南水北调中线一期工程跨渠桥梁设计特点.pdf

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1、第4l卷第16期人民长江Vo1．41，No．162010年8月YangtzeRiverAug．，2010文章编号：1001—4179f2010)16—0042—03南水北调中线一期工程跨渠桥梁设计特点张大勇，尤岭，闰海青(长江勘测规划设计研究院交通设计处，湖北武汉430010)摘要：丁洼东南跨渠桥是南水北调中线工程总干渠南阳膨胀土试验段上的一座大桥，该桥的设计施工对于其他跨渠桥梁的设计施工具有典型意义。通过对该桥桩基础的理论计算和试验结果的对比分析，得出了膨胀土地区大气影响带范围内桩基础负摩阻力应考虑土层深度；通过桥墩止水方案的研究比选，

2、选定了合理的止水方案；最后，提出了解决桥头跳车问题和桥面排水、防护问题的具体方案。其试验结果为今后膨胀土地区的桥梁建设，特别对于其他待建的南水北调中线工程跨渠桥梁的设计和施工积累了宝贵的经验。关键词：跨渠桥；桥墩止水；膨胀土；南水北调中线一期工程中图法分类号：TV67文献标志码：A南水北调中线一期工程膨胀土南阳试验段是中线膨胀土的胀缩对桥台桩基产生了一定的负摩擦力，因总干渠工程的一部分，位于南阳市境内。在试验段上此需计算单桩负摩阻力。综合上述两方面，负摩阻力布置一座跨渠公路桥，该桥行车道宽16m，人行道宽2按下面公式进行计算：×7m，设计

3、车速50km／h，道路中心线与总干渠中心nⅣ=“>’qz(2)线交角76。。设计路线全长400m，桥梁跨径总长100m。汽车荷载为公路一I级，人群荷载为3．5式中，Ⅳ为单桩负摩阻力，kN；“为桩身周长，m；Z为kN／m。中性点以上各土层的厚度，m；q为与z对应的各土层与桩侧负摩阻力，kPa。l膨胀土地基中桩的负摩阻问题应用PAL型PDA高应变桩基动测仪对桩基进行该桥下部结构桩基础按照《公路桥涵地基与基础检测，检测结果为：0号桥台两根桩基础的单桩竖向极设计规范》(JTGD63—2007)中对摩擦桩单桩轴向受限承载力分别为8402．5kN和1

4、0637．7kN，3号桥台压容许承载力[。]的计算公式为：的1根单桩竖向极限承载力为10883．3kN，而桩基础1的理论计算值为6028kN。图1为桩侧摩阻力和桩轴[R]=÷二(Mqikz+Aq，)(1)力随着桩基入土深度的变化曲线。式中，[尺]为单桩轴向受压容许承载力，kN；u为桩桩侧摩阻身周长，m；n为土的层数；z为局部冲刷线以下各土层的厚度，m；q为与z对应的各土层与桩侧摩阻力标准值，kPa；q，为桩端处土的承载力标准值，kPa；A为。瓣桩端截面面积，m。／／该桥桩基础穿过软弱地基土层，且桩侧软弱土层／上有竖向荷载作用，导致桩侧土层

5、的压缩沉降量大于桩身的竖向沉降值，因此需考虑压缩土层对桩身产生向下的负摩阻力。另外，由于该桥大气影响带范围内图1桩侧摩阻力、桩轴力与桩基入土深度的变化示意收稿日期：2010—06—30作者简介：张大勇，男，工程师，硕士，主要从事桥梁结构工程的设计与研究。E—mail：66782306@qq．com第16期张大勇，等：南水北调中线一期工程跨渠桥梁设计特点43由此可以得出以下结论：①桩基础的承载力满足案1作为推荐方案。目前止水方案尚在试验中，该方设计要求；②膨胀土地区桩基础的施工质量有很大的案的可靠性依然需要进一步的观察和改进。跳跃性；③大气

6、影响带范围内膨胀土的胀缩对桥台桩板6基产生了一定的负摩阻力，使得当桩基入土深度小于聚硫密封胶F10m时，实测膨胀土土层桩侧摩阻力普遍不能发挥到立桂立柱地质勘察中的建议值；④实测膨胀岩岩层桩侧摩阻力均能达到和超过地质勘察中的建议值；⑤在施工中应=-f／I充分考虑桩基成孔过程中沉渣和泥皮的影响。塑I／／／，●Ks胶粘和EF325启2桥墩止水／由于南水北调中线总干渠不允许漏水，因此须进行桥墩和渠道衬砌板间的止水设计研究。桥墩止水设计考虑如下2个方案，2个方案的比较见表1。表1止水方案比较I’150’一I图3方案2构造(单位：cm)3桥头跳车问题

7、桥头跳车是指由于桥跨结构与路堤衔接处因刚度方案1构造简图如图2所示。在渠道衬砌板下和不同而出现高低不一致的台阶(或称“桥头错台”)所桥墩之间修建方形混凝土台，并在混凝土台上设置下致。其产生的原因主要有：①台后填土的压实度不凹槽，将渠道土工膜翻至凹槽内，用KS胶粘剂粘结并够；②在填土自重作用下，桥头地基所受附加应力增粘牢。然后在凹槽内填充KS胶粘剂密封。在渠道衬大，地基产生了一定位移，从而导致了桥头路堤的沉砌板和桥墩之间用聚乙烯泡沫塑料板填满，然后再在降；③路堤下地基土中的孔隙水不能迅速排除，需要塑料板上面用2cm厚聚硫密封胶密封，使渠道衬

8、砌与很长时间才能完成土的固结，同时桥台下地基与路堤立柱间圆润平整。下地基的沉降量和沉降速度不一致，因此导致台后填土沉降。避免桥台、台后填土沉降的关键是如何保证填土立柱立柱达到压实度要求。由于台