工允许坡率开挖,其安全性都容易满足。但如果地质情况较差、边坡较陡,如遇顺层边坡、岩石极破碎等情况,大 型承台、扩大基础的开挖难度大、风险高,工程措施费高,同时对环境的破坏也很大。
因此,针对地质条件较差及环保要求较高地区的大跨拱桥,创造一种新型的基础形式将会是一种变革性的创新,意义重大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是发明一种大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,以解决顺层等不良地质情况或环保要求较高地区桥梁基础施工安全性问题,减少基础开挖量,降低施工风险,降低对环境的影响和降低工程造价。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基,其特征是:所述桩基为整体式独桩基础,直接与拱圈固结为一体,其桩体沿拱圈轴线的延伸方向深入岩土层。
本发明的有益效果是,由于桩基直接与拱圈固结为一体,基础同时承受水平力和竖向力,不需要再设置承台进行内力转换,因此基础受力简洁,拱座传至基础内力、应力连续;基础施工时,开挖断面相对群桩基础承台及扩大基础要小的多,有效地降低了施工风险;施工方法可借鉴隧道施工方法,工艺相对简单。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图:
图1是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的立面图;
图2是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的断面图;
图3是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的施工管棚防护图;
图4是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的施工断面图;
图中示出构件及所对应的标记:拱圈10、桩基20、锚索30、管棚41、锚杆42、钢竖撑43、钢拱架44、钢纵梁45、钢横撑46。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1、2,本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基20,该桩基20为整体式独桩基础,直接与拱圈10固结为一体,其桩体沿拱圈10轴线的延伸方向深入岩土层。由于桩基20直接与拱圈10固结为一体,基础同时承受水平力和竖向力,不需要再设置承台进行内力转换,因此基础受力简洁,拱座传至基础内力、应力连续。基础施工时,开挖断面相对群桩基础承台及扩大基础要小的多,故能有效地降低施工风险。
参照图2,所述桩基20断面形状类似于隧道断面,沿桩体轴向采用等截面或变截面形状,桩体断面为实心或空心。施工方法可借鉴隧道施工方法,工艺相对简单。
参照图1,本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造按以下步骤实施:
①清理基顶表面覆盖层,对应基础顶一定范围内施加锚索30;
②在超大型倾斜式独桩基础施工管棚41,开挖基顶部分岩石,再按序施工锚杆42、钢拱架44、钢纵梁45、钢竖撑43及钢横撑46;按以上流程沿着基础轴向顺序施工,直到基础底;
③浇筑混凝土,完成基础施工。施工基础端面附近混凝土时注意预埋拱圈钢管、钢筋。
本发明具有结构受力明确、施工安全可靠的特点,申请人将其成功运用于渝黔铁路夜郎河特大桥的设计和施工中。该桥主桥采用1-370m钢筋混凝土拱桥。该桥受地质条件限制,主桥基础采用本发明的结构形式。
以上所述只是用图解说明本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内,故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物,均属于本发明所申请的专利范围。

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资源描述

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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410620062222申请日20141106E02D27/12200601E02D27/3220060171申请人中铁二院工程集团有限责任公司地址610031四川省成都市通锦路3号72发明人宋随弟马庭林廖成强郭伦波杨毅袁明徐捷游云川吴春雷冯振兴陈玉刚刘明赵启华74专利代理机构成都惠迪专利事务所普通合伙51215代理人王建国54发明名称大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造57摘要大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,以解决顺层等不良地质情况或环保要求较高地区桥梁基础施工安全性问题,减少基础开挖量,降低施工风险,降低对环境的影响和降低工程造价。包括桩基,该桩基。

2、为整体式独桩基础,直接与拱圈固结为一体,其桩体沿拱圈轴线的延伸方向深入岩土层。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页10申请公布号CN104389317A43申请公布日20150304CN104389317A1/1页21大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基20,其特征是所述桩基20为整体式独桩基础,直接与拱圈10固结为一体,其桩体沿拱圈10轴线的延伸方向深入岩土层。2如权利要求1所述的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,其特征是所述桩基20断面形状类似于隧道断面,沿桩体轴向采用等截面或变截面形状,桩体断面为实心或空心。权利要求书CN1。

3、04389317A1/2页3大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造技术领域0001本发明涉及桥梁,特别一种应用于地质条件较差及环保要求较高地区的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造。背景技术0002众所周知,大跨拱桥在不设置自平衡系杆的情况下,通常要产生非常大的水平推力,其基础不只要抗抵竖向荷载,还要抵抗强大的水平推力。所以,有推力大跨拱桥基础通常采用大型群桩基础或者是大型扩大基础。0003大型群桩基础由较多的桩基和连接于桩顶的承台共同组成。这种拱桥基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与普通单桩不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,此称为群桩效应。同。

4、时,由于未设置水平系杆,拱脚传来的水平推力主要由桩基自身受剪来抵抗。在特殊情况下,也可以通过设置水平桩基来抵抗水平推力。由于拱桥水平、竖向荷载非常大,桩基数量也很多,故桩顶承台尺寸一般也较普通梁桥桥墩承台大的多,当边坡较陡或才质条件较差时,施工边坡时开挖量也非常大。0004大型扩大基础是将墩台及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式,一般采用明挖基础的方法进行施工,故又称之为明挖扩大基础或浅基础。扩大基础一般适用于覆盖层较薄,基底承载力较好的桥墩台,常运用于山区桥梁基础,特别是大跨拱座基础。扩大基础一般采用阶梯形,其尺寸较群桩基础承台要大,当边坡较陡或地质较差时,施工边坡。

5、时开挖量也非常大。0005综上所述,大型群桩基础或扩大基础虽然在拱桥中运用很普遍,但也有个前提,就是大型承台或者扩大基础施工前,边坡开挖的安全性应该保证。一般的土、石类边坡按照施工允许坡率开挖,其安全性都容易满足。但如果地质情况较差、边坡较陡,如遇顺层边坡、岩石极破碎等情况,大型承台、扩大基础的开挖难度大、风险高,工程措施费高,同时对环境的破坏也很大。0006因此,针对地质条件较差及环保要求较高地区的大跨拱桥,创造一种新型的基础形式将会是一种变革性的创新,意义重大。发明内容0007本发明所要解决的技术问题是发明一种大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,以解决顺层等不良地质情况或环保要求较高地区桥梁。

6、基础施工安全性问题,减少基础开挖量,降低施工风险,降低对环境的影响和降低工程造价。0008本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下0009本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基,其特征是所述桩基为整体式独桩基础,直接与拱圈固结为一体,其桩体沿拱圈轴线的延伸方向深入岩土层。0010本发明的有益效果是,由于桩基直接与拱圈固结为一体,基础同时承受水平力和说明书CN104389317A2/2页4竖向力,不需要再设置承台进行内力转换,因此基础受力简洁,拱座传至基础内力、应力连续;基础施工时,开挖断面相对群桩基础承台及扩大基础要小的多,有效地降低了施工风险;施工方法可借鉴隧道施工方法,工艺相对。

7、简单。附图说明0011本说明书包括如下五幅附图0012图1是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的立面图;0013图2是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的断面图;0014图3是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的施工管棚防护图;0015图4是本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的施工断面图;0016图中示出构件及所对应的标记拱圈10、桩基20、锚索30、管棚41、锚杆42、钢竖撑43、钢拱架44、钢纵梁45、钢横撑46。具体实施方式0017下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0018参照图1、2,本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造,包括桩基20,该桩基20为整体式独桩基。

8、础,直接与拱圈10固结为一体,其桩体沿拱圈10轴线的延伸方向深入岩土层。由于桩基20直接与拱圈10固结为一体,基础同时承受水平力和竖向力,不需要再设置承台进行内力转换,因此基础受力简洁,拱座传至基础内力、应力连续。基础施工时,开挖断面相对群桩基础承台及扩大基础要小的多,故能有效地降低施工风险。0019参照图2,所述桩基20断面形状类似于隧道断面,沿桩体轴向采用等截面或变截面形状,桩体断面为实心或空心。施工方法可借鉴隧道施工方法,工艺相对简单。0020参照图1,本发明的大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造按以下步骤实施0021清理基顶表面覆盖层,对应基础顶一定范围内施加锚索30;0022在超大型倾斜。

9、式独桩基础施工管棚41,开挖基顶部分岩石,再按序施工锚杆42、钢拱架44、钢纵梁45、钢竖撑43及钢横撑46;按以上流程沿着基础轴向顺序施工,直到基础底;0023浇筑混凝土,完成基础施工。施工基础端面附近混凝土时注意预埋拱圈钢管、钢筋。0024本发明具有结构受力明确、施工安全可靠的特点,申请人将其成功运用于渝黔铁路夜郎河特大桥的设计和施工中。该桥主桥采用1370M钢筋混凝土拱桥。该桥受地质条件限制,主桥基础采用本发明的结构形式。0025以上所述只是用图解说明本发明大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内,故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物,均属于本发明所申请的专利范围。说明书CN104389317A1/2页5图1图2图3说明书附图CN104389317A2/2页6图4说明书附图CN104389317A。

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