理论教育 大跨度铁路悬索桥锚碇结构设计

大跨度铁路悬索桥锚碇结构设计

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9-16散索鞍示意图图9-17散索鞍座工地运输安装图9-18北锚碇结构图北锚碇结构如图9-18所示。图9-20南锚碇结构图设计根据钻探黄黏土质推荐的施工方案是无支护明挖矩形基础,施工单位出于保守考虑,改按地连墙采用机械作业施工,由此变更为圆形不等深地连墙基础,最大深度为32 m。

大跨度铁路悬索桥锚碇结构设计

主缆锚固采用锚块内预埋型钢(钢结构)锚固系统的形式。锚体采用实体结构,按功能分为锚块、散索鞍支墩、鞍部、后浇带、前锚室、后锚室等,采用C35混凝土。

根据两岸地质条件,由于北岸有效持力层埋藏较深,覆盖层以粉细砂为主,故锚碇采用沉井基础;南岸锚碇位于山脚下,覆盖层主要为残坡积黏性土,岩面埋藏较浅,故采用地下连续墙基础。

图9-16 散索鞍示意图

图9-17 散索鞍座工地运输安装

图9-18 北锚碇结构图(尺寸单位:cm)

北锚碇结构如图9-18所示。北岸锚碇沉井基础,沉井长和宽分别为84.6 m和70 m(第一节沉井长和宽分别为85.0 m和70.4 m),沉井高63 m,共分12节,第一节为钢壳混凝土沉井,高8 m,钢壳沉井钢结构的材质为Q235C。第二至第十二节均为钢筋混凝土沉井,每节高度均为5 m。封底混凝土厚为12 m。沉井顶面标高为+1.0 m,基底标高为-62 m。根据地质钻孔资料,基底置于强风化石英闪长斑岩上。强风化石英闪长斑岩灰色至灰黄色,斑状结构,岩石风化严重,呈密实砾砂土状,主要见于河床北侧及以北地段,最大厚度约9.0 m。物理力学性质较好,基本容许承载力[σ0]=400 kPa。

沉井为普通钢筋混凝土结构,共分为42个井孔,沉井第二节井壁厚2.4 m,隔墙厚2.5 m,沉井第三节及以上节井壁厚2 m,隔墙厚1.3 m,沉井刃脚高2.0 m,刃脚踏面宽0.2 m。第一节钢壳沉井分块工厂预制,然后运到现场就位拼装成整体,以钢壳沉井为模板浇筑混凝土,形成钢壳混凝土沉井,第二到第十二节为钢筋混凝土沉井,均为现场浇筑。再依靠其自身重量,配合井孔内抽取泥沙而逐步下沉到设计深度。现场施工时,针对巨无霸沉井施工单位面临的困难,作者身为设计负责人亲驻现场,劝其放弃对结构自动检测系统的迷信并纠正基底大开挖的冒失做法,独立提出“十字开挖、分层取土、均衡作业”的十二字要诀指导施工控制,并跟进工班测量检查实施,这一工法在创国际纪录的混凝土沉井中成功应用,实现入土下沉60 m,顺利达到设计的预期目标,为类似工程施工提供了工法和示范,如图9-19所示。(www.daowen.com)

图9-19 北锚碇沉井施工现场

南锚碇位于五峰山山坳,其结构设计如图9-20所示。南岸锚碇地下连续墙基础采用外径93.0 m、壁厚1.5 m的圆环形结构,内衬自上而下12 m深度内厚1.5 m,12~21 m深度内厚2.0 m,21~30 m深度内厚2.5 m。根据地质钻孔资料,地连墙穿过强风化凝灰质砂岩,嵌入弱风化凝灰质砂岩约1 m,至高程-25 m。弱风化凝灰质砂岩呈紫红色,砂状碎屑结构,块状构造或气孔构造,裂隙较发育,岩体较完整,局部较破碎,岩芯呈10 cm左右楔形状,块状为主,少量15~20 cm柱状,岩质硬。物理力学性质好,是良好的桥梁基础持力层,基本容许承载力[σ0]=3 000 kPa。

图9-20 南锚碇结构图(尺寸单位:cm)

设计根据钻探黄黏土质推荐的施工方案是无支护明挖矩形基础,施工单位出于保守考虑,改按地连墙采用机械作业施工,由此变更为圆形不等深地连墙基础,最大深度为32 m。槽段施工完成后,采用逆筑法施工,分层开挖土体,分层施工内衬。开挖至设计高程-25 m后,经设计与施工确认承力层符合要求后(图9-21),再浇筑钢筋混凝土底板,填芯混凝土施工完成后浇筑6~8 m厚的钢筋混凝土顶板。

图9-21 南锚碇明挖地基开挖持力层确认

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