一种桥隧合建结构及其施工方法与流程

本发明涉及公路、市政桥梁工程，尤其涉及一种桥隧合建结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着城市的发展，城市用地越来越紧张，为充分利用有限的土地资源，城市交通往往会地上地下同时利用，空间化发展。随着人们生活水平的提高，对生活环境提出了更高的要求，为提高城市环境品质，城市规划建设或景观改造时往往会充分利用城市中天然的河涌进行亲水环境设计。因此，在一方面要保证城市景观，一方面要提高城市交通效率的多重需求下，城市交通建设中出现了越来越多的桥梁与隧道合建的情况，而桥梁与隧道均为城市建筑结构中十分重要的结构，其设计使用年限要求高，施工难度大，施工措施费用占比大，对施工机具和建造水平均要求较高，因此，其经济投入十分巨大。以往的桥梁与隧道合建设计，往往采用彼此分开独立建设的方案，并在建设时，采用诸如隔离桩等多种安全防护措施，这无疑进一步增加了工程造价。桥梁上跨隧道或隧道下穿桥梁，常用的建设方案是采用大直径桩+转换梁的方案，如图1所示，此建设方案桥梁下部结构造价显著提高，施工组织难度大，工期长。

2、桥梁等结构在设计时，往往要考虑极端情况下的结构整体安全性，地震作为一种破坏性极强的作用，往往会造成严重的生命财产损失，因此，在进行此类结构设计时，要采取合理的措施降低地震对结构的破坏，对结构进行减隔震设计，确保结构在发生地震时，不发生严重的破坏，保证交通线在一定的条件下不中断，保证救援通道畅通。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有的技术缺陷，提供一种桥隧合建结构及其施工方法，提高了施工的便利性，降低了施工难度与工期，减少施工措施费用，且该方案考虑了桥梁的减隔震设计，使桥梁与隧道结构紧密关联，但受力又一定程度上相对独立。

2、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种桥隧合建结构，包括框架式的隧道结构以及设于隧道结构上端的桥梁，所述隧道结构与所述桥梁之间设有减隔震结构，所述减隔震结构包括设于所述隧道结构与所述桥梁之间的隔震层以及若干设置于所述隧道结构与所述桥梁之间的耗能棒，所述耗能棒的上下端分别插设于所述隧道结构的上端和桥梁的下端内，且所述耗能棒与所述隧道结构之间设有用于位移的间隙。

3、进一步的，所述隧道结构的上端和隔震层上设有若干第一插孔或插设有若干中空的第一套筒，所述耗能棒的下端一一对应插设于所述第一插孔或第一套筒内，且所述第一插孔或第一套筒的内径大于所述耗能棒的外径，以在所述耗能棒与所述隧道结构之间形成有用于位移的间隙。

4、进一步的，所述桥梁的下端设有若干第二插孔或插设有若干中空的第二套筒，所述耗能棒的上端一一对应插设于所述第二插孔或第二套筒内，且所述第二插孔或第二套筒的内径大于所述耗能棒的外径，以在所述耗能棒与所述桥梁之间形成有用于位移的间隙。

5、进一步的，所述桥梁包括至少两个间隔设于所述隔震层上的传力承台、设于传力承台上的桥墩以及横跨设于多个桥墩上的主梁，所述耗能棒设于所述传力承台与所述隧道结构之间。

6、进一步的，所述隧道结构的顶端凸起设有围设于所述桥梁两端的传力承台外周的限位挡梁，且所述限位挡梁与所述传力承台之间设有弹性件。

7、进一步的，所述传力承台沿所述隧道结构的宽度延伸设置，且在所述传力承台的长度方向上间隔设有若干所述耗能棒，且在所述传力承台的宽度方向上设置至少一排所述耗能棒。

8、进一步的，所述隧道结构包括设于地基上的底板、至少两个沿底板的宽度方向间隔设于底板上的立墙以及设于立墙顶端的顶板，且所述底板、立墙和顶板之间围合形成有至少一个隧道，以使所述隧道结构的断面为单洞或多洞的箱型断面。

9、进一步的，所述隧道结构还包括若干设于所述底板的底部并插设于地基内的加固桩。

10、第二方面，本发明还提供了一种桥隧合建结构的施工方法，用于修建第一方面任一项所述的桥隧合建结构，包括以下步骤：

11、s1、开挖基坑，进行基坑支护施工；

12、s2、对持力地基进行处理，若地基承载力不满足设计要求，则需先进行地基加固，对设计标高处地面层进行表面平整处理；

13、s3、在持力地基上浇筑垫层，进行调平调坡处理；

14、s4、采用钢筋混凝土依次在垫层上浇筑形成底板、立墙和顶板，以在底板、立墙和顶板之间围合形成有至少一个隧道，且在顶板上预留有若干供耗能棒一一对应插入的第一插孔或预埋有若干供耗能棒一一对应插入的第一套筒，第一插孔或第一套筒的内径≥耗能棒的外径；

15、s5、进行隧道内路面或轨道的施工；

16、s6、在顶板上施工隔震层；

17、s7、先在第一插孔或第一套筒内插入耗能棒，在隔震层上施工传力承台和桥墩，且在传力承台上设有若干供耗能棒一一对应插入的第二插孔或预埋有若干供耗能棒一一对应插入的第二套筒，第二插孔或第二套筒的内径≥耗能棒的外径；

18、s8、施工桥下道路或河涌铺砌结构；若为河涌，首先需对河水进行引流，然后在隧道结构上面的隔震层上铺筑隔水层，再依次施工河底硬化铺砌结构及两侧河岸挡土墙结构；若为桥下道路，则直接进行隔水层铺筑压实，然后依次施工两侧挡土墙结构和路面结构；

19、s9、搭设支架施工浇筑出桥梁的主梁；

20、s10、完成桥面铺装和栏杆等桥梁附属设施的施工。

21、进一步的，步骤s7中，当桥墩与传力承台采用工厂化预制时，将预制好的由桥墩与传力承台组成的一体化构件运送到现场，再用吊机起吊安装到设计位置；当桥墩与传力承台采用现浇施工时，需在隔震层上铺上一层沙子，再在沙子层上绑扎钢筋依次浇筑出传力承台和桥墩。

22、本发明具有以下有益效果：

23、(1)该桥隧合建结构能有效降低桥梁与隧道结构施工时的相互影响，施工组织较为方便，施工安全防护措施费用较低。

24、(2)桥梁采用减隔震设计，上部桥梁与隧道结构之间设置有隔震层将两者分隔开，同时利用耗能棒来连接两者使桥梁与隧道结构之间紧密关联，但受力又一定程度上相对独立，且耗能棒因与桥梁和/或隧道结构之间存在间隙，使整个桥梁可以在隧道结构的隔震层上进行滑动，起到隔震作用。特别地，还在顶板上凸起设有限制桥梁滑动位移行程的限位挡梁，在限位挡梁与桥梁的传力承台之间设置有弹性层，保证整个桥梁结构在一定位移范围内可以滑动，而当滑动位移过大时，限位挡梁起到限定桥梁滑动的作用，弹性层一是可降低限位挡梁所承受的力，二是形成弹性接触，避免硬接触时因碰撞造成的损坏，提高减震效果。

25、(3)此外，在桥梁与隧道结构之间设置多根耗能棒，耗能棒可采用铅棒或软钢棒，耗能棒的上下端分别置于预埋于顶板与传力承台的刚性套筒中，且耗能棒与刚性套筒之间有一定的间隙，在间隙位移范围内，整个桥梁结构可以在隔震层上滑动。基于上述减隔震构件设置，当发生地震时，整个桥梁结构可以在隔震层上滑动，有效降低地震作用传递到桥梁结构，随着地震作用增大，桥梁的滑动位移加大，当超过耗能棒与刚性套筒间的间隙时，耗能棒开始起到反向作用力，耗能棒随着桥梁的滑动在刚性套筒内作往复运动，通过耗能棒的屈服滞回耗散地震能量，有效降低传入桥梁结构的地震能量，确保桥梁结构在地震作用下的整体安全性，保证在发生地震极端灾害时，桥梁结构能保持基本完好，确保救援交通生命线贯通；该方案适用于包括但不限于用地相对紧张，地震烈度较高情况下的桥梁与隧道合建；

26、(4)桥梁还采用扩大式的传力承台置于隧道结构的顶板上，无需采用深长的桩基础，避免了使用大型成桩设备，故本桥梁与隧道合建的结构可以大大节省工程造价，经济性良好。

27、(5)该桥隧合建结构适用于多重立体交通的解决方案，桥上设置地面道路，隧道中设置地下道路，桥底可根据环境和规划条件设置成河涌通道、人行通道或道路；为用地条件受限，交通量又较大的地区提供了交通空间化发展的交叉关键节点解决方案。

28、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。