[發明專利]一種穿越巨型溶洞的橋梁承載結構及施工方法

在審

• 申請號: 202010318652.5
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111411985A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 鄭杰元;卿偉宸;龍杰;朱勇;喻渝;汪勇;鄭偉;邸成;劉明;付敏;王能;王健宏
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/15;E21D20/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 劉蕓蕓

本發明涉及隧道及地下工程領域，具體涉及一種穿越巨型溶洞的橋梁承載結構及施工方法。橋梁承載結構包括橋梁結構和防護結構；防護結構包括支撐梁一和支撐梁二，所述防護結構還包括明洞結構或棚洞結構，支撐梁一跨越溶洞，兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上，支撐梁二跨越溶洞，兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上，明洞結構或棚洞結構下方的兩側分別固定于支撐梁一和支撐梁二上；橋梁結構置于明洞結構或棚洞結構中且跨越溶洞，橋梁結構的兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上。施工方法用于施工上述的橋梁承載結構。與傳統回填法跨越溶洞方法相比，采用預應力混凝土連續跨越溶洞，施工方便，結構可靠，避免了巨型溶洞洞渣回填引起的工后沉降大的缺陷。

技術領域

本發明涉及一種隧道及地下工程，特別是一種穿越巨型溶洞的橋梁承載結構及施工方法。

背景技術

進入二十一世紀來，隨著我國鐵路建設的高速發展，時速200km以上高標準雙線鐵路修建越來越多，特別在中西部山區，線路選線受曲線半徑大、地形地質條件復雜等多種因素的制約，隧道規模迅速增加，隧道穿越巖溶的情況越來越多。當隧道上跨大型溶洞時，由于基底回填不密實或懸空，極有可能造成基礎塌陷、結構破壞、因此必須采用有效的承載結構，才能保證隧道施工及運營期間的安全。

目前隧道上跨溶洞時，一般采用棄渣回填的處理措施，但針對巨型溶洞，洞深高達幾十米甚至上百米，若采用回填，必然會產生較大的工后沉降，造成隧道結構受力不均、開裂破壞等病害，嚴重影響隧道工程運營安全。因此，研究一種結構穩定可靠、變形量小、可跨越巨型溶洞的新型隧道承載結構，對解決上述極不利情況下隧道結構的開裂破壞、沉降大等問題，具有重要的工程意義和實用價值。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種穿越巨型溶洞的橋梁承載結構及施工方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種穿越巨型溶洞的橋梁承載結構，包括橋梁結構和防護結構；所述防護結構包括支撐梁一和支撐梁二，所述防護結構還包括明洞結構或棚洞結構，所述支撐梁一跨越溶洞，兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上，所述支撐梁二跨越溶洞，兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上，所述明洞結構下方的兩側分別固定于所述支撐梁一和所述支撐梁二上；所述橋梁結構置于所述明洞結構或所述棚洞結構中且跨越溶洞，所述橋梁結構的兩端置于溶洞兩側的穩定基礎上。

本發明提供的橋梁承載結構，為跨越分離式承載結構，即：支撐梁一、支撐梁二和橋梁結構均以跨越的方式穿過溶洞，且列車運行產生的動載由橋梁結構承擔，圍巖靜載由支撐梁一和支撐梁二承擔，從而實現了結構的動載與靜載的分離。與傳統回填法跨越溶洞方法相比，采用橋梁結構跨越溶洞，施工方便，結構可靠，避免了巨型溶洞洞渣回填引起的工后沉降大的缺陷。采用動靜分離的結構形式，各部結構受力明確，避可靠性高。若不采用動靜分離模式，直接將明洞結構直接置于橋梁結構之上，一方面橋梁結構荷載大大增加，設計難度增加；另一方面，列車反復周期性的動荷載作用，對明洞結構產生疲勞破壞，引起結構開裂，一旦開裂，可能形成混凝土掉塊，影響列車運營安全。

作為本發明的一種可選的方案，所述橋梁結構為預應力連續梁結構，其橫斷面為箱型或T型。

作為本發明的一種可選的方案，所述支撐梁一和所述支撐梁二為魚腹梁。支撐梁一和支撐梁二設置為魚腹梁，具有抗彎剛度大、節約材料的優點。

作為本發明的一種可選的方案，所述防護結構還包括設于溶洞兩側的穩定基礎上的支撐梁支座一和支撐梁支座二，所述支撐梁支座一用于支撐所述支撐梁一，所述支撐梁支座二用于支撐所述支撐梁二；其中，所述溶洞一側的穩定基礎上設有支撐梁支座一和支撐梁支座二，所述溶洞另一側的穩定基礎上也設有支撐梁支座一和支撐梁支座二。

作為本發明的一種可選的方案，所述橋梁結構還包括設于溶洞兩側的穩定基礎上的支座和承臺，所述橋梁結構的兩端設置于所述承臺上，所述橋梁結構置于所述支座上；所述承臺與所述橋梁承載結構兩端的隧道相接觸。