山区陡斜坡路段桥墩基础形式的探讨

发表时间:2019/3/29   来源:《防护工程》2018年第35期   作者:廖世科
[导读] 本项目的建设对完善攀枝花市西南向的过境高速公路路网连接、带动沿线经济发展、促进攀西地区旅游事业和矿产资源开发利用均具有十分重要意义。

四川公路桥梁建设集团有限公司勘察设计分公司  四川成都  610041
        摘要:本文以攀枝花至大理(以下简称攀大)高速公路施工图设计为背景,结合攀大高速公路特点,介绍山区桥梁设计中陡斜坡路段桥梁墩柱、基础形式的选择原则;山区陡斜坡路段桥梁墩柱、基础选择时必须着重兼顾考虑安全可靠、环境保护、水土保持,避免因大面积开挖而可能诱发的地质病害,增加边坡防护工程,从而导致造价增加;在桥梁设计中必须坚持“最少程度的破坏,最大限度的保护”的理念,合理的选择桥梁墩柱、基础形式。
        关键词:山区;高速公路;墩柱基础;选择原则
       
       
        1、攀大高速公路项目概况
        1.1 项目工程背景
        攀大高速起点位于攀田高速总发互通附近,止点在半边街接丽攀高速。攀枝花至大理高速公路是《四川省高速公路网规划(2011年调整方案)》中新增的一条重要的南下出川纵向通道,它将连接国家高速公路网G56杭州至瑞丽高速公路,成为四川经云南连接东盟地区的最便捷快速通道;本项目的建设对完善攀枝花市西南向的过境高速公路路网连接、带动沿线经济发展、促进攀西地区旅游事业和矿产资源开发利用均具有十分重要意义。
        1.2 项目工程
        本项目路线全长为40.01Km,全线采用四车道高速公路标准,设计速度80Km/h,路基宽度24.5m,桥涵设计汽车荷载采用公路-Ⅰ级。本项目共设桥梁19座,互通式立交6座以及隧道5.5座。
        2. 攀大高速公路桥梁设计的基本原则
        攀大高速地处四川省西南部金沙江以南,区内地形高俊陡峭,峰峦起伏,冲沟发育,切割剧烈,属中山地形,总体地势西北高、东南低,属构造侵蚀剥蚀地貌类型。桥梁设计应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求,同时应满足美观和环保的需要,重视与环境的协调,并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。因此,本项目结合自然条件、工程地质、河流水文、筑路材料及施工条件,同时遵循安全、适用、经济、美观的原则进行综合考虑,尽量选择标准化、装配化、工厂化的结构形式,加快建设速度,减低工程造价;本项目桥梁一般采用30、40m先简支后结构连续T梁。
        3. 攀大高速公路陡斜坡桥梁墩柱形式的选择
        3.1下部结构选择整幅双柱圆墩的背景
        1)本项目位于典型山区地形,地形陡峻,起伏较大;沿线地质条件差,为石英闪长岩,岩体节理发育,岩层风化强烈,全风化层厚度大,自然边坡坡面稳定性差,外业调查时,常见小型崩塌、坍塌破坏。
        2)以本项目雷家湾2号大桥为例,雷家湾2号大桥上部结构采用17×30m预应力砼简支T梁。桥梁所处位置纵横向地面线高差较大,坡面较陡,部分基岩裸露,岩体节理发育;本桥设计前期,经过反复的讨论与比较,由于全桥墩台完全位于陡斜坡上,下部结构如采用半幅双柱(图一),一个断面上有4个墩柱,施工桥墩基础时需对原地表进行大面积的开挖,可能诱发地质病害,同时影响桥梁美观;下部结构如采用整幅双柱(图二),一个断面上有2个墩柱,能有效减少地面的开挖,节约工程造价;且经过抗震计算,整幅双柱圆柱墩在0.15g动峰值加速度下,能满足设计规范要求。
        3)本桥虽左右地面线高程相差较大,但最大墩高不超过30m,按照本项目桥梁设计原则以及墩柱计算结果,对于墩高小于30m的桥墩,墩柱采用最常用、最经济的圆柱墩。圆柱墩结构受力均匀,施工工艺成熟简单,提升模板施工速度快,墩身与桩基础衔接较好,施工方便,外观光洁,在高速公路桥梁设计中普遍采用,故本桥圆柱墩的合理选择能有效的减少原地面的开挖,降低工程造价。
        
        3.4 必选结论综述:
        由上表可知,采用半幅双柱圆柱墩在造价上远高于整幅双柱圆柱墩,且整幅双柱圆柱墩能减少施工模板以及能合理的节约施工工期,故放弃半幅双柱圆柱墩形式。该项目于2016年3月开始施工,如今即将施工完成。图三为已施工完成的雷家湾2号大桥,从图中可看出,采用整幅双柱圆柱墩不仅施工方便,外形美观,同时遵循了“最少程度的破坏,最大限度的保护”的理念,最大程度的保护原生态环境。
        
        图三
        4.结束语
        结合以上总结,山区陡斜坡地形上的桥墩基础选择必须考虑对环境影破坏小,对边坡扰动小,以综合造价以及全寿命周期成本的理念选择桥墩、基础形式。采用半幅双柱形式因造成边坡的大量开挖和增加防护工程而不适应,选择整幅双柱墩形式能减小开挖范围,保持水土平衡,节省工程投资。
        参考文献:
        [1]蔡国利.高速公路山区路段桥梁结构设计浅议[J].工程技术,2016.02
        [2]潘华,山区陡坡地段桥墩基础形式探讨[J].四川水泥,2013.10

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