CN115045179A - 一种上桥下隧合建结构及施工方法 - Google Patents

一种上桥下隧合建结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种上桥下隧合建结构，包括桥梁结构、隧道结构，所述的隧道结构包括矩形框架式隧道，所述的矩形框架式隧道包括与桥梁结构重合的合建段、不与桥梁结构重合的单建段，所述的矩形框架式隧道合建段底部设有纵横交错的多条梯形下翻梁，所述的梯形下翻梁底部设有长短桩，所述的矩形框架式隧道合建段顶部设有纵横交错的多条梯形上翻梁；所述的桥梁结构包括预制空心墩、承插墩、盖梁，所述的预制空心墩、承插墩底部设于梯形上翻梁与梯形上翻梁的交叉点处，所述的预制空心墩顶部设有盖梁。本发明的上桥下隧合建结构传力合理，变形均匀，节约用地和投资。

Description

一种上桥下隧合建结构及施工方法
技术领域
本发明涉及桥隧工程技术领域，尤其涉及一种上桥下隧合建结构及施工方法。
背景技术
随着城市交通量越来越大，城市道路高架桥和地下隧道建设越来越密集，常出现高架桥和地下隧道需要共线建设的情况。传统建设方式隧道从桥桩侧穿过，隧道与桥桩互相影响严重，且桥隧分开施工，浪费严重，因此逐渐上桥下隧的合建结构逐渐开始实施。
中国公开专利，一种桥隧共建结构及其施工方法(CN202010008754.7)针对隧道穿越河道的情况，公开了一种桥隧合建的方式，将桥墩置于隧道的侧墙顶部，桥墩直径与隧底桩基直径相同以便二者钢筋相连，隧道底部通过改变桩基间距的方式实现变形协调；该专利公开的方式需要桥梁与隧道完全共线并且桥墩间距必须与隧道宽度相同，才能实现桥墩正好坐落于侧墙上；桩基的变间距的变形协调不足以调控隧道的不均匀变形。
发明内容
本发明的目的是为了解决上桥下隧合建结构受力或变形过大导致结构破坏的问题，提供一种结构传力合理，变形均匀的上桥下隧合建结构及施工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种上桥下隧合建结构，包括桥梁结构、隧道结构，所述的隧道结构包括矩形框架式隧道，所述的矩形框架式隧道包括与桥梁结构重合的合建段、不与桥梁结构重合的单建段，所述的矩形框架式隧道合建段底部设有纵横交错的多条梯形下翻梁，所述的梯形下翻梁底部设有长短桩，所述的矩形框架式隧道合建段顶部设有纵横交错的多条梯形上翻梁；所述的桥梁结构包括预制空心墩、承插墩、盖梁，所述的预制空心墩、承插墩底部设于梯形上翻梁与梯形上翻梁的交叉点处，所述的预制空心墩顶部设有盖梁。
作为本发明优选的方案，所述的长短桩为刚柔复合长短桩，所述的合建段中长短桩沿隧道宽度方向设置为中间短两侧长，所述的合建段中长短桩沿隧道长度方向设置为中间长两端短。
作为本发明优选的方案，所述的刚柔复合长短桩包括钻孔灌注桩、MJS工法桩，所述的钻孔灌注桩设于MJS工法桩中间，所述的钻孔灌注桩直径不大于梯形下翻梁底面宽度，所述的刚柔复合长短桩的MJS工法桩长度均相同。
作为本发明优选的方案，所述的梯形上翻梁与梯形上翻梁的交叉点处设有环形杯口，所述的承插墩设于环形杯口中部，所述的承插墩外侧设有位于环形杯口内的预制空心墩，所述的预制空心墩底部及预制空心墩与环形杯口之间的空隙中设有环氧砂浆层。
作为本发明优选的方案，所述的矩形框架式隧道的合建段与单建段之间设有变形缝。
作为本发明优选的方案，所述的矩形框架式隧道的单建段底部设有多条梯形下翻梁，所述的单建段梯形下翻梁底部设有刚柔复合长短桩。
作为本发明优选的方案，所述的矩形框架式隧道两侧设有钢管复合桥桩，所述的钢管复合桥桩顶部设置承台，所述的承台顶设置桥墩，所述的桥墩顶部设置盖梁。
作为本发明优选的方案，所述的钢管复合桥桩包括钻孔灌注桩，所述的钻孔灌注桩外侧设置钢管，所述的钢管底部深度超过梯形下翻梁底部。
一种上桥下隧合建结构的施工方法，包括如下步骤：
根据进行刚柔复合长短桩的间距进行放样定位，采用MJS高压旋喷桩机进行MJS工法桩施工，所有MJS工法桩的桩长相同，高程相同；
在施工好的MJS工法桩位处标记刚柔复合桩端桩的桩长，在MJS工法桩的中间采用旋挖钻机施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩沿隧道宽度方向中间短两侧长，沿隧道长度方向中间长两端短，施工过程中严格控制桩顶桩底高程符合设计要求；
在隧道外侧施工钢管复合桥桩，首先采用振动插入法插入钢管，钢管插入至下翻梁底部高程以下，在钢管内钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土，形成钢管复合桥桩；
在隧道位置与钢管复合桥桩之间施工隧道基坑的围护结构，开挖隧道基坑至梯形下翻梁顶部高程，开挖梯形下翻梁基坑，截除多余的钻孔灌注桩桩头；
绑扎梯形下翻梁钢筋，梯形下翻梁纵横梁交点处钢筋与钻孔灌注桩主筋连接，绑扎隧道底板钢筋，隧道底板钢筋与梯形下翻梁主筋连接，然后一体化浇筑梯形下翻梁和隧道底板；
施工隧道侧墙和中隔墙，架设模板并绑扎隧道顶板钢筋、梯形上翻梁钢筋、环形杯口和承插墩的钢筋，梯形上翻梁主筋与环形杯口和承插墩的主筋焊接，一体化浇筑隧道顶板、梯形上翻梁、环形杯口和承插墩；
在浇筑好的环形杯口内铺设环氧砂浆层，吊装预制空心墩插入环形杯口，承插墩插入预制空心墩内，在预制空心墩与环形杯口的空隙中填满环氧砂浆；
用素混凝土填筑包裹环形杯口和预制空心墩的插入节点，在隧道侧和隧道顶回填土方；
浇筑钢管复合桥桩顶部的承台和桥墩；
进行盖梁、台帽及其他上部结构施工。
由于城市道路的复杂环境，需要解决：上桥下隧共建时桥桩无法正好坐落于隧道侧墙处的传力问题、软土地基情况下桥隧合建结构的不均匀受力和变形问题、桥梁比隧道宽时，隧侧桥桩受影响严重的问题；本方案上桥下隧合建结构传力合理，变形均匀，避免了桥隧合建结构受力或变形过大导致结构破坏，并且节约用地和投资，刚柔复合长短桩特殊的长短布置形式与桥隧合建底部压力的分布特点相符合，能够实现隧道底部均匀受力和变形，下翻梁呈梯形界面并横纵交错布置，增大了底部的刚度，结合刚柔复合长短桩的MJS工法桩和钻孔灌注桩组合形式，使得底板受力变形更均匀，上翻梁的设置形式解决了桥墩对底板的冲切，且通过上翻梁将桥梁上部荷载均匀传递给侧墙和中隔墙，不需要桥墩与侧墙和中隔墙中心对应，上翻梁与环形杯口连接使得预制空心墩传力更加直接，隧上桥墩采用预制空心墩可以通过装配式加快桥墩建设，从而尽早回填基坑，减少基坑暴露对邻近桥桩的影响，邻近桥桩采用钢管复合桩，抗弯刚度更大，可较好的抵抗隧道基坑开挖影响。
本发明的有益效果是：上桥下隧合建结构传力合理，变形均匀，节约用地和投资。
附图说明
图1为本发明横断面的一种结构示意图。
图2为本发明纵断面的一种结构示意图。
图3为本发明梯形上翻梁与环形杯口结构示意图。
图4为本发明预制空心墩与梯形上翻梁节点示意图。
图5为本发明刚柔复合长短桩结构示意图。
图6为本发明钢管复合桩结构示意图。
图中：1、矩形框架式隧道 2、合建段 3、单建段
4、梯形下翻梁 5、长短桩 6、梯形上翻梁
7、预制空心墩 8、承插墩 9、盖梁 10、环形杯口
11、环氧砂浆层 12、变形缝 13、钢管复合桥桩
14、承台 15、桥墩 16、钢管 51、钻孔灌注桩
52、MJS工法桩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明, 本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种上桥下隧合建结构，包括桥梁结构、隧道结构，隧道结构包括矩形框架式隧道1，矩形框架式隧道1包括与桥梁结构重合的合建段2、不与桥梁结构重合的单建段3，矩形框架式隧道1合建段2底部设有纵横交错的多条梯形下翻梁4，梯形下翻梁4底部设有长短桩5，矩形框架式隧道1合建段2顶部设有纵横交错的多条梯形上翻梁6；桥梁结构包括预制空心墩7、承插墩8、盖梁9，预制空心墩7、承插墩8底部设于梯形上翻梁6与梯形上翻梁6的交叉点处，预制空心墩7顶部设有盖梁9。
长短桩5为刚柔复合长短桩，合建段2中长短桩5沿隧道宽度方向设置为中间短两侧长，合建段2中长短桩5沿隧道长度方向设置为中间长两端短。
刚柔复合长短桩包括钻孔灌注桩51、MJS工法桩52，钻孔灌注桩51设于 MJS工法桩52中间，钻孔灌注桩51直径不大于梯形下翻梁4底面宽度，刚柔复合长短桩的MJS工法桩52长度均相同。
梯形上翻梁6与梯形上翻梁6的交叉点处设有环形杯口10，承插墩8设于环形杯口10中部，承插墩8外侧设有位于环形杯口10内的预制空心墩7，预制空心墩7底部及预制空心墩7与环形杯口10之间的空隙中设有环氧砂浆层 11。
矩形框架式隧道1的合建段2与单建段3之间设有变形缝12。
矩形框架式隧道1的单建段3底部设有多条梯形下翻梁，单建段3梯形下翻梁底部设有刚柔复合长短桩。
矩形框架式隧道1两侧设有钢管复合桥桩13，钢管复合桥桩13顶部设置承台14，承台14顶设置桥墩15，桥墩15顶部设置盖梁。
钢管复合桥桩13包括钻孔灌注桩，钻孔灌注桩外侧设置钢管16，钢管16 底部深度超过梯形下翻梁4底部。
具体实施过程是，包括如下步骤：
根据进行刚柔复合长短桩的间距进行放样定位，采用MJS高压旋喷桩机进行MJS工法桩施工，所有MJS工法桩的桩长相同，高程相同；
在施工好的MJS工法桩位处标记刚柔复合桩端桩的桩长，在MJS工法桩的中间采用旋挖钻机施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩沿隧道宽度方向中间短两侧长，沿隧道长度方向中间长两端短，施工过程中严格控制桩顶桩底高程符合设计要求；
在隧道外侧施工钢管复合桥桩，首先采用振动插入法插入钢管，钢管插入至下翻梁底部高程以下，在钢管内钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土，形成钢管复合桥桩；
在隧道位置与钢管复合桥桩之间施工隧道基坑的围护结构，开挖隧道基坑至梯形下翻梁顶部高程，开挖梯形下翻梁基坑，截除多余的钻孔灌注桩桩头；
绑扎梯形下翻梁钢筋，梯形下翻梁纵横梁交点处钢筋与钻孔灌注桩主筋连接，绑扎隧道底板钢筋，隧道底板钢筋与梯形下翻梁主筋连接，然后一体化浇筑梯形下翻梁和隧道底板；
施工隧道侧墙和中隔墙，架设模板并绑扎隧道顶板钢筋、梯形上翻梁钢筋、环形杯口和承插墩的钢筋，梯形上翻梁主筋与环形杯口和承插墩的主筋焊接，一体化浇筑隧道顶板、梯形上翻梁、环形杯口和承插墩；
在浇筑好的环形杯口内铺设环氧砂浆层，吊装预制空心墩插入环形杯口，承插墩插入预制空心墩内，在预制空心墩与环形杯口的空隙中填满环氧砂浆；
用素混凝土填筑包裹环形杯口和预制空心墩的插入节点，在隧道侧和隧道顶回填土方；
浇筑钢管复合桥桩顶部的承台和桥墩；
进行盖梁、台帽及其他上部结构施工。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种上桥下隧合建结构，包括桥梁结构、隧道结构，其特征在于：所述的隧道结构包括矩形框架式隧道，所述的矩形框架式隧道包括与桥梁结构重合的合建段、不与桥梁结构重合的单建段，所述的矩形框架式隧道合建段底部设有纵横交错的多条梯形下翻梁，所述的梯形下翻梁底部设有长短桩，所述的矩形框架式隧道合建段顶部设有纵横交错的多条梯形上翻梁；
所述的桥梁结构包括预制空心墩、承插墩、盖梁，所述的预制空心墩、承插墩底部设于梯形上翻梁与梯形上翻梁的交叉点处，所述的预制空心墩顶部设有盖梁。
2.根据权利要求1所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的长短桩为刚柔复合长短桩，所述的合建段中长短桩沿隧道宽度方向设置为中间短两侧长，所述的合建段中长短桩沿隧道长度方向设置为中间长两端短。
3.根据权利要求2所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的刚柔复合长短桩包括钻孔灌注桩、MJS工法桩，所述的钻孔灌注桩设于MJS工法桩中间，所述的钻孔灌注桩直径不大于梯形下翻梁底面宽度，所述的刚柔复合长短桩的MJS工法桩长度均相同。
4.根据权利要求1所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的梯形上翻梁与梯形上翻梁的交叉点处设有环形杯口，所述的承插墩设于环形杯口中部，所述的承插墩外侧设有位于环形杯口内的预制空心墩，所述的预制空心墩底部及预制空心墩与环形杯口之间的空隙中设有环氧砂浆层。
5.根据权利要求1所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的矩形框架式隧道的合建段与单建段之间设有变形缝。
6.根据权利要求1所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的矩形框架式隧道的单建段底部设有多条梯形下翻梁，所述的单建段梯形下翻梁底部设有刚柔复合长短桩。
7.根据权利要求1所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的矩形框架式隧道两侧设有钢管复合桥桩，所述的钢管复合桥桩顶部设置承台，所述的承台顶设置桥墩，所述的桥墩顶部设置盖梁。
8.根据权利要求7所述的一种上桥下隧合建结构，其特征是，所述的钢管复合桥桩包括钻孔灌注桩，所述的钻孔灌注桩外侧设置钢管，所述的钢管底部深度超过梯形下翻梁底部。
9.权利要求1-8中任一项所述的一种上桥下隧合建结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据进行刚柔复合长短桩的间距进行放样定位，采用MJS高压旋喷桩机进行MJS工法桩施工，所有MJS工法桩的桩长相同，高程相同；
在施工好的MJS工法桩位处标记刚柔复合桩端桩的桩长，在MJS工法桩的中间采用旋挖钻机施工钻孔灌注桩，钻孔灌注桩沿隧道宽度方向中间短两侧长，沿隧道长度方向中间长两端短，施工过程中严格控制桩顶桩底高程符合设计要求；
在隧道外侧施工钢管复合桥桩，首先采用振动插入法插入钢管，钢管插入至下翻梁底部高程以下，在钢管内钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土，形成钢管复合桥桩；
在隧道位置与钢管复合桥桩之间施工隧道基坑的围护结构，开挖隧道基坑至梯形下翻梁顶部高程，开挖梯形下翻梁基坑，截除多余的钻孔灌注桩桩头；
绑扎梯形下翻梁钢筋，梯形下翻梁纵横梁交点处钢筋与钻孔灌注桩主筋连接，绑扎隧道底板钢筋，隧道底板钢筋与梯形下翻梁主筋连接，然后一体化浇筑梯形下翻梁和隧道底板；
施工隧道侧墙和中隔墙，架设模板并绑扎隧道顶板钢筋、梯形上翻梁钢筋、环形杯口和承插墩的钢筋，梯形上翻梁主筋与环形杯口和承插墩的主筋焊接，一体化浇筑隧道顶板、梯形上翻梁、环形杯口和承插墩；
在浇筑好的环形杯口内铺设环氧砂浆层，吊装预制空心墩插入环形杯口，承插墩插入预制空心墩内，在预制空心墩与环形杯口的空隙中填满环氧砂浆；
用素混凝土填筑包裹环形杯口和预制空心墩的插入节点，在隧道侧和隧道顶回填土方；
浇筑钢管复合桥桩顶部的承台和桥墩；
进行盖梁、台帽及其他上部结构施工。
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