一种桥隧相接防落石棚洞结构及其施工方法与流程

本发明涉及桥隧工程，尤其涉及一种桥隧相接防落石棚洞结构及其施工方法。

背景技术：

1、随着交通建设技术飞速发展，公路与铁路路网往山岭重丘区扩张，桥隧(桥梁-隧道)相接情况频繁出现。桥隧相接部位多具有山坡陡峭、落石风险高、施工难度大、施工风险高等特点，其中桥隧相接部位的落石防护问题已逐渐成为山岭重丘区交通建设的重难点之一。

2、现有桥隧相接落石防护技术中除设置主、被动防护网外，还通过设置棚洞结构进行洞口落石防护。目前桥隧相接防落石棚洞结构主要有以下三种：

3、(1)例如公开号为cn219930758u的中国实用新型专利公开的一种桥梁分离式棚洞，其分别在桥梁左右外侧额外设置墩柱作为棚洞基础梁支点，在基础梁上施工棚洞；但是该种结构需分别在桥梁左右外侧额外设置墩柱作为棚洞基础梁两端支点，在基础梁上施工棚洞，施工难度大且造价高昂。

4、(2)例如公开号为cn116005549a的中国发明专利公开的一种桥梁与明洞式隧道洞门相接部位防落石结构，在与隧道洞门相接的桥梁护栏上设置柔性棚洞，但该方法存在落石冲击力产生的偏压荷载使梁板侧翻的风险。

5、(3)现有桥隧相接落石防护技术中还包括靠近隧道端斜坡上通过开挖多个石质台阶用以设置混凝土扩大基础来作为棚洞基础，但存在桥隧相接陡崖部位基础施工难度大，安全风险高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有的桥隧相接防落石棚洞结构施工难度大、安全风险高、造价高昂的问题，提供一种桥隧相接防落石棚洞结构及其施工方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种桥隧相接防落石棚洞结构，包括隧道、桥梁桩基础以及棚洞，还包括至少两条基础梁，所述基础梁位于所述隧道内的为第一段，所述基础梁位于所述隧道外的为第二段，所述第一段锚固于所述隧道内；所述桥隧相接防落石棚洞结构还包括挑梁和两条纵梁，所述挑梁固定连接于所述第二段；所述桥梁桩基础上设置有加长盖梁，所述纵梁的一端与所述挑梁的一端固定连接，所述纵梁的另外一端与所述加长盖梁固定连接；所述棚洞的两侧基础分别固定连接于两条所述纵梁之上。

4、本发明提供的桥隧相接防落石棚洞结构，通过在隧道仰拱底部设置纵向基础梁，在基础梁位于隧道外的一端设置横向挑梁，即本发明的基础梁的走向方向与隧道的延伸方向一致，挑梁横向放置于基础梁位于隧道外的第二段，并形成稳定连接。这样挑梁可以作为两条纵梁在靠近隧道一端的一个锚固点。同时通过加长桥台盖梁，盖梁加长的部位可作为纵梁在靠近桥梁一端的另一个锚固点，这样纵梁的首尾两端分别固定于挑梁和盖梁加长的部位上，确保了纵梁的稳定连接，棚洞基础设置于两侧纵梁上来实现落石防护效果。该结构无需在桥梁两侧额外设置墩柱，同时也避免了将棚洞基础置于桥梁两侧防撞墙上存在的因落石冲击力产生的偏压荷载导致梁板侧翻风险，该结构施工难度小、结构安全、经济效益可观。

5、可选地，所述第一段通过多个竖向锚杆与所述隧道的仰拱基岩锚固。

6、本发明通过在基础梁第一段设置多根竖向锚杆，直接锚固于隧道仰拱的基岩之中。竖向锚杆起到抗拉拔作用，抵抗第一段受到的向上拉力。同时，围岩传递至隧道的荷载和隧道自身结构的重力均作用于隧道仰拱地基，对第一段施加了巨大的向下的反压力，确保了第二段在受到较大的荷载作用下，结构安全稳定。

7、可选地，所述隧道包括洞门墙，所述第二段的端部延伸至所述洞门墙外侧。

8、采用这种结构设置，基础梁伸出在洞门墙外侧，悬挑端可以用于承载横向的挑梁，避免占用隧道内空间，保证隧道主体结构的正常使用。

9、可选地，桥隧相接防落石棚洞结构还包括拦石墙，所述拦石墙与所述棚洞连接，所述拦石墙位于所述棚洞靠近所述桥梁桩基础的一端。

10、可选地，所述棚洞远离所述拦石墙的一端与所述洞门墙连接。

11、在棚洞的两端分别密接有拦石墙和洞门墙，洞门墙体积大、结构稳定，可有效抵挡山体的纵向推力，同时为棚洞端部提供可靠的侧向支撑，便于在洞门墙上预设置锚固装置，实现快速装配固定，拦石墙能够更好的防止落石弹跳滚落至桥面上。

12、可选地，所述纵梁相互平行。

13、设置两侧纵梁相互平行，这样可以保证棚洞采用同一断面，方便施工。

14、可选地，所述棚洞为波纹钢棚洞。

15、可选地，所述棚洞为拱形结构。

16、将棚洞设置为拱形结构的波纹钢棚洞，拱形结构整体刚度好，受力合理，有利于传递和分散落石冲击力，波纹钢抗压强度高，能够增强抵御落石冲击的能力，并且波纹钢自重轻，能够减少结构额定荷载，也能便于快速吊装和施工。

17、一种桥隧相接防落石棚洞结构施工方法，用于施工上述的桥隧相接防落石棚洞结构，包括如下步骤：

18、s1.在所述隧道的仰拱底部施作所述基础梁，所述第一段通过多个竖向锚杆与所述隧道的仰拱基岩锚固；所述第二段悬挑出所述隧道的洞门墙，在所述第二段的上部施作所述挑梁，所述基础梁与所述挑梁采用预埋钢筋固定，所述挑梁位于所述洞门墙外侧；

19、s2.在所述桥梁桩基础上施作所述加长盖梁，所述加长盖梁的长度大于或等于所述挑梁的长度；

20、s3.架设所述纵梁，所述纵梁的一端与所述挑梁采用预埋钢筋固定，所述纵梁的另外一端与所述加长盖梁采用预埋钢筋固定；

21、s4.施作所述棚洞，所述棚洞两侧基础通过第一连接件分别与两条所述纵梁固定连接；

22、s5.施作拦石墙，所述拦石墙采用钢筋混凝土浇筑，所述拦石墙通过锚固钢筋与所述纵梁锚固，所述棚洞采用第二连接件与所述拦石墙固定连接，所述棚洞与所述洞门墙采用预埋钢筋固定。

23、本发明提供的施工方法，使用多根竖向锚杆将基础梁直接锚固于隧道仰拱的基岩之中，保证了结构的安全稳定。使用基础梁来承托挑梁，加长盖梁相较于桥梁其他盖梁长度更长，加长的部分用于承托纵梁靠近桥梁的一端，使得纵梁的首尾两端分别固定于挑梁和盖梁加长的部位上，确保了纵梁的稳定连接，棚洞基础设置于两侧纵梁上，该施工方法无需在桥梁两侧额外设置墩柱，同时也避免了将棚洞基础置于桥梁两侧防撞墙上存在的因落石冲击力产生的偏压荷载导致梁板侧翻风险，该方法施工难度小、成本低、效率高。并且使用该方法进行施工，可根据桥隧相接部位落石防护长度需求进行方案调整优化，若桥台加长盖梁距离隧道洞口较近，桥台加长盖梁与隧道洞口间设置落石防护棚洞满足不了洞口落石防护范围需要，可考虑延长棚洞至从隧道洞口起第二个盖梁或第三个盖梁，即可将加长盖梁设置于从隧道洞口起第二个或第三个桥梁桩基础上，以增大洞口落石防护范围。

24、可选地，s3中，所述加长盖梁与所述纵梁之间设置有垫块，所述垫块用于调整所述纵梁的标高。

25、通过设置垫块，能够调整纵梁两端的标高。这种设置增加了构造的适应性，便于应对现场环境的变化，有利于该桥隧相接防护结构的施工与安装。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、1.本发明提供的桥隧相接防落石棚洞结构，通过在隧道仰拱底部设置纵向基础梁，在基础梁位于隧道外的一端设置横向挑梁，即本发明的基础梁的走向方向与隧道的延伸方向一致，挑梁横向放置于基础梁位于隧道外的第二段，并形成稳定连接。这样挑梁可以作为两条纵梁在靠近隧道一端的一个锚固点。同时通过加长桥台盖梁，盖梁加长的部位可作为纵梁在靠近桥梁一端的另一个锚固点，这样纵梁的首尾两端分别固定于挑梁和盖梁加长的部位上，确保了纵梁的稳定连接，棚洞基础设置于两侧纵梁上来实现落石防护效果。该结构无需在桥梁两侧额外设置墩柱，同时也避免了将棚洞基础置于桥梁两侧防撞墙上存在的因落石冲击力产生的偏压荷载导致梁板侧翻风险，该结构施工难度小、结构安全、经济效益可观。

28、2.本发明通过在基础梁第一段设置多根竖向锚杆，直接锚固于隧道仰拱的基岩之中。竖向锚杆起到抗拉拔作用，抵抗第一段受到的向上拉力。同时，围岩传递至隧道的荷载和隧道自身结构的重力均作用于隧道仰拱地基，对第一段施加了巨大的向下的反压力，确保了第二段在受到较大的荷载作用下，结构安全稳定。

29、3.在棚洞的两端分别密接有拦石墙和洞门墙，洞门墙体积大、结构稳定，可有效抵挡山体的纵向推力，同时为棚洞端部提供可靠的侧向支撑，便于在洞门墙上预设置锚固装置，实现快速装配固定，拦石墙能够更好的防止落石弹跳滚落至桥面上。

30、4.本发明提供的施工方法，使用多根竖向锚杆将基础梁直接锚固于隧道仰拱的基岩之中，保证了结构的安全稳定。使用基础梁来承托挑梁，加长盖梁相较于桥梁其他盖梁长度更长，加长的部分用于承托纵梁靠近桥梁的一端，使得纵梁的首尾两端分别固定于挑梁和盖梁加长的部位上，确保了纵梁的稳定连接，棚洞基础设置于两侧纵梁上，该施工方法无需在桥梁两侧额外设置墩柱，同时也避免了将棚洞基础置于桥梁两侧防撞墙上存在的因落石冲击力产生的偏压荷载导致梁板侧翻风险，该方法施工难度小、成本低、效率高。并且使用该方法进行施工，可根据桥隧相接部位落石防护长度需求进行方案调整优化，若桥台加长盖梁距离隧道洞口较近，桥台加长盖梁与隧道洞口间设置落石防护棚洞满足不了洞口落石防护范围需要，可考虑延长棚洞至从隧道洞口起第二个盖梁或第三个盖梁，即可将加长盖梁设置于从隧道洞口起第二个或第三个桥梁桩基础上，以增大洞口落石防护范围。