[发明专利]大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造

说明书

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；