【施工方案】龙大公路鹅颈水库段施工方案优化

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1、龙大公路鹅颈水库段施工方案优化陈守逸(深圳市公路局,广东深圳　)1　工程概况龙大公路起于深圳龙华镇,经石岩镇、光明华侨畜牧场、公明镇、松岗镇、罗田林场、东莞大岭山镇与虎门高速公路相接。全线按平原微丘区高速公路标准设计,计算行车速度为100ｋｍ/ｈ,桥涵设计荷载为汽-超20,挂-120,路基宽33ｍ,路幅布置为2.0ｍ中央分隔带+2×12.5ｍ行车道+2×2.25ｍ硬路肩+2×0.75ｍ土路肩,桥涵与路基等宽。Ｋ8+350～Ｋ8+500段位于深圳市宝安区石岩镇与光明镇境内,从深圳市鹅颈水库泄洪区经过。该路段正好跨越两山之间的凹地,纵向为2.508%下坡,原设计该段为填方

2、,填土高度较大,多为12～19ｍ,总计填土12.6万ｍ3。因鹅颈水库泄洪需要,需在Ｋ8+350处设一拱涵与泄洪道相连,受地形限制,拱涵为斜交45°,长度约137ｍ(该处填土高度19ｍ)。为方便进出水库区,按原地方道路标准,在Ｋ8+499处设置2～5ｍ拱式通道,通道长66ｍ。经地质补钻,发现该段局部存在软基,分布范围约6000ｍ2,软基厚度平均3ｍ。2　存在问题分析1)原设计的Ｋ8+350拱涵为1～3ｍ,但是按照深圳市水务部门要求,泄洪道设计泄洪流量为42ｍ3/ｓ,断面宽度为10ｍ,这样该拱涵至少应加大至2～3ｍ,并且加大后尺寸能否通过水务部门批准还不确定。因此,该拱涵

3、造价相当大。2)拱涵正好处于软基地带,由于拱涵对基底承载力要求较高,软基处理上有一定技术难度。3)该路段填土高度大,施工时对填方压实度要求高,需加大压实功能,以保证施工质量,减小工后沉降,提高路面服务水平,同时软土路基的存在加大了施工难度。因存在上述问题,设计中对该段是以路堤还是以桥梁通过存在分歧,决定对路、桥两方案进行技术与经济比较,以选择技术可行、经济占优的方案。3　施工方案比选1)经济比较。对路、桥两方案的造价进行比较,路堤方案的造价见表1,桥梁方案的造价:若修建一座长150ｍ的桥梁,按2300元/ｍ2计算,总造价为1140万元。从造价来看,路堤方案稍占优,比桥

4、梁方案约少135万元。但从全线考虑,如采用路堤方案,相邻标段需外借土方,且运距较大(约9ｋｍ);若采用桥梁方案,原设计中填方可运至相邻标段,可减少运距8ｋｍ,该段填方共计12.6万ｍ3,按每立方米每公里2元计,可节省约200万元。综合比较,两方案造价相当,桥梁方案稍占优。表1　路堤方案造价表 　　2)技术比较。桥梁方案的难点在于桥台处填土较高,但可以通过先填土后钻桩的办法解决。路堤方案的难点在于高填土、软基与拱涵施工,特别是对高填方段大拱涵基底的处理,技术压力大。二者比较,桥梁方案占优势。因此,选用桥梁方案,以解决拱涵和高填方问题,一劳永逸,保证质量。4　桥型比选1)

5、由于墩柱高,现浇施工需用大量支架,费用较高,同时为避免目前连续梁桥普遍存在的技术问题,不采用现浇方式。架桥机施工、挂篮施工等方式因工作量较小,也不适用。后张法预制吊装施工,桥梁受力简单、直观,施工质量易于控制,因而被采用。2)按常规施工设备和经济方面要求,桥梁跨径以16ｍ、20ｍ和25ｍ为宜。因桥梁墩柱较高,为减少下部结构工程量,避免出现墩柱高而多不协调的现象,不采用16ｍ跨形式;由于吊装高度大,起吊吨位要求相对较高,不采用25ｍ跨。通过比较,选用20ｍ跨组合。3)目前采用较多的20ｍ跨简支梁有预应力空心板和小箱梁2种,二者都有较成熟的设计和施工经验。以下是京珠(北京

6、—珠海)高速公路粤境南段工程设计中的有关资料:①20ｍ跨小箱梁。半桥宽1650ｃｍ,每跨12片,梁高100ｃｍ,预制梁顶宽220ｃｍ(边梁247.5ｃｍ),顶板厚10ｃｍ,腹板宽16ｃｍ,底板厚16ｃｍ,宽90ｃｍ,梁中心距离275ｃｍ。一孔(半桥)工程量为Ｃ50砼81.7ｍ3、Ｃ40砼9.63ｍ3、钢绞线3317ｋｇ、钢筋16.3ｔ。中梁吊重36.1ｔ,边梁吊重37.2ｔ。②20ｍ跨预应力空心板。半桥宽1650ｃｍ,每跨16片,板高85ｃｍ,单圆孔直径60ｃｍ,中板宽99ｃｍ,边板宽124.5ｃｍ。一孔(半桥)工程量为Ｃ40砼147.8ｍ3、钢绞线4970ｋｇ、钢筋

7、7.317ｔ。中梁吊重23.5ｔ,边梁吊重29.5ｔ。对比以上资料可知:二者所需钢绞线相当,小箱梁所用钢筋较多,所用砼数量较少,二者造价相当。小箱梁方案中预制梁数量少,因此吊装次数少,但起吊重量大,预应力空心板方案则相反。因起吊高度非常大,考虑到施工单位机械情况,为安全起见,选用起吊重量小的后张法预应力空心板方案。5　施工方案设计桥梁上部结构为20ｍ跨后张法预应力简支空心板梁,板高85ｃｍ;下部构造为双柱式桥墩配双桩(半幅),柱径1.3ｍ,桩径1.5ｍ,根据桥墩高度在桩顶设系梁,采用多肋埋置式桥台配群桩基础。桥长设计为8×20ｍ,可根据实际地质情况作