CN111305031A - 逆向施工下穿既有道路的桥梁结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构及施工方法，包括现浇梁体、无身桥台、基础承台、桥台桩基、桩前挂板、带钢护筒的桩柱桥墩、防护钢板桩、台后加固旋喷桩、台前加固旋喷桩、台后搭板，解决了在高速公路、繁忙的城市道路修建下穿立交桥，基坑较深影响道路通行和周边建筑物安全，当无法完全封闭既有道路或道路周边建筑密集时，减少对既有道路通行影响和减少对既有建筑的影响，施工的深基坑需进行大量防护，增加施工风险、加大投资的问题，让繁忙的城市道路或高速公路在施工下穿桥时不用完全封闭，满足半幅通车，减小基坑，减小开挖防护，降低防护难度，降低施工风险，节约投资，降低通行道路和周边建筑的安全风险，提高下穿道路施工安全性。

Description

逆向施工下穿既有道路的桥梁结构及施工方法

技术领域

本发明涉及道路工程，属于公路市政交通工程技术领域，具体来说是一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构及施工方法。

背景技术

随着我国经济建设的飞速发展，对交通的需求量不断加大，一条条现代化的高速公路、城市道路正在建成，在很多情况下，会出现新建道路与既有道路交叉的情况，为了减少工程量、减少施工风险，有时是前后段落的控制，出现新建道路下穿既有道路的情况，需在高速公路、繁忙的城市道路修建下穿立交桥，其基坑较深影响道路通行和周边建筑物安全，当无法完全封闭既有道路或道路周边建筑密集，为保障道路畅通，减少对既有道路通行影响和减少对既有建筑的影响，施工中基坑深，需进行大量防护，增加施工风险，加大投资，因此研究一种既经济又安全的桥梁结构形式和施工方法是非常必要的。

常规的立交桥做法一是按正常情况设计，施工时道路完全封闭断道，按设计要求开挖施工立交桥，仅对基坑周边建筑物进行防护。另一种是既有道路交通繁忙，无法全面封闭，必须半幅保通，这时在施工时需对保通的半幅进行大规模的防护，甚至无法施作，施工风险极高，相当不经济，也不安全。

在高速公路和繁忙的城市道路修建下穿立交桥，考虑其基坑较深影响道路通行和周边建筑物安全，当无法完全封闭既有道路或道路周边建筑密集时，考虑施工安全和节约投资，不宜采用一般的桥梁结构形式和施工方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，可以满足半幅通车，减小基坑，减小开挖防护，降低防护难道，降低施工风险，节约投资，降低通行道路和周边建筑的安全风险，提高下穿道路施工的安全性，该解决方式是高速公路、繁忙的城市道路修建下穿立交桥的最经济和可行的方案。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，包括现浇梁体、无身桥台、基础承台、桥台桩基、桩前挂板、带钢护筒的桩柱桥墩、防护钢板桩、台后加固旋喷桩、台前加固旋喷桩和台后搭板，所述现浇梁体支撑于基础承台和带钢护筒的桩柱桥墩顶部，两侧顶端连接无身桥台，所述无身桥台不设置台身，仅包括背墙和侧墙，无身桥台直接设置在基础承台顶上，基础承台直接设置在桥台桩基上，无身桥台背墙通过伸缩缝与现浇梁体连接，无身桥台上设置台后搭板，所述桥台桩基顺桥向采用双排布置，在前排桥台桩基上端设置桩前挂板，所述无身桥台后设置台后加固旋喷桩，所述无身桥台前设置台前加固旋喷桩。

优选的，所述现浇梁体为单跨或多跨。

优选的，所述现浇梁体与基础承台、带钢护筒的桩柱桥墩之间通过支撑系统进行连接，支撑系统直接设置在基础承台和带钢护筒的桩柱桥墩顶端，支撑系统包括支撑垫石和支座。

优选的，所述无身桥台背墙厚0.45m，侧墙厚0.5m，宽1.6m。

优选的，所述基础承台厚度为2.0m。

优选的，所述桥台桩基桩径采用1m或1.2m，所述桩前挂板厚0.45m，下部埋人路面以下不少于0.5m，材料均为钢筋混凝土。

优选的，所述台后加固旋喷桩，顺桥向设置4排，桩间距均为1.2m，排列方式采用横列式或梅花式，且桩端低于下层道路路面不小于3m。

优选的，所述台前加固旋喷桩，顺桥向设置4排，其桩间距均为1.2m，横列式排列，桩长不小于6m。

优选的，所述带钢护筒的桩柱桥墩，桩径为1.5m，在桩基施工时，采用钢护筒跟进，钢护筒直到下层地面标高以下不小于1m。

优选的，道路分幅施工，半幅通车，半幅封闭施工，在中间分隔带设置防护钢板桩，防护钢板桩设置范围为桥梁后台搭板后5m长度范围，材料为拉森钢板桩。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构的施工方法，步骤如下：

（1）、综合考虑交通疏解，封闭左幅道路，采用右幅道路通车；

（2）、在桥梁范围的中间分隔带靠右幅道路处，沿桥梁走向施工防护钢板桩；

（3）、在原地面施工左幅桥梁台后设置台后加固旋喷桩、台前设置台前加固旋喷桩，施工旋喷桩时，注意空桩长度控制；

（4）、在原地面采用原位施钻，同时进行左幅桥梁桥台桩基、带钢护筒的桩柱桥墩的施工，带钢护筒的桩柱桥墩需跟进钢护筒；

（5）、待左幅桥桩基施工完毕后，局部开挖左幅桥桥台基础承台的基坑，凿除桩头，施工基础承台和支撑系统，同时预埋背墙和侧墙的预埋钢筋；局部开挖带钢护筒的桩柱桥墩的基坑，割除多余的钢护筒，凿除桩头，重做墩顶，并施工支撑系统；

（6）、对左幅桥位处主线路基进行第一次开挖，其开挖深度至能方便安装支架模板的位置。

（7）、采用支架模板浇筑左幅桥现浇梁体、张拉并锚固预应力体系；

（8）、施工左幅桥无身桥台的台背和侧墙，待台背混凝土强度达到设计强度以后，采用透水土回填台背基坑并平整，施工左幅桥台后搭板，施工伸缩缝；

（9）、完成左幅桥桥面防撞墙、桥面铺装、防抛网等桥面工程，恢复台尾两侧路面，恢复左幅道路通车；

（10）、拔出防护钢板桩；

（11）、封闭右幅道路，采用左幅道路通车，参照以上（3）～（9）步骤，完成右幅桥梁施工，恢复右幅道路通车，最终形成全道路通车。

（12）、在桥下对主线路基进行二次开挖至下层道路设计高程，同时施工立交桥桩前挂板，施工桥下道路路基路面工程；

（13）、对基础承台、桩前挂板、带钢护筒的桩柱桥墩进行清理，按要求施工装饰；

（14）、完成本桥施工。

本发明具有以下优点：

（1）一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构及施工方法可以有效解决在高速公路、繁忙的城市道路修建下穿立交桥施工时保通难题、施工防护工程大和安全风险高的问题。

（2）采用半幅通车后，采用了钢板桩在分隔带进行防护，保证了通车半幅道路的安全，并且减小了基坑，减小开挖防护，降低防护难度，降低施工风险。其与新道路两侧的路基拉槽能较好结合，桥墩尺寸小，建成后造型较为轻巧，外观效果较好。

（3）工程能够更加安全的实施，工期短，节约工程费用，经济合理，技术创新。

附图说明

图1为本发明桥梁结构立面结构示意图，单位:cm；

图2为本发明桥梁布置平面结构示意图，单位:cm；

图3为本发明左幅桥台正面结构示意图，单位:cm；

图4为本发明左幅桥墩正面结构示意图，单位:cm。

图中：1-现浇梁体、2-无身桥台、3-基础承台、4-桥台桩基、5-桩前挂板、6-带钢护筒的桩柱桥墩、7-防护钢板桩、8-台后加固旋喷桩、9-台前加固旋喷桩、10-台后搭板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1-4所示，一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，采用现浇梁体1支撑于基础承台3和带钢护筒的桩柱桥墩6顶部，通过支撑系统进行连接，其宽度S1根据既有路幅需要确定，其跨度L1根据下层道路的布置确定，可设置单跨或多跨，多为非标准跨，采用现浇梁，其高度h1根据计算确定。支撑系统包括支撑垫石和支座。梁体材料为钢筋混凝土或预应力混凝土。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构采用的无身桥台2不设置台身，仅包括背墙和侧墙，背墙厚0.45m，宽S2根据现浇梁体1宽度S1和侧墙厚确定，背墙高H1由梁高h1和支撑系统高度确定，设置为牛腿形，方便设置台后搭板10，背墙通过伸缩缝与现浇梁体1连接；侧墙厚0.5m，宽1.6m，侧墙高H2与背墙H1相同，为尽量减少开挖高度，背墙和支撑系统直接设置在基础承台3顶上。基础承台3直接设置在桥台桩基4上，基础承台3长度S3由路幅大小要求确定，宽度S4由桩基布置确定，厚度为2.0m。桥台桩基4顺桥向采用双排布置，横桥向排数根据路幅及桩间距确定，桩径一般采用1m或1.2m，根据计算确定，桩长H3根据受力计算确定。材料均为钢筋混凝土。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构的无身桥台2采用的基础系统为高桩承台体系，当桥下道路开挖后，桥台桩基4的前排桩将暴露出来，为挡住基础承台3下的土，在前排桩基上设置桩前挂板5，挂板厚0.45m，其设置宽度S5根据桩基范围确定，其设置高度H4根据道路净空和承台厚度等确定，其下部埋入路面以下不少于0.5m，可分块预制，土体开挖后进行安装。为减少承台下土体对桩前挂板5的侧向土压力，在桥台后设置台后加固旋喷桩8，对无身桥台2后的土体进行加固，其加固范围宽度S6为与基础承台3同宽，顺桥向设置4排旋喷桩，其桩间距均为1.2m，排列方式可采用横列式或梅花式，桩长H5根据下层道路净空和无身桥台2设置情况以及地质情况确定，且桩端低于下层道路路面不小于3m。为保证台前土体对桥台桩基4的约束，在无身桥台2前对下层道路进行局部加固，设置台前加固旋喷桩9，其加固范围宽度S7为与基础承台3同宽，顺桥向设置4排旋喷桩，其桩间距均为1.2m，横列式排列，桩长H6根据地质情况计算确定，但不小于为6m。桩前挂板5材料为钢筋混凝土。旋喷桩材料为混凝土。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构采用带钢护筒的桩柱桥墩6，其直接采用桩基作为桥墩支撑梁体，在带钢护筒的桩柱桥墩6顶部直接设置支撑系统支撑现浇梁体1，其桩径采用1.5m，横桥向根数布置按路幅宽度和计算确定，桩长H7根据受力计算确定。在桩基施工时，采用钢护筒跟进，钢护筒直到下层地面标高以下不小于1m，顶部多余钢护筒在凿桩顶和施作垫石时割除。材料为钢筋混凝土。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构为保证通车半幅道路的安全，采用在中间分隔带设置防护钢板桩7，钢板桩设置范围S8为桥梁搭板后5m长度范围，桩长H8根据局部开挖深度及计算确定。材料为拉森钢板桩。

一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构当桥下道路开挖到设计标高后，需对基础承台3、桩前挂板5、带钢护筒的桩柱桥墩6进行清理，并根据需要进行装饰。

本发明的主要施工步骤及方法如下：

1、综合考虑交通疏解，封闭左幅道路，采用右幅道路通车。

2、在桥梁范围的中间分隔带尽量靠右幅道路处，沿桥梁走向施工防护钢板桩7。

3、在原地面施工左幅桥梁台后加固旋喷桩8、台前加固旋喷桩9，施工旋喷桩时，注意空桩长度控制。

4、在原地面采用原位施钻，同时进行左幅桥梁桥台桩基4、带钢护筒的桩柱桥墩6的施工，带钢护筒的桩柱桥墩6需跟进钢护筒。

5、待左幅桥桩基施工完毕后，局部开挖左幅桥桥台基础承台3的基坑，凿除桩头，施工基础承台3和支撑系统，同时预埋背墙和侧墙的预埋钢筋；局部开挖带钢护筒的桩柱桥墩6的基坑，割除多余的钢护筒，凿除桩头，重做墩顶，并施工支撑系统。

6、对左幅桥位处主线路基进行第一次开挖，其开挖深度至能方便安装支架模板的位置。

7、采用支架模板浇筑左幅桥现浇梁体1、张拉并锚固预应力体系。

8、施工左幅桥无身桥台2的台背和侧墙，待台背混凝土强度达到设计强度100%以后，采用透水土回填台背基坑并平整，施工左幅桥台后搭板10，施工伸缩缝。

9、完成左幅桥桥面防撞墙、桥面铺装、防抛网等桥面工程，恢复台尾两侧路面，恢复左幅道路通车。

10、拔出防护钢板桩7。

11、封闭右幅道路，采用左幅道路通车，参照以上（3）～（9）步骤，完成右幅桥梁施工，恢复右幅道路通车，最终形成全道路通车。

12、在桥下对主线路基进行二次开挖至下层道路设计高程，同时施工立交桥桩前挂板5，施工桥下道路路基路面工程。

13、对基础承台3、桩前挂板5、带钢护筒的桩柱桥墩6进行清理，按要求施工装饰。

14、完成本桥施工。

本发明内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效及类似变换，均为本发明权利要求保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于：包括现浇梁体（1）、无身桥台（2）、基础承台（3）、桥台桩基（4）、桩前挂板（5）、带钢护筒的桩柱桥墩（6）、防护钢板桩（7）、台后加固旋喷桩（8）、台前加固旋喷桩（9）和台后搭板（10），所述现浇梁体（1）支撑于基础承台（3）和带钢护筒的桩柱桥墩（6）顶部，两侧顶端连接无身桥台（2），所述无身桥台（2）不设置台身，仅包括背墙和侧墙，无身桥台（2）直接设置在基础承台（3）顶上，基础承台（3）直接设置在桥台桩基（4）上，无身桥台（2）背墙通过伸缩缝与现浇梁体（1）连接，无身桥台（2）上设置台后搭板（10），所述桥台桩基（4）顺桥向采用双排布置，在前排桥台桩基（4）上端设置桩前挂板（5），所述无身桥台（2）后设置台后加固旋喷桩（8），所述无身桥台（2）前设置台前加固旋喷桩（9）。

2.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述现浇梁体（1）为单跨或多跨。

3.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述现浇梁体（1）与基础承台（3）和带钢护筒的桩柱桥墩（6）之间通过支撑系统进行连接，支撑系统直接设置在基础承台（3）和带钢护筒的桩柱桥墩（6）顶端，支撑系统包括支撑垫石和支座。

4.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述无身桥台（2）背墙厚0.45m，侧墙厚0.5m，宽1.6m。

5.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述基础承台（3）厚度为2.0m。

6.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述桥台桩基（4）桩径为1m或1.2m，所述桩前挂板（5）厚0.45m，下部埋人路面以下不少于0.5m，材料均为钢筋混凝土。

7.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述台后加固旋喷桩（8），顺桥向设置4排，桩间距均为1.2m，排列方式采用横列式或梅花式，且桩端低于下层道路路面不小于3m。

8.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述台前加固旋喷桩（9），顺桥向设置4排，其桩间距均为1.2m，横列式排列，桩长不小于6m。

9.根据权利要求1所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构，其特征在于，所述带钢护筒的桩柱桥墩（6），桩径为1.5m，在桩基施工时，采用钢护筒跟进，钢护筒直到下层地面标高以下不小于1m。

10.根据权利要求1-9任一所述的逆向施工下穿既有道路的桥梁结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：

（1）、综合考虑交通疏解，封闭左幅道路，采用右幅道路通车；

（2）、在桥梁范围的中间分隔带靠右幅道路处，沿桥梁走向施工防护钢板桩（7）；

（3）、在原地面施工左幅桥梁台后设置台后加固旋喷桩（8）、台前设置台前加固旋喷桩（9），施工旋喷桩时，注意空桩长度控制；

（4）、在原地面采用原位施钻，同时进行左幅桥梁桥台桩基（4）、带钢护筒的桩柱桥墩（6）的施工，带钢护筒的桩柱桥墩（6）需跟进钢护筒；

（5）、待左幅桥桩基施工完毕后，局部开挖左幅桥桥台基础承台（3）的基坑，凿除桩头，施工基础承台（3）和支撑系统，同时预埋背墙和侧墙的预埋钢筋；局部开挖带钢护筒的桩柱桥墩（6）的基坑，割除多余的钢护筒，凿除桩头，重做墩顶，并施工支撑系统；

（6）、对左幅桥位处主线路基进行第一次开挖，其开挖深度至能方便安装支架模板的位置。

（7）、采用支架模板浇筑左幅桥现浇梁体（1）、张拉并锚固预应力体系；

（8）、施工左幅桥无身桥台（2）的台背和侧墙，待台背混凝土强度达到设计强度以后，采用透水土回填台背基坑并平整，施工左幅桥台后搭板（10），施工伸缩缝；

（9）、完成左幅桥桥面防撞墙、桥面铺装、防抛网等桥面工程，恢复台尾两侧路面，恢复左幅道路通车；

（10）、拔出防护钢板桩（7）；

（11）、封闭右幅道路，采用左幅道路通车，参照以上（3）～（9）步骤，完成右幅桥梁施工，恢复右幅道路通车，最终形成全道路通车；

（12）、在桥下对主线路基进行二次开挖至下层道路设计高程，同时施工立交桥桩前挂板（5），施工桥下道路路基路面工程；

（13）、对基础承台（3）、桩前挂板（5）、带钢护筒的桩柱桥墩（6）进行清理，按要求施工装饰；

（14）、完成本桥施工。

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