桥梁下部结构设计论文.docx

桥梁下部结构设计论文1工程概况海沽道规划为城市主干路规划道路红线宽50m。本次工程范围为外环南路～东文南路总长度约10．3km。沿线需跨越现状河道4处新建4座桥梁跨越分别为外环河中桥、洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥。由于规划地铁1号线线位与海沽道主线重合受地铁盾构影响的有洪泥河中桥、幸福河中桥、卫津河中桥3座桥梁。因此桥梁下部结构设计中应充分考虑与轨道交通1号线之间的相对关系满足地铁盾构施工过程中要求的最小安全距离；同时对桥梁桩基采取有效的防护措施在施工过程中进行必要的施工监测以保障本工程的安全实施和使用。本文以洪泥河中桥为例介绍海沽道工程受地铁盾构影响下桥梁下部结构设计及防护措施。2水文地质情况洪泥河全长25．8km设计流量50m3／s为区管二级河道六级航道性质为排水规划上河口宽度为50m、下河口宽度为25m。现状洪泥河上河口宽度为45m、下河口宽度为25m、两侧放坡各10m；堤岸为土质边坡边坡系数为1∶2．5。河底高程为－2．7m堤顶标高为3．2～3．6m洪泥河常水位为1．4m洪水位为2．5m。根据区域地质资料和勘察本工程所在场地为第四系全新统（Q4）海相、陆相及海陆交互沉积地层。从上而下地层呈层状分布按成因分为8层按力学性质可进一步分成15个亚层。该区域主要由杂填土、素填土、粘土、淤泥质土、粉质粘土、粉土组成各层土水平方向上总体分布稳定从上而下土质渐好。本工程特殊性岩土主要为人工填土及淤泥质土填土土质松散淤泥质土土质软对桥梁桩基施工有一定影响。3地铁与海沽道线位相对位置关系及安全要求3．1位置关系海沽道道路红线宽50m线位与洪泥河河道斜交角度为17°。1号线地铁线位分为左右双线在洪泥河处线位间距为14．8m每条线位地铁盾构区间宽为6．2m地铁盾构区间净距为8．6m地铁盾构顶埋深标高为－9～－15m之间。洪泥河中桥处地铁与海沽道平面位置关系详见图1。3．2地铁盾构安全距离要求地铁1号线盾构隧道与跨河桥梁桩基相距较近二者之间安全间距要求以及附近土层是否需要加固与施工工序有很大关系。为了尽量减小本工程拟建桥梁与地铁1号线之间的相互影响确保工程实施的可行性经与地铁1号线设计单位多次沟通由地铁1号线设计单位对地铁盾构施工与桥梁桩基施工之间的安全距离提出具体要求。（1）桩基先于盾构隧道施工（方案Ⅰ）：①在此工况下桥梁桩基础外边缘距离盾构结构外边缘的距离不得小于1．5m隧道穿越时周边土体不需要加固；但桩基设计应考虑桩侧摩阻局部损失。②为了保证桥梁桩基达到其设计强度桥梁承台及桩基施工完成至盾构侧穿桩基的时间间隔应至少保证1个月。（2）盾构隧道先于桩基施工（方案Ⅱ）。当盾构区间先行推进桩基后施工此种工况对区间隧道影响较大桥梁桩基外边缘至盾构结构外边缘的最小距离不得小于4m且周边土体需要加固。方案Ⅰ对本工程桩基影响最小；方案Ⅱ对本工程桩基影响非常大由于安全距离要求大周边土体需要加固直接导致桥梁工程桩基不能实施。由于地铁规划1号线线位与海沽道线位已定不能调整。最终经各方面沟通协调确定桥梁工程按先于地铁盾构施工进行设计和施工即满足方案Ⅰ中的要求即可。4桥梁下部结构设计4．1桥梁下部结构设计方案的确定洪泥河中桥桥梁中心桩号为K2＋946．274位于直线上斜交角度为17°采用分离式双幅桥左幅桥宽为25．5m右幅桥宽为23．5m跨径为3×25m梁高1．40m结构形式采用预应力混凝土简支变连续小箱梁结构。桥梁下部结构的设计为了尽量减少对河道的影响减少阻水效果通常采用排架墩。由于地铁盾构的影响与桩位有冲突此桥不能采用排架墩需特殊设计。经设计计算采用较大跨径盖梁盖梁下设双柱墩墩底设承台及桩基桩基之间预留地铁盾构空间可以确保与地铁盾构之间安全距离大于1．5m的要求以此保证后期地铁施工的安全性。地铁盾构间距内桩基1．5m地铁盾构外侧桩基1．2m立柱采用1．8m的圆柱墩以减少河流阻力。由于桥位与河道斜交角度较大为17°立柱间距较大为19．425m／cos17°＝20．313m导致盖梁截面较大盖梁梁高2．5m顺桥向宽度为2．0m普通的钢筋混凝土结构已经不能满足计算要求需要采用预应力混凝土结构进行设计。4．2桥梁下部结构设计的特殊性及处理方法由于地铁盾构的影响通过下部结构特殊设计可满足桩基边缘距盾构边缘距离大于1．5m安全距离的要求；但地铁盾构施工过程中对周围土体产生扰动引起土体水平位移和竖向位移以及桩基受力及变形发生变化仍有可能对桥梁桩基造成影响因此设计及施工中采取以下措施：（1）设计中不考虑盾构施工影响区域内土的桩侧正摩阻力对桩长进行加长设计。（2）设计中