龙大公路鹅颈水库段施工方案优化.doc

建设工程教育网（www.jianshe99.com） 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 518000) 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 100 ｋｍ/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,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Ｋ 8+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 报名咨询电话：010-82326699 免费热线：4008105999 咨询时间：全天 24 小时服务（周六、周日及节假日不休息） 建设工程教育网（www.jianshe99.com） 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)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—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 247.5ｃ ｍ),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 16.3 ｔ。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 7.317ｔ。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 报名咨询电话：010-82326699 免费热线：4008105999 咨询时间：全天 24 小时服务（周六、周日及节假日不休息） 建设工程教育网（www.jianshe99.com） 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适当调整,尽量减少台背填土高度, 并使台背避开软基。桥台施工中先填土至一定高度压实后再钻桩。 参考文献: [1] ＪＴＪ021-89,公路桥涵设计通用规范[Ｓ]. [2] ＪＴＪ024-85,公路桥涵地基与基础设计规范[Ｓ]. 报名咨询电话：010-82326699 免费热线：4008105999 咨询时间：全天 24 小时服务（周六、周日及节假日不休息）