一种采用砂石桩分离式基础结构的暗桥的制作方法

本实用新型属于交通设施领域，涉及一种采用砂石桩分离式基础结构的暗桥。

背景技术：

上世纪八十年代末起，我国高等级公路建设进入了高速发展期，截至2010年底，全国高速公路已建及在建的总里程达到6.5万公里；我省高速公路的通车总里程截至2011年1月也突破了3000公里，到2012年我省高速公路规划通车总里程将突破4000公里。众所周知，桥涵构造物在公路的设计中占有举足轻重的地位，我省高速公路的小桥涵的结构形势、跨径的选择主要分中小桥、涵洞两种。目前中小桥梁的选择主要是：13、16、20米的空心板或小箱梁；涵洞选择的主要是2、3、4米跨径的桥面板涵或≤1.5米的圆管涵，由于桥梁与涵洞之间的跨径差较大，出现了5～10米之间的桥涵无合适的桥梁形式可供选择的情况，无法满足高速公路两侧居民不断提高的通行要求。

但也由于桥梁与涵洞之间的跨径差较大，出现了5～10米之间的桥涵无合适的桥梁形势可供选择的情况，随着全社会公共交通设施的水平不断提高，对方便公路两侧居民通行的要求也在不断提高。由于5～10米跨径空白的现状，经常造成中小桥涵跨径选择出现困难的情况。具体包括有：（1）高速公路跨越山谷，填方高度15～20米，如全山谷路段均设置高架桥，造价较高；中间的溪流或道路采用涵洞又跨径不足，选择2跨或3跨空心板桥又出现桥台过高的情况。（2）随着我省新农村建设的深入，农村公路得到了大力发展，出现很多村村通的水泥路，路宽4米，两侧通常设有1米的小型灌溉沟，仅仅连接几个村庄，未来继续扩宽的可能性不大；该种道路大量的与高速公路交叉，选择涵洞跨径过小、无法满足现状、群众意见大；选择桥梁又跨径偏大。（3）山区公路部分特殊路段，例如隧道洞口，限于地形条件弃渣困难，需要利用路基填方来消除多余土方、隧道渣，这种深谷地形往往又需要较大的排水构造物。（4）设置单跨空心板桥，会出现圬工数量巨大的U台处。

技术实现要素：

为解决以上述桥涵布设的困难，本实用新型提供一种采用砂石桩分离式基础结构的暗桥，降低板桥结构的位置，从直接承受汽车荷载变为承受路基土压力及间接分布的汽车荷载；多种的跨径种类，大范围的板顶填土高度，能较好的解决中小跨径桥跨与高桥台之间的冲突，平衡了提高桥下通行、泄洪能力与工程造价之间关系。5～10米跨径之间的合适的桥梁结构形式，达到造价经济合理同时又能满足较高的桥下通行或泄洪能力。

本实用新型采用的技术方案是：

一种采用砂石桩分离式基础结构的暗桥，包括桥面板、桥台和地基三个部分，桥面板与桥台上的桥墩台帽连接，桥墩台帽上设连接垫层，桥台下方为地基；桥面板采用钢筋混凝土空心板或/和实心板的结构，桥面板上端水平铺装钢筋混凝土结构层；桥台的基础为分离式结构，桥台之间设支撑梁；地基采用砂石桩结构，砂石桩的排列布置在整个桥面板的下方且面积大于桥面板。

桥面板为带铰缝的预制板，桥面板的铰缝与桥墩台帽之间用锚栓连接。

桥台由直立式轻型桥墩和分离式基础上下连接组成，直立式轻型桥墩之间设支撑梁，分离式基础为两层分离的扩大基础。

暗桥的跨径为5米，桥面板板宽为1.49米，板高分为四种，分别是：桥面板顶填土高度0.5～3米时，采用板高为0.35米实心板；桥面板顶填土高度3～5米时，采用板高为0.45米圆孔空心板；桥面板顶填土高度5～7米时，采用板高为0.60米方孔空心板；桥面板顶填土高度7米以上时，采用板高为0.8米方孔空心板，桥面板梁端1米长度范围内箍筋间距为10厘米，中间段范围内箍筋间距为15厘米。两边的桥墩台帽用于支撑桥面板的支撑面宽度分别为0.48米；直立式轻型桥墩的高度分3米、3.5米、4.5米或5米，直立式轻型桥墩的厚度0.7～0.8米；分离式基础为两层分离的扩大基础，每层高度70厘米，襟边宽度40厘米；支撑梁之间的间距为1.5～2米，支撑梁的截面尺寸为30×40厘米。砂石桩桩距为 3～4.5 倍砂石桩桩径。

暗桥的跨径为6米，桥面板板宽为1.49米，板高分为四种，分别是：桥面板顶填土高度0.5～3米时，采用板高为0.45米圆孔空心板；桥面板顶填土高度3～5米时，采用板高为0.60米圆孔空心板；桥面板顶填土高度5～6米时，采用板高为0.75米方孔空心板；桥面板顶填土高度6米以上时，采用板高为0.9米方孔空心板；桥面板梁端1.2米长度范围内箍筋间距为10厘米，中间段范围内箍筋间距为15厘米。两边的桥墩台帽用于支撑桥面板1的支撑面宽度分别为0.48米；直立式轻型桥墩的高度分3米、3.5米、4.5米或5米，直立式轻型桥墩的厚度0.7～0.8米；分离式基础为两层分离的扩大基础，每层高度75厘米，襟边宽度45厘米；支撑梁之间的间距为1.5～2米，支撑梁的截面尺寸为30×40厘米。砂石桩的排列布置为：砂石桩桩距为 3～4.5 倍砂石桩桩径。

本实用新型在满足功能需要的同时有效缩短桥梁的长度，大量节省工程造价，有良好的经济效益，可以广泛的运用于高速公路、一、二级公路及低等级公路；可以减少山区高速公路的弃方，有利于保护环境，有效的解决桥头跳车这一长期困扰工程界的问题；加大了通道的跨径，大大提高了周边群众的满意度，在取得良好经济效益的同时也取得良好的社会效益。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的局部结构示意图。

附图标记：桥面板1，桥台2，直立式轻型桥墩21，分离式基础22，地基3,支撑梁4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明，然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。

实施例1：

采用砂石桩分离式基础结构的跨径为5米的暗桥

（1）桥面板：

桥面板1选用钢筋混凝土实心板和空心板两者结合的形式。

采用砂石桩分离式基础结构的跨径为5米的暗桥，桥面板1为带铰缝的预制板，桥面板1的宽度为1.49米，桥面板的厚度（为了适应习惯称呼，以下将桥面板的厚度统称为桥面板的高度或板高）为0.35米、0.45米、0.60米、0.8米,共4种板高。

其中h＝0.35米，实心板对应桥面板顶填土高度0.5～3米；

h＝0.45米，圆孔空心板对应桥面板顶填土高度3～5米，顶板厚8厘米，底板厚12厘米，圆孔直径25厘米；

h＝0.6米，方孔空心板对应桥面板顶填土高度5～7米，顶板厚13厘米，底板厚12厘米，竖壁厚15厘米，方孔103x35厘米；

h＝0.8米，方孔空心板对应桥面板顶填土高度7～11.5米，顶板厚13厘米，底板厚12厘米，竖壁厚15厘米，方孔103x55厘米。

在桥面板1的上端水平铺装有10厘米厚的钢筋混凝土结构，能提高结构的耐久性，保证各块板之间的共同受力，其砼标号与受力板相同，混凝土强度等级为C40。

暗桥的跨径为5米时，桥面板梁端1米长度范围内箍筋间距为10厘米，中间段范围内箍筋间距为15厘米。

（2）桥台：

桥台2采用分离式桥台结构，分离式桥台结构由直立式轻型桥墩21和分离式基础22上下连接组成，分离式基础22为两层分离的扩大基础。

直立式轻型桥墩在竖直荷载方向能够较好的承受桥面板传来的路基土重量、汽车荷载，在水平土压力方向其受力模型是一端支撑在桥面板、另一端支撑在基础及支撑梁上的单跨简支梁。直立式轻型桥墩不能承受桥面板传递的水平力，结构尺寸较小，经济指标较好。

由于本实施例的桥面板1采用的是板式结构，桥面板1无水平推力，直立式轻型桥墩在满足受力要求的同时，有较好的经济指标。

直立式轻型桥墩的基础主要有整体式、分离式两种。整体式基础要求的地基承载力比较小，圬工数量较大、造价较高；分离式基础要求的地基承载力比较高，但圬工数量较小、造价便宜。

暗桥两层分离的扩大基础主要用于承载力较好的地基条件。

暗桥的净跨径为5米，两边的桥墩台帽用于支撑桥面板1的支撑面宽度分别为0.48米，桥面板1的铰缝与桥墩台帽之间用锚栓连接，桥墩台帽上设1厘米厚的油毛毡。桥面板1的计算跨径5.5米。5米跨径暗桥两层分离的扩大基础是每层高度70厘米，襟边宽度40厘米。

桥台2在直立式轻型桥墩21之间设支撑梁4，间距为1.5～2米。当跨径为5米时，支撑梁4的截面尺寸为30×40厘米。

直立式轻型桥墩的高度分3米、3.5米、4.5米、5米，适合各种通车净空的要求。直立式轻型桥墩的厚度0.7～0.8米,采用C30钢筋混凝土，主受力钢筋直径φ16。

两层分离的扩大基础采用C25混凝土，按刚性基础设计，不配钢筋。

（3）地基：

暗桥的布设往往位于地势低洼，易积水的山洼里，地基承载力不会太高，针对暗桥的基础形式，遵照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）、《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002），地基选择砂石桩结构。

砂石桩结构地基：碎石桩、砂桩和砂石桩总称为砂石桩，是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或碎石挤压入已成的孔中，形成大口径的砂石所构成的密实桩。砂石桩结构早期主要用于挤密砂土地基，随着研究和实践的深化，特别是高效能专机具出现后，应用范围个断扩大。为提高其在粘性土中的处理效果，砂石桩填料由砂扩展砾及碎石。

砂石桩用于松散砂土、粉土、粘性土、素填土及杂填土地基，主要靠砂石桩的挤密和施工中的振动作用使砂石桩周围土的密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。国内外的实际工程经验证明砂石桩结构地基效果显著并已得到广泛应用。砂石桩结构不宜用于淤泥或淤泥质粘土的地基。砂石桩结构用于处理软粘土、饱和粘土地基必须十分慎重，由于软粘土含水量高、透水性差，砂石桩结构很难发挥挤密效用，其主要作用是部分置换并与软粘土构成复合地基，同时加速软土的排水固结，从而增大地基土的强度，提高软基的承载力。在软粘土、饱和粘土中应用砂石桩结构有成功的经验，也有失败的教训,使用时必须对控制变形。

砂石桩结构地基的效果受地层、土质、施工机械、施工方法、填砂石的性质和数量、砂石桩排列和间距等多种因素的综合影响，较为复杂。国内外虽已有不少实践，并曾进行了一些试验研究，积累了一些资料和经验，但是有关设计参数如桩距、灌砂石最以及施工质量的控制等仍须通过施工前的现场试验才能确定。砂石桩桩距不能过小，也不宜过大，根据经验提出砂石桩桩距一般可控制在 3～4.5 倍砂石桩桩径之内。合理的砂石桩桩径取决于具体的机械能力和地层土质条件。当合理的砂石桩桩距和砂石桩的排列布置确定后，一根砂石桩所承担的处理范围即可确定。土层密度的增加靠其孔隙的减小，把原上层的密度提高到要求的密度，孔隙要减小的数量可通过计算得出。这样可以设想只要灌入的砂石料能把需要减小的孔隙都充填起来，那么土层的密度也就能够达到预期的数值。

实施例2：

采用砂石桩分离式基础结构的跨径为6米的暗桥

（1）桥面板：

考虑暗桥结构往往设在交通条件不便利、施工队伍技术能力不是很强的条件下实施，桥面板1选用钢筋混凝土空心板形式，同时为了提高结构的耐久性，保证各块板之间的共同受力，在桥面板1的上端水平铺装有10厘米厚的钢筋混凝土结构，其砼标号与受力板相同。

暗桥的跨径为6米，桥面板1为带铰缝的预制板，桥面板的宽度为1.49米，桥面板的高度为0.45米、0.60米、0.75米、0.9米,共4种板高。

其中h＝0.45米圆孔空心板对应桥面板顶填土高度0.5～3米，顶板厚8厘米，底板厚12厘米，圆孔直径25厘米；

h＝0.6米方孔空心板对应桥面板顶填土高度3～5米，顶板厚13厘米，底板厚12厘米，竖壁厚15厘米，方孔103x35厘米；

h＝0.75米方孔空心板对应桥面板顶填土高度5～6米，顶板厚13厘米，底板厚12厘米，竖壁厚15厘米，方孔103x50厘米；

h＝0.9米方孔空心板对应桥面板顶填土高度6～10米，顶板厚13厘米，底板厚12厘米，竖壁厚15厘米，方孔103x55厘米。

板上设10厘米厚的钢筋混凝土铺装层，混凝土强度等级为C40。计算板的纵向受力钢筋和箍筋时，考虑了5厘米混凝土铺装参与受力；且在空心板上埋设剪力键，保证桥面铺装与空心板共同受力。

跨径为6米时，桥面板梁端1.2米长度范围内箍筋间距为10厘米，中间段范围内箍筋间距为15厘米。

（2）桥台：

桥台2采用分离式桥台结构，分离式桥台结构由直立式轻型桥墩21和分离式基础22上下连接组成，分离式基础22为两层分离的扩大基础。

直立式轻型桥墩21在竖直荷载方向能够较好的承受桥面板1传来的路基土重量、汽车荷载，在水平土压力方向其受力模型是一端支撑在上部板、另一端支撑在基础及支撑梁上的单跨简支梁。不能承受桥面板1传递的水平力，结构尺寸较小，经济指标较好。

由于本实施例的桥面板结构采用的是板式结构，桥面板1无水平推力，故暗桥采用直立式轻型桥墩21，在满足受力要求的同时，有较好的经济指标。两层分离的扩大基础主要用于承载力较好的地基条件。

暗桥的净跨径为6米，两边的桥墩台帽用于支撑桥面板1的支撑面宽度分别为0.48米，桥面板1的铰缝与桥墩台帽之间用锚栓连接，桥墩台帽上设1厘米厚的油毛毡。桥面板1的计算跨径6.5米。6米跨径暗桥分离的扩大基础是每层高度75厘米，襟边宽度45厘米。

直立式轻型桥墩21之间设支撑梁4，间距为1.5～2米。当跨径为6米时，支撑梁4的截面尺寸为30×40厘米。

直立式轻型桥墩的高度分3米、3.5米、4.5米、5米，适合各种通车净空的要求。直立式轻型桥墩的厚度0.7～0.8米,采用C30钢筋混凝土，主受力钢筋直径φ16。

两层分离的扩大基础采用C25混凝土，按刚性基础设计，不配钢筋。

（3）地基：

同实施例1，地基选择砂石桩结构。