举例浅谈桥梁在施工前期的设计优化思路.docx

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举例浅谈桥梁在施工前期的设计优化思路

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[摘要]本文依托市政工程、高速公路等中众多项目，逐个举例，从桩基、承台、墩柱、梁和桥面系等方面重点着手，结合项目不同施工条件，详细介绍桥梁工程在施工前期进行设计优化变更思路，可为后续类似桥梁工程施工前期工作，提供优化思路和经验，以更好的指导桥梁施工。

[关键词]桥梁；设计；优化

1引言

市政工程、高速公路等工程项目中桥梁建设比较常见，由于前期项目没有充分研究施工设计图纸，没仔细分析现场实际施工地理和地质条件，没有认真统筹项目人、材、机实际条件，造成了项目在施工中，发现部分单项工程施工不了或者难以施工，需要进行设计优化和变更。这不仅严重影响工期，而且增加了施工相应措施。本文结合众多施工实例，根据不同项目特点、不同的施工自然条件、不同的施工边界条件，分析了桥梁设计优化思路，重点就桥梁下部结构、上部结构、附属结构等内容提出有针对性的设计优化措施。

2桥梁工程设计优化

2.1桩基设计优化

（1）超长桩基设计优化

某市政互通立交桥PPP项目，桩基有638根，桩径1.2m。混凝土连续梁31联（85跨），钢箱梁21联（57）跨，工程覆土层主要以杂填土、素填土、淤泥、粉质粘土、粉沙、全风化泥质粉砂岩为主，桩长平均80m，端承桩，软弱层厚度约60m，入岩约20m。连续梁中墩中，每个墩设计为4根桩基，立交桥主线、匝道于既有地铁平行或相交，地铁公司禁止使用冲击钻，故采用旋挖钻施工。由于桩基长度较长，需穿过60m厚淤泥层和10m粉质粘土不良地质，在旋挖钻钻进过程中，频繁出现淤泥层塌孔、粉砂层流沙和渗水等不利情况，钻进难度大。工期紧，任务重，后与业主、设计对接，在满足桩基端桩承载力和墩柱抗倾覆等条件下，把中墩四根桩基调整成两根桩基，同时增大桩基直径，使得整体桩基数量大幅度减少，施工速度提高，保证了总体施工进度。

（2）溶洞区地质桩基设计优化

某市政互通立交桥项目桩基共计722根，桩基直径Φ1.0m、Φ1.2m、Φ1.5m三种类型，桩基桩长平均70m，钻孔桩长平均80m，端承桩。地质情况如下：0-40m，淤泥质粘土；40-50m，圆砾、强分化泥质粉砂岩；50-90m，中分化石灰岩（溶洞区），局部岩溶发育，溶洞最大高度为23.7m。根据地勘资料显示，部分地段地质结构层存在岩溶现象，溶洞的分布不规则，且规模较大，主要集中互通立交主线位置，最大溶洞高23.7m。根据设计提供溶洞分布推测线范围，统计出桩基共有204根，占据全部桩基的30%。部分桩基采用一桩三堪，同一个桩位，三堪结果差异大，存在地下溶洞地质悬崖。根据溶洞区一桩一堪地质报告，溶洞区域已超出地勘单位原预测“溶洞分布推测线范围”，且溶洞区的地质情况较为复杂。由于桩基深、溶洞处理费用大，故现场施工按照一桩三堪原则，根据地质报告对桩基进行设计优化：①减少桩基数量、增大桩基直径。②调整桥跨度，跨域溶洞区。③采取扁担桩基形式跨越溶洞。

（3）桩基钢筋笼三角骨架筋设计优化

桥梁桩基钢筋笼骨架筋，每2m设置一道，对于一些桩基直径较大、主筋直径较大的钢筋笼，一般设计会在加强圈筋上设计三角支撑筋，来加强其吊装时候的刚度。在实际施工中，由于在安装每道设有三角支撑筋的加强圈筋分层布置不在同一个面上，导致导管在浇筑混凝土过程中，安装或拔出导管很容易造成卡管，严重造成导管拔不出来，直接影响到桩基浇筑质量。故在图纸下发后，需对桩基加强圈筋的三角支撑筋取消或加密加强圈筋。

（4）扁担桩设计优化

市政工程中，桩接柱基础结构很常见。对于遇到地质条件不好地段，如：砂砾层等，采用旋挖钻或冲击钻施工过程中很容易出现埋钻头，切不容易拔出，不但耽误工期，还给作业班组带来巨大的经济损失。对于在原位无法进行桩基施工，一般采取扁担桩形式，扁担桩有两种形式：垂直于线路和平行于线路。平行于线路为正常情况下所采取的方式，即：倒“T”型布置，若条件不允许情况下，采用垂直于线路的方式，即：“一”字型布置布置。

2.2承台设计优化

某市政立交项目工程，主线高架桥承台及匝道桥梁所属承台，共计208个，承台尺寸大小不等，设计类型有四边形、六边形、八边形三类，平面尺寸分别为九类规格，承台高度分为2.0m、2.5m、2.8m、3.0m四类，承台埋深1.5m，地下水位线距底面3m。其中有35个承台位于河道内（河道宽30m，水深3-4m），承台施工分为水中承台及陆地承台两种，水中承台最大开挖深度7.5m，陆地承台最大开挖深度为5.95m。项目采取的施工工艺为：陆地承台采用钢板桩支护、水中桩采用土石围堰+双层钢板桩

（1）承台设计顶标高优化

陆地承台，最小高度2m，覆盖层1.5m厚，承台最浅开挖深度为3.5m。根据《危大工程安全管理规定》的通知