一种轻型拱桥基础构造制造技术

本实用新型专利技术公开了一种轻型拱桥基础构造，包括拱座、斜向基础、竖向基础；所述的拱座设有上斜面、下斜面、底平面；所述拱座的上斜面与主拱的拱脚连接；所述拱座的下斜面与斜向基础固接，所述拱座的底平面与竖向基础固接；所述斜向基础沿拱脚轴线的延长线方向深入岩土层内；所述竖向基础则沿竖直方向，深入岩土层内。本实用新型专利技术是一种轻型拱桥基础，具有结构轻巧，开挖量小，混凝土用量小，使用性能可靠，施工难度小，工程造价低的优点，特别适用于覆盖层较厚地区拱桥基础修建。

A foundation structure of light arch bridge

【技术实现步骤摘要】
一种轻型拱桥基础构造
本技术具体涉及一种轻型拱桥基础构造，属于桥梁工程

技术介绍
拱桥是四大桥梁基本形式之一，其具有的拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力的，这种水平推力将显著抵消荷载所引起的拱圈（或拱肋）内的弯矩作用，但是若不设置自平衡系杆，则需要基础能够提供强大的水平推力，因此，在拱桥设计时对基础及地质条件要求较高。当地质条件较差时，有推力拱桥的基础修建难度较高，一般采用大型扩大基础或大型群桩基础。大型扩大基础是将基础加大，增加接触面，再通过扩大开挖来加大埋深，因此结构尺寸大，混凝土量大，开挖量大。当放坡开挖困难时，还需要做沉井或地下连续墙等特殊措施，工程造价高。而大型群桩基础是由较多的群桩连接桩顶承台，分为大型竖直桩基础和大型斜桩基础。大型竖直桩基础较适用于无水平推力的桥型，当用做有推力拱桥基础时，依靠桩基自身受弯受剪来提供水平推力，这种受力形式传力效率低，支撑刚度小，需要的桩基数量非常多，承台尺寸也非常大。大型斜桩基础与大型竖直桩基础类似，只是竖直群桩变为沿拱脚方向的斜向群桩，这样斜桩可同时承受竖向力和水平力，其缺点是斜桩施工难度大，施工安全性差，因此几乎没有被实际工程采用。近年来，有工程师们对拱桥基础也做了改进的尝试，专利技术了拱座和挖井基础或是超大型倾斜式独桩基础。授权公告号为CN103215889B的中国专利“一种用于较差地质条件的拱桥基础及其施工方法”，专利技术了一种拱座和挖井基础，通过先沉井施工拱座，然后开挖并用混凝土浇筑挖井基础。这种专利技术相比大型竖直桩基础，通过大大增加基础的水平刚度，使得其既能够承受竖向力，也能承受水平力。该专利的优点是混凝土用量减小，增加了拱座结构的安全性和经济性，其缺点是沉井拱座施工难度较大，开挖挖井基础也有一定的难度和工程量。授权公告号为CN104389317B的中国专利“大跨拱桥超大型倾斜式独桩基础构造”，专利技术了一种超大型倾斜式独桩基础，通过隧道式的斜向开挖，并浇筑钢筋混凝土回填，形成一根超大的斜向基础，用以抵抗拱桥的竖向力和水平力。该结构形式与大型斜桩基础类似，其通过隧道做法的开挖，使其具有一定的工程可行性。该专利的优点是减小了基础开挖量，降低对环境的影响和工程造价，其缺点是斜向开挖断面大，围岩支护难度高。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出了一种混凝土用量小，结构轻巧、稳固的轻型拱桥基础构造。为了实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种轻型拱桥基础构造，包括拱座、斜向基础、竖向基础；所述的拱座设有上斜面、下斜面、底平面；所述拱座的上斜面与主拱的拱脚连接；所述拱座的下斜面与斜向基础固接，所述拱座的底平面与竖向基础固接；所述斜向基础沿拱脚的轴线的延长线方向深入岩土层内；所述竖向基础则沿竖直方向，深入岩土层内。进一步，所述斜向基础的轴线与水平面的夹角角度等于拱脚的轴线与水平面的夹角角度，这样有利于主拱圈（拱肋）的受力沿直线传递至地基，消除折角弯矩，同时以较短的路径达到基岩面，减少斜向基础的开挖长度。进一步，所述斜向基础和竖向基础都是配有钢筋笼和刚性骨架的等截面实心基础。进一步，所述斜向基础的截面可以为拱门形或圆形，所述竖向基础的截面可以是圆形。进一步，所述斜向基础的截面直径为竖向基础的截面直径的1.5倍至3倍，是因为斜向基础为主要受力结构，承担拱桥全部水平力和大部分竖向力，其截面应较竖向基础大；同时在斜向基础与底部基岩及竖向基础形成的三角形构造中，竖向基础承担了施工过程中拱座的自重，其截面大小也不可太小，当斜向基础的截面直径为竖向基础的截面直径的1.5倍至3倍时即可满足桥梁施工要求，又可以合理节约工程中的混凝土用量。与现有技术相比，本技术方案具有以下有益效果：1、本技术将传统的拱座和承台合为一体，形成一个新的并不庞大的拱座结构，拱座同时连接主拱圈（主拱肋）和基础，不需要承台进行内力转换，降低工程量。2、在本技术中，一个拱座仅需要一个竖向基础，可采用机械成孔，施工方便、风险小、造价低，竖向基础相比常规使用的竖向群桩，可增大基础的水平抗推刚度，同时降低拱座底面面积，进而降低拱座混凝土用量，而且竖向基础能够更好地与底部基岩及斜向基础形成稳定的三角形构造，从而形成整体受力结构，解决了使用竖向群桩时，外侧桩贡献小，而内侧桩刚度不足的问题。3、在本技术中，一个拱座也仅需要一个斜向基础，其采用小跨径隧道施工，斜向隧道开挖跨径小，支护难度低，施工风险小。4、本技术的设计使竖向基础、斜向基础以及基础底部的基岩，共同形成了稳固的三角形整体构造，结构稳固可靠，相比传统的大型扩大基础，极大的降低了工程量，相比改进型的其他基础，则在降低了一定工程量的情况下，提供更大的支撑刚度，减小了基础变形，提高了基础的可靠性和实用性。5、本技术具有结构轻巧，开挖量小，混凝土用量小，使用性能可靠，施工难度小，工程造价低的优点，特别适用于覆盖层较厚地区拱桥基础修建。附图说明图1是本技术所述的轻型拱桥基础构造的结构示意图。图2是实施例1中所述的斜向基础的截面示意图。图3是实施例1中所述斜向基础开挖的洞口管棚支护构造图。图4是实施例1中所述斜向基础开挖的洞内工字钢支护构造图。附图标记：1-拱脚，2-上斜面，3-下斜面，4-底平面，5-拱座，6-斜向基础，7-竖向基础，8-钢花管，9-工字钢支护，10-洞口管棚超前支护，11-钢拱架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明，但本技术并不仅限于实施例。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1：如附图1-2所示，一种轻型拱桥基础构造，包括拱座5、斜向基础6、竖向基础7；所述的拱座设有上斜面2、下斜面3、底平面4；所述拱座5的上斜面2与主拱的拱脚1连接；所述拱座5的下斜面3与斜向基础6固接，所述拱座5的底平面4与竖向基础7固接；所述斜向基础6沿拱脚1的轴线的延长线方向深入岩土层内；所述竖向基础7则沿竖直方向，深入岩土层内；所述斜向基础6的轴线与水平面的夹角角度等于拱脚1的轴线与水平面的夹角角度；所述斜向基础6和竖向基础7都是配有钢筋笼和刚性骨架的等截面实心基础；所述斜向基础6的截面是拱门形，直径为6.0m；所述竖向基础7的截面是圆形，直径为2.8m。上述的轻型拱桥基础的具体施工方法如下：所述拱座5采用常规的明挖法施工；所述竖向基础7采用常规的机械开挖施工方式。如果施工条件不满足时，也可采用常规的人工开挖施工方式，但必须做好防护工作；所述斜向基础6的开挖采用常规的隧道开挖施工方式，并且采用超前支护和一期支护的双重支护方式。如图3所示，所述超前支护采用洞口管棚支护10，其中将钢花管8直接打入岩层注浆作为纵向支撑，然后设置钢拱架11作为横向环形支撑，形成开挖范围内的全区段的超前支护结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻型拱桥基础构造，其特征在于：包括拱座（5）、斜向基础（6）、竖向基础（7）；所述的拱座（5）设有上斜面（2）、下斜面（3）、底平面（4）；所述拱座（5）的上斜面（2）与主拱的拱脚（1）连接；所述拱座（5）的下斜面（3）与斜向基础（6）固接，所述拱座（5）的底平面（4）与竖向基础（7）固接；所述斜向基础（6）沿拱脚（1）的轴线的延长线方向深入岩土层内；所述竖向基础（7）则沿竖直方向，深入岩土层内。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻型拱桥基础构造，其特征在于：包括拱座（5）、斜向基础（6）、竖向基础（7）；所述的拱座（5）设有上斜面（2）、下斜面（3）、底平面（4）；所述拱座（5）的上斜面（2）与主拱的拱脚（1）连接；所述拱座（5）的下斜面（3）与斜向基础（6）固接，所述拱座（5）的底平面（4）与竖向基础（7）固接；所述斜向基础（6）沿拱脚（1）的轴线的延长线方向深入岩土层内；所述竖向基础（7）则沿竖直方向，深入岩土层内。


2.根据权利要求1所述的轻型拱桥基础构造，其特征在于：所述斜向基础（6）的轴线与水平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗吉智，覃伟楼，施智，刘雪雷，宋建平，张黎明，陆小兵，李保军，张军辉，李春旗，彭蓉，彭鹏，蒋志豪，
申请(专利权)人：广西交通科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45