一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法，所述高速公路无预留下穿高铁高架桥系统包括：基坑支护框架结构和围护结构，所述基坑支护框架结构为排桩支护，所述围护结构包括采用挖孔灌注桩的防护桩和内支撑，在基坑内竖向设置有两道内支撑。

Expressway without pre leaving high-speed rail viaduct system and construction method thereof

The invention discloses a highway without pre stay through high-speed railway viaduct system and construction method of the highway without pre leave including wearing high iron viaduct system: foundation pit retaining structure and frame structure, the foundation pit supporting structure for row pile supporting, the retaining structure including the use of protective pile and the inner support pile, in the foundation pit are vertically arranged two inner supporting.

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法
本专利技术涉及基坑施工
，特别是涉及高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法。
技术介绍
随着我国经济持续不断的发展，高速铁路的建设遍布全国，但随之而来的是交通线路交叉工程的日益增加。高速铁路列车运行速度快，对线路变形要求非常苛刻，而公路下穿既有结构的情况无法避免。为确保高铁的安全，避免其它交叉工程施工带来的不利影响，高铁建设过程中一般为其它交叉工程进行了相关预留处理或者提前加固处理。然而这种预留或提前加固处理存在以下问题：1.预留处理限制了后规划路线的灵活选线，无形中增加了成本；2.提前加固会对高铁高架桥产生扰动，施工时进行二次扰动，无法保证高速铁路线路变形在规定范围内。综合国内外已有研究来看，目前分别针对基坑围护、基坑开挖、主体结构施作、预留位置处下穿既有线等的研究已经很多，但针对下穿高速公路基坑开挖深度大、距离桥墩近、下挖深度在桥墩承台以下的复杂条件的基坑工程的研究却几乎没有。因此希望有一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法来解决高速公路无预留下穿高铁的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法来克服现有技术中存在的上述问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统包括：基坑支护框架结构和围护结构，所述基坑支护框架结构为排桩支护，所述围护结构包括采用挖孔灌注桩的防护桩和内支撑，在基坑内竖向设置有两道内支撑。优选地，所述防护桩包括A型桩和B型桩，所述防护桩之间采用挂网喷射混凝土封闭，所述防护桩顶部设置有钢筋混凝土冠梁。优选地，在高架桥桥墩周围根据距所述高架桥桥墩的距离依次使用所述A型桩和B型桩，在保证基坑围护强度的同时，选用A型桩，采取隔桩施工，使桩与土体接触面积小，减少打桩时对土体的扰动，使土体维持在弹性小变形阶段，避免因土体屈服进入塑形区而导致的大变形。优选地，所述围护结构内设有钢筋混凝土支撑支护和钢管支撑，所述钢筋混凝土支撑构成框构主体顶板，所述钢筋混凝土支撑之间的间距为7.5m；所述钢管支撑之间的水平间距为4m。优选地，所述基坑开挖时分层、分段对称开挖，减少对高架桥桥墩的水平扰动，所述基坑四周预留三角土护坡，每层挖土厚度小于3m，并由人工开挖支撑沟槽，开挖沟槽底至支撑下0.5m处及时架设腰梁和支撑，遵循先撑后挖的原则，在支撑未达到正常使用前，不得超挖下层土方。本专利技术提供一种高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法，所述高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法采用半盖挖逆做法，包括以下步骤：(1)进行围护桩、桩顶冠梁及桩顶钢筋混凝土支撑施工，所述桩顶钢筋混凝土施工时采用局部挖槽的施工方法，施工缝处钢筋接头部分采用接驳器连接；(2)纵向分段，竖向分层开挖基坑土体至钢支撑下部0.5m处；(3)纵向分段，竖向分层开挖基坑土体至坑底设计标高处，在结构底部浇筑混凝土垫层；(4)纵向分段浇筑框架结构底板钢筋混凝土，施工缝处钢筋接头采用接驳器连接；(5)拆除钢支撑，浇筑侧墙钢筋混凝土结构，浇筑顶板剩余钢筋混凝土结构。本专利技术提供了一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统及施工方法，利用有限元数值模拟方法研究了基坑开挖后高架桥周围土体的变形规律，并对高架桥桥墩位移变化进行预测，分析了设计施工方案的可行性，在完成高速公路基坑施工的同时保证了高铁的正常运行。附图说明图1是高速公路无预留下穿高铁高架桥系统的剖面示意图。图2是高速公路无预留下穿高铁高架桥系统的结构示意图。图3是高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法的步骤1的示意图。图4是高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法的步骤2的示意图。图5是高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法的步骤3的示意图。图6是高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法的步骤4的示意图。图7是高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法的步骤5的示意图。图8是高速公路无预留下穿高铁高架桥系统的框架结构及防护桩和内撑尺寸设计示意图。图9是高速公路无预留下穿高铁高架桥系统开挖前二维平面数值模拟模型的示意图。图10是高速公路无预留下穿高铁高架桥系统开挖后二维平面数值模拟模型的示意图图11是与现实施工情况相同的数值计算结果位移云图。图12是模拟结果与监测结果进行对比分析示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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专利技术和简化描述，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专利技术保护范围的限制。在本专利技术一宽泛实施例中，一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统包括：基坑支护框架结构和围护结构，所述基坑支护框架结构为排桩支护，所述围护结构包括采用挖孔灌注桩的防护桩和内支撑，在基坑内竖向设置有两道内支撑。在本专利技术另一宽泛实施例中，高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法，所述高速公路无预留下穿高铁高架桥的施工方法采用半盖挖逆做法，包括以下步骤：(1)进行围护桩、桩顶冠梁及桩顶钢筋混凝土支撑施工，所述桩顶钢筋混凝土施工时采用局部挖槽的施工方法，施工缝处钢筋接头部分采用接驳器连接；(2)纵向分段，竖向分层开挖基坑土体至钢支撑下部0.5m处；(3)纵向分段，竖向分层开挖基坑土体至坑底设计标高处，在结构底部浇筑混凝土垫层；(4)纵向分段浇筑框架结构底板钢筋混凝土，施工缝处钢筋接头采用接驳器连接；(5)拆除钢支撑，浇筑侧墙钢筋混凝土结构，浇筑顶板剩余钢筋混凝土结构。如图1－2所示，高速公路无预留下穿高铁高架桥系统结构包括：高架桥桥墩1、基坑2、混凝土支撑3、钢支撑4和围护桩5。现浇段基坑支护结构采用排桩支护体系方案，基坑2宽约17.8m，深度8.4m。围护结构采用挖孔灌注桩加内支撑系统的支撑体系，基坑2竖向共设2道内支撑。围护桩5共有2种类型：一种为A型桩，桩径为1.0m，桩中心距为1.4m，桩长12m；另一种桩为B型桩，桩径为1.25m，桩中心距为1.5m，桩长13.3m。围护桩5之间采用挂网喷射C20早强混凝土封闭找平，桩顶设C40P8钢筋混凝土冠梁。该设计方法中，靠近高架桥桥墩1处均使用A型桩，距离较远时采用B型桩，在保证基坑围护强度的同时，适当选用桩径较小的A型桩，采取隔桩施工，使桩与土体接触面积小，减少打桩时对土体的扰动，使土体尽量维持在弹性小变形阶段，避免因土体屈服进入塑形区而导致的大变形。围护结构内设支撑支护，支撑也有两种类型：一种为C40P8钢筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统，其特征在于，包括：基坑支护框架结构和围护结构，所述基坑支护框架结构为排桩支护，所述围护结构包括采用挖孔灌注桩的防护桩和内支撑，在基坑内竖向设置有两道内支撑。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路无预留下穿高铁高架桥系统，其特征在于，包括：基坑支护框架结构和围护结构，所述基坑支护框架结构为排桩支护，所述围护结构包括采用挖孔灌注桩的防护桩和内支撑，在基坑内竖向设置有两道内支撑。2.如权利要求1所述的高速公路无预留下穿高铁高架桥系统，其特征在于，所述防护桩包括A型桩和B型桩，所述防护桩之间采用挂网喷射混凝土封闭，所述防护桩顶部设置有钢筋混凝土冠梁。3.如权利要求2所述的高速公路无预留下穿高铁高架桥系统，其特征在于，在高架桥桥墩周围根据距所述高架桥桥墩的距离依次使用所述A型桩和B型桩，在保证基坑围护强度的同时，选用A型桩，采取隔桩施工，使桩与土体接触面积小，减少打桩时对土体的扰动，使土体维持在弹性小变形阶段，避免因土体屈服进入塑形区而导致的大变形。4.如权利要求1所述的高速公路无预留下穿高铁高架桥系统，其特征在于，所述围护结构内设有钢筋混凝土支撑支护和钢管支撑，所述钢筋混凝土支撑构成框构主体顶板，所述钢筋混凝土支撑之间的间距为7.5m；所述钢管支撑之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍雷声，江玉生，王久满，封喜波，梁建国，刘润良，张磊，盖晖晖，王红举，乔中美，秦瑛琪，
申请(专利权)人：河北省高速公路廊坊北三县管理处，中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：河北,13