CN109778893B - 拱桥组合式基础构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁工程技术领域的一种拱桥组合式基础构造及其施工方法。拱桥组合式基础构造包括拱座基础和抗推平台；抗推平台设置在拱座基础相邻处，抗推平台和拱座基础之间跨缝设置水平连接板；水平连接板内配置有水平的连续拉杆，连续拉杆两端分别伸入抗推平台和拱座基础内锚固。水平连接板优选作为后浇带施工。本发明利用了亲水平台或景观驳岸可观的体量和较大的抗侧刚度，将其与有拱桥的拱脚连接，使之共同抵抗水平力，可收到事半功倍之效。

Description

拱桥组合式基础构造及其施工方法

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域，涉及一种有推力拱桥的组合式基础构造及其施工方法。

背景技术

拱桥是一种有推力结构，设置抗拉系杆的拱桥，推力全部或部分由系杆承受；不设抗拉系杆的拱桥，推力由墩台基础承受。当墩台基础必须承受拱脚传来的强大推力时，就要求有良好的地基，因此在地质条件不好的地区修建拱桥，如何提高墩台基础抵抗拱脚推力的能力，就成为设计中必须要解决的问题。目前解决的方法主要有以下几种：一是做地基处理，通过在地基一定深度内灌入固化物或振动挤密的方法，或对一定范围的软土进行换填压实，提高水平抗力系数，进而提高基础抗水平推力的能力；二是做阻滑板，在桥台基础后面做一块平板，利用平板上土体压重在板底产生摩擦力，来平衡拱脚水平推力；三是做组合式桥台，由前台与后座两部分组成，前台基础承受拱脚传来的竖向分力，后座利用土压力及后座基底摩阻力来平衡拱的水平推力。以上方法主要依靠增强局部范围土约束来提供水平抗力，地基变形较大，费用较高；阻滑板和组合式桥台仅适用于桥台基础，且基坑开挖范围大；地基处理适用范围广，但处理后的地基均匀性和质量不易控制，抗力系数取值离散较大，需现场实验，应用不便。更重要的是，依靠局部范围的土抗力平衡拱推力，在软基环境中，土体在长期荷载作用下，容易发生蠕变，降低结构的安全性。因此，有必要寻找一种安全可靠、经济合理、应用方便的拱桥基础形式，便利有推力拱桥的建造。

另一方面，滨水桥梁邻近墩、台处，尤其拱桥拱脚处常见设置有各类亲水平台、景观驳岸，其受力与桥梁结构不同，因此工程上一般将其与桥梁结构间设缝分开。

发明内容

本发明提供了一种构造简单经济、适用范围广泛、施工方便、安全可靠的拱桥组合式基础构造及其施工方法。本发明利用了亲水平台或景观驳岸可观的体量和较大的抗侧刚度，将其与有拱桥的拱脚连接，使之共同抵抗水平力，可收到事半功倍之效。

本发明构造的基本技术方案为：一种拱桥组合式基础构造包括拱桥的拱座基础和抗推平台；拱座基础相邻处设置抗推平台，抗推平台和拱座基础之间跨缝设置水平连接板；水平连接板为钢筋混凝土板；水平连接板内配置有水平的连续拉杆，连续拉杆两端分别伸入抗推平台和拱座基础内锚固，以提高组合基础的整体性，有利于水平力的传递。水平连接板的上部配置锚入拱座基础的第一纵向钢筋，第一纵向钢筋在水平连接板内向下弯折经过水平连接板中部至水平连接板的下部后再纵向伸入对面的抗推平台内锚固；水平连接板的上部配置锚入抗推平台的第二纵向钢筋，第二纵向钢筋在水平连接板内向下弯折经过水平连接板中部至水平连接板的下部后再纵向伸入对面的拱座基础内锚固。第一纵向钢筋可以与第二纵向钢筋相交，或者分开独立布置。通过上述构造，使得当竖向力作用下水平连接板发生裂缝时，裂缝被限制在跨缝中部及邻近处的较小范围内，从而保证组合式基础能够连续传递水平力并适应包括竖向力、转动作用等竖向作用下的变形。连续拉杆、第一纵向钢筋和第二纵向钢筋为环氧涂层钢筋为宜，以便当水平连接板产生裂缝时拉杆与钢筋仍不致于被侵蚀，保持良好的耐久性。上述技术方案中，连续拉杆、第一纵向钢筋和第二纵向钢筋的锚固长度可根据现有技术规范确定。

基于上述技术特征，连续拉杆设置在水平连接板的中间高度位置。

基于上述技术特征，水平连接板上设置有开口向上的竖向开口，竖向开口沿跨缝方向通长布置，竖向开口从水平连接板的上表面向下延伸至连续拉杆上方。通过设置竖向开口，可以使结构在不影响水平力传递的条件下更好地适应竖向作用引起的变形，及诱导裂缝在竖向开口及其邻近处发生。

基于上述技术特征，作为一种优化，竖向开口设置在水平连接板的中间宽度位置为宜。

本发明中，拱座基础可以是扩大基础或承台桩基础。抗推平台如设置在较坚实的地基上，可不设支承桩。拱桥的竖向力由拱座基础承担，水平力由拱座基础和抗推平台共同承担。

基于上述技术特征，抗推平台下设置支撑桩。支承桩支承抗推平台，同时起抗滑作用。

基于上述技术特征，在拱座基础和抗推平台周边范围内的土体进行地基加固处理。地基加固处理包括在地基一定深度内灌入固化物或振动挤密，或对一定深度内软土进行换填压实，进一步提升抵抗水平推力的可靠度。

基于上述技术特征，抗推平台布满拱桥的一跨；两端分别通过水平连接板与两个相邻的拱座基础连接。

抗推平台的布置位置不限，可布置在拱座基础单侧，例如抗推平台可布置在拱座基础近岸侧或远离河岸的一侧。抗推平台也可布置在拱座基础的两侧或围绕拱座基础一圈布置或围拱座基础U形布置。

本发明中，拱座基础、抗推平台和水平连接板可同时施工。但水平连接板作为后浇带施工更有利，有利于减小拱座基础与抗推平台间施工期沉降、混凝土收缩等影响。

一种拱桥组合式基础构造的施工方法一为：第一步，分别施工拱座基础和抗推平台，同步绑扎预埋连续拉杆、第一纵向钢筋和第二纵向钢筋；第二步，对浇筑完成的拱座基础、抗推平台混凝土进行养护，同时对外露的连续拉杆、第一纵向钢筋和第二纵向钢筋进行包覆防护；第三步，浇注所述水平连接板的混凝土。

基于上述施工方法，可在第三步中，预留竖向开口。可在竖向开口处，按竖向开口尺寸留置铝片，后浇注水平连接板的混凝土。或者不留置铝片，在所述水平连接板混凝土浇筑后，采用切缝的方式切出竖向开口。竖向开口沿所述跨缝方向通长布置，竖向开口从水平连接板的上表面向下延伸至连续拉杆上方。

水平连接板作为后浇带的具体施工方法及混凝土的养护时间等可采用现有施工技术规程实施。

本发明中，抗推平台可为驳岸或景观亲水平台的一部分，或兼做驳岸或景观平台或其他用途。

本发明通过将拱桥拱脚的拱座基础与抗推平台连接，不改变既有拱座及其基础布置而极大地提高了整体基础的抗推刚度；抗推平台的布置使水平推力作用在较大的范围扩散而不限于约束桥台的局部土体，有利于防止局部土体蠕变，提高了拱桥结构的可靠度；抗推平台可采用桩基础，不受地基土类别的限制，对软基无须进行地基处理或只作浅层地基处理，降低了施工难度和造价；抗推平台可以结合景观亲水平台和驳岸设置，可采用多样形状布置在与拱桥基础相邻的多种部位，为景观营造提供了灵活方便的创意空间和经济适用的途径；拱桥基础的主体结构和抗推平台本身结构技术成熟，两者之间的连接构造简单、传力明确，抵抗水平力的效果可靠。

综上所述，本发明提供的拱桥组合式基础构造及其施工方法安全可靠、经济合理、应用方便，在拱桥的建造实践尤其在软基大跨拱桥的建设中，有重大推广应用价值和显著的经济效益。

附图说明

图1为本发明的组合式基础构造的立面示意图。

图2为本发明的组合式基础构造的平面示意图。

图3为本发明中水平连接板处的详图。

图4为本发明的实施方案示意图一。

图5为本发明的实施方案示意图二。

图6为本发明的组合式基础构造的第一种布置立面示意图。

图7为本发明的组合式基础构造的第一种布置平面示意图。

图8为本发明的组合式基础构造的第二种布置立面示意图。

图9为本发明的组合式基础构造的第二种布置平面示意图。

图10为本发明的组合式基础构造的第三种布置立面示意图。

图11为本发明的组合式基础构造的第三种布置平面示意图。

图12为本发明的组合式基础构造的第四种布置立面示意图。

图13为本发明的组合式基础构造的第四种布置平面示意图。

图14为本发明的组合式基础构造的第五种布置立面示意图。

图15为本发明的组合式基础构造的第五种布置平面示意图。

图中标号说明为：拱座1；拱座基础2；拱圈3；抗推平台4；支承桩5；水平连接板6；连续拉杆7；竖向开口8；第一纵向钢筋9；第二纵向钢筋10；普通平台11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示：拱桥的主体基础包括拱座1、拱座基础2，拱座为连接上部拱圈3的钢筋混凝土支承体，拱座基础2可以是扩大基础或承台桩基础；抗推平台4为钢筋混凝土平台，其下为支承桩5；支承桩5支承抗推平台4同时起抗滑作用；抗推平台4与拱座基础2相邻设置，抗推平台与拱座基础之间的空间为跨缝，跨缝设置水平连接板6，将抗推平台4和拱座基础2连接为一个整体；水平连接板6内配置有连续拉杆7，连续拉杆7两端分别伸入抗推平台4和拱座基础2内锚固，拱桥的竖向力由主体基础承担，水平力由拱座基础2和抗推平台4共同承担。连续拉杆7优选设置的高度为板厚中间。

如图3所示：水平连接板6的上部配置锚入拱座基础2的第一纵向钢筋9，第一纵向钢筋9在水平连接板6内向下弯折后通过板中至水平连接板6的下部后再纵向伸入对面的抗推平台4内锚固；水平连接板6的上部配置锚入抗推平台的第二纵向钢筋10，第二纵向钢筋10在水平连接板6内向下弯折后通过板中至水平连接板6的下部后再纵向伸入对面的拱座基础2内锚固。水平连接板6上设有开口向上的竖向开口8；竖向开口8沿跨缝方向通长布置，竖向开口8从水平连接板的上表面向下延伸至连续拉杆上方。通过设置竖向开口8，可以使结构在不影响水平力传递的条件下更好地适应竖向作用引起的变形，及诱导裂缝在竖向开口及其邻近处发生。

上述方案中，也可在拱座基础和抗推平台周边范围内的土体进行地基加固处理。抗推平台如设置在较坚实的地基上，可不设支承桩5。

为实现本发明的组合式基础，施工方法可为：

如图4所示：第一步，分别施工拱座基础2和抗推平台4，同步绑扎埋设好水平连接板6中须埋入拱座基础2和抗推平台4的第一纵向钢筋9、第二纵向钢筋10和连续拉杆7。第二步，对浇筑完成的拱座基础2、抗推平台4混凝土进行妥善养护，同时对外露的第一纵向钢筋9、第二纵向钢筋10、连续拉杆7进行包覆防护。如图5所示：第三步，后浇水平连接板6的混凝土，包括对交界面处理、板内钢筋笼网清洁、留设竖向开口8、后浇带混凝土浇筑和养护。后浇带的施工方法可采用现有常规技术实施。

图6至图15为本发明中抗推平台的不同布置方式的举例。抗推平台布置不限，既可布置在拱座基础的顺桥方向，也可布置在拱座基础的横桥方向，或者同时布置在拱座基础的横桥方向和顺桥方向。抗推平台的平面形状不限，可根据各工程的实际情况确定。抗推平台可直接作为驳岸；也可作为驳岸或景观亲水平台的一部分，即抗推平台与其它平台连接即可。

如图6和图7所示，抗推平台4布置在边跨内，与桥台侧的拱座基础连接。

如图8和图9所示，抗推平台4布置在边跨内，与远离岸侧的拱座基础连接。

如图10和图11所示，抗推平台4与其它普通平台11连接环绕水中的拱座基础2布置。抗推平台4布置在横桥方向，普通平台布置在顺桥11方向，普通平台11与抗推平台4连接，但是与拱座基础2是断开的。当然，也可以在拱座基础2的横桥方向和顺桥方向都布置抗推平台4，即抗推平台4通过四边的水平连接板围绕拱座基础布置。

如图12和图13所示，抗推平台4布满多跨连续拱桥的整个边跨，并分别与边跨相邻两个拱座基础2连接。

如图14和图15所示，抗推平台4呈U形布置，将拱桥基础2半包围。

抗推平台的布置可根据工程实际允许条件、拱座基础的受力情况，场地岩土工程地质状况确定。可单独布置，也可与其它普通平台连接成一体，共同完成驳岸、亲水或满足其他建筑功能需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种拱桥组合式基础构造，包括拱桥的拱座基础(2)，其特征在于：在所述拱座基础(2)相邻处设置抗推平台(4)，所述抗推平台和所述拱座基础之间跨缝设置水平连接板(6)；所述水平连接板(6)为钢筋混凝土板；所述水平连接板(6)内配置有水平的连续拉杆(7)，所述连续拉杆(7)两端分别伸入所述抗推平台(4)和所述拱座基础(2)内锚固；所述水平连接板(6)的上部配置锚入所述拱座基础(2)的第一纵向钢筋(9)，所述第一纵向钢筋(9)在所述水平连接板(6)内向下弯折经过所述水平连接板(6)中部至所述水平连接板(6)的下部后再纵向伸入对面的所述抗推平台(4)内锚固；所述水平连接板(6)的上部配置锚入所述抗推平台(4)的第二纵向钢筋(10)，所述第二纵向钢筋(10)在所述水平连接板(6)内向下弯折经过所述水平连接板(6)中部至所述水平连接板(6)的下部后再纵向伸入对面的所述拱座基础(2)内锚固。

2.根据权利要求1所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：所述连续拉杆(7)设置在所述水平连接板(6)的中间高度位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：所述水平连接板(6)上设置有开口向上的竖向开口(8)，所述竖向开口(8)沿所述跨缝方向通长布置，所述竖向开口(8)从所述水平连接板的上表面向下延伸至所述连续拉杆上方。

4.根据权利要求3所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：所述竖向开口(8)设置在所述水平连接板(6)的中间宽度位置。

5.根据权利要求1所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：所述抗推平台(4)下设置支撑桩(5)。

6.根据权利要求1或5所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：在所述拱座基础(2)和所述抗推平台(4)周边范围内的土体进行地基加固处理。

7.根据权利要求1所述的一种拱桥组合式基础构造，其特征在于：所述抗推平台(4)布满所述拱桥的一跨；两端分别通过所述水平连接板(6)与两个相邻的拱座基础(2)连接。

8.根据权利要求1所述的拱桥组合式基础构造的施工方法，其特征在于：

第一步，分别施工所述拱座基础(2)和所述抗推平台(4)，同步绑扎预埋所述连续拉杆(7)、所述第一纵向钢筋(9)和所述第二纵向钢筋(10)；

第二步，对浇筑完成的所述拱座基础(2)、所述抗推平台(4)混凝土进行养护，同时对外露的所述连续拉杆(7)、所述第一纵向钢筋(9)和所述第二纵向钢筋(10)进行包覆防护；

第三步，浇注所述水平连接板的混凝土。

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在第三步中，预留竖向开口(8)，所述竖向开口(8)沿跨缝方向通长布置，所述竖向开口(8)从所述水平连接板(6)的上表面向下延伸至所述连续拉杆(7)上方。