本發(fā)明涉及橋梁工程、隧道工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種城市中、小橋梁與隧道合建結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法與施工方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)，應(yīng)運(yùn)而生兩種城市空間開發(fā)思路，向上發(fā)展立交高架等、向下發(fā)展隧道軌道等。由于立交高架對地塊有強(qiáng)烈的割裂效果，噪音、尾氣等環(huán)境負(fù)面影響也較為突出，在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的大型城市或區(qū)域更多的傾向于采用地面道路+隧道的方案解決交通壓力。

2、當(dāng)?shù)孛娴缆放c隧道在平面內(nèi)共線時，地面橋梁的下部結(jié)構(gòu)與隧道無法避開，由此提出了兩種解決思路：一種為橋隧分建的形式分別設(shè)計；另一種為橋隧合建的形式統(tǒng)一設(shè)計。一般會優(yōu)先考慮采用橋隧結(jié)構(gòu)分建的形式分別進(jìn)行設(shè)計。而隨著城市的發(fā)展，地下快速路隧道越來越多的采用雙向6、8車道，隧道斷面寬度達(dá)到了30m左右，中、小橋梁的常規(guī)橋墩(臺)橫向基本不能一跨跨越隧道結(jié)構(gòu)，而在一座普通的地面小橋上做大跨徑復(fù)雜結(jié)構(gòu)僅僅是為了滿足橋隧分離設(shè)計，明顯是不夠經(jīng)濟(jì)的，也不利于后期的養(yǎng)護(hù)維修，因此橋隧合建的形式被越來越多的采用。然而由于橋梁與隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、使用環(huán)境、荷載情況等有較大區(qū)別，在設(shè)計時沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計流程，導(dǎo)致合建結(jié)構(gòu)形式層出不窮，設(shè)計、施工要求也互不相同，導(dǎo)致一座橋隧結(jié)構(gòu)做完之后，相應(yīng)的經(jīng)驗很難復(fù)制到另一座橋梁，橋隧結(jié)構(gòu)也成為了設(shè)計的一大難點(diǎn)。

3、因此，如何在保證安全、經(jīng)濟(jì)的前提條件下，提出一種滿足橋梁結(jié)構(gòu)、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，且可以提高設(shè)計、施工效率的中、小橋梁的合建結(jié)構(gòu)成為亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種城市中、小橋梁與隧道合建結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法與施工方法。

2、本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。

3、本發(fā)明提供了一種城市中、小橋梁與隧道合建結(jié)構(gòu)，包括隧道頂部橋墩、隧道頂部橋臺、隧道范圍外橋墩、隧道范圍外橋臺、橋梁上部結(jié)構(gòu)及橋面系、隧道、隧道底部樁基和隧道范圍外樁基；所述隧道頂部橋墩包括隧道頂部蓋梁、隧道頂部墩身和隧道頂部橋墩承臺；所述隧道頂部橋臺包括隧道頂部臺帽、隧道頂部臺身和隧道頂部橋臺承臺；所述隧道范圍外橋墩包括隧道范圍外蓋梁和立柱；所述隧道范圍外橋臺包括隧道范圍外臺帽、隧道范圍外臺身和隧道范圍外承臺；所述橋梁上部結(jié)構(gòu)及橋面系包括主梁、側(cè)分帶、中分帶和人行道；所述隧道包括隧道頂板、隧道底板、隧道邊腹板和隧道中腹板；

4、所述隧道頂部橋墩承臺投影范圍內(nèi)設(shè)置第一防水層鋪設(shè)至隧道頂部橋墩承臺處上翻覆蓋隧道頂部橋墩承臺，采用第一收口保護(hù)層覆蓋并封口；

5、所述隧道頂部橋臺承臺投影范圍內(nèi)設(shè)置第二防水層鋪設(shè)至隧道頂部橋臺承臺處上翻覆蓋隧道頂部橋臺承臺，采用第二收口保護(hù)層覆蓋并封口；

6、所述隧道頂部臺帽與隧道范圍外臺帽間設(shè)置沉降縫，沉降縫位于側(cè)分帶或中分帶下方，根據(jù)側(cè)分帶或中分帶位置通過隧道頂部臺帽懸挑長度調(diào)整。

7、進(jìn)一步地，所述第一防水層和第二防水層根據(jù)隧道防水規(guī)范要求選材及施工。所述第一收口保護(hù)層和第二保護(hù)層采用聚合物防水水泥砂漿。

8、進(jìn)一步地，所述隧道頂部橋墩承臺與隧道頂板間設(shè)置一定厚度墊層找平；所述隧道頂部橋臺承臺與隧道頂板間設(shè)置一定厚度墊層找平。

9、進(jìn)一步地，所述沉降縫寬度為2～4cm，內(nèi)填彈性填充物。

10、進(jìn)一步地，所述隧道范圍外臺身向隧道側(cè)延伸與隧道頂部臺身僅預(yù)留沉降縫空間；所述隧道范圍外臺身與隧道頂部臺帽懸挑部分僅預(yù)留沉降縫空間。

11、進(jìn)一步地，所述隧道頂部蓋梁與隧道范圍外蓋梁斷開，隧道頂部蓋梁與隧道范圍外蓋梁結(jié)構(gòu)斷縫位于側(cè)分帶或中分帶下方。

12、進(jìn)一步地，所述隧道頂部墩身采用墻式結(jié)構(gòu)，搭配鏤空或裝飾。

13、進(jìn)一步地，所述隧道頂部墩身、隧道頂部橋墩承臺橫橋向長度不超過隧道橫斷面長度；所述隧道頂部臺身、隧道頂部橋臺承臺橫橋向長度不超過隧道橫斷面長度。

14、進(jìn)一步地，所述隧道底部樁基設(shè)置于隧道底板下并與隧道邊腹板、隧道中腹板對齊；位于隧道邊腹板位置的隧道底部樁基距離隧道結(jié)構(gòu)邊線50cm；所述橋梁投影范圍內(nèi)的隧道結(jié)構(gòu)連續(xù)，以避免產(chǎn)生不利的不均勻沉降。

15、本發(fā)明還提供了一種城市中、小橋梁與隧道合建結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括以下步驟：

16、步驟一、地面道路及隧道線位設(shè)計，橋隧結(jié)合位置隧道線位與地面道路平行并盡量保持居中；

17、步驟二、隧道縱、橫斷面結(jié)構(gòu)初步設(shè)計，橋梁投影范圍內(nèi)隧道避免設(shè)置結(jié)構(gòu)縫；

18、步驟三、橋梁結(jié)構(gòu)布置初步設(shè)計，確定沉降縫位置、隧道頂部蓋梁懸挑長度、隧道頂部臺帽懸挑長度尺寸，并計算傳遞至隧道結(jié)構(gòu)的橋梁荷載；

19、步驟四、隧道專業(yè)在考慮橋梁荷載的前提下，驗算隧道結(jié)構(gòu)抗浮穩(wěn)定和沉降量；

20、步驟五、若驗算結(jié)果滿足要求，由橋梁專業(yè)將隧道結(jié)構(gòu)按照剛體考慮，在不考慮隧道荷載的前提下，設(shè)計隧道底部樁基，并由隧道專業(yè)復(fù)核驗算樁基承載力；若步驟四驗算結(jié)果不滿足要求，由隧道專業(yè)設(shè)計隧道底部樁基，必要時在隧道底板布置抗浮樁、減沉樁，并由橋梁專業(yè)復(fù)核驗算隧道底部樁基承載力；

21、步驟六、隧道專業(yè)根據(jù)遞至隧道結(jié)構(gòu)的橋梁荷載及隧道底部樁基設(shè)計情況，分別優(yōu)化隧道頂板、隧道底板結(jié)構(gòu)；

22、步驟七、各專業(yè)深化設(shè)計其余細(xì)部結(jié)構(gòu)，完成橋隧結(jié)構(gòu)設(shè)計。

23、本發(fā)明還提供了一種城市中、小橋梁與隧道合建結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

24、步驟一、場地準(zhǔn)備；

25、步驟二、施工隧道基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、隧道底部樁基、隧道范圍外樁基；

26、步驟三、隧道基坑開挖，支撐結(jié)構(gòu)施工，施工隧道底板減沉樁或抗拔樁；

27、步驟四、施工隧道主體結(jié)構(gòu)；

28、步驟五、施工第一墊層、第二墊層、隧道頂部橋臺、隧道頂部橋墩；

29、步驟六、施工第一防水層、第二防水層、第一收口保護(hù)層、第二收口保護(hù)層、第一保護(hù)層、第二保護(hù)層；

30、步驟七、隧道基坑回填，隧道頂部橋臺臺后回填；

31、步驟八、施工隧道范圍內(nèi)的橋梁上部結(jié)構(gòu)及橋面系，開放部分交通；

32、步驟九、隧道范圍外橋墩、隧道范圍外橋臺施工場地準(zhǔn)備及基坑開挖；

33、步驟十、施工隧道范圍外橋墩、隧道范圍外橋臺、沉降縫及隧道范圍外橋臺臺后回填；

34、步驟十一、施工隧道范圍外的橋梁上部結(jié)構(gòu)及橋面系，全橋通車。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、1、隧道頂部橋墩(橋臺)承臺投影范圍內(nèi)，隧道頂板不設(shè)置防水層，這樣隧道頂部橋墩(橋臺)承臺的墊層與隧道頂板之間摩擦系數(shù)大，在隧道縱坡可能的變化范圍內(nèi)，橋梁下部結(jié)構(gòu)均能保持穩(wěn)定且有足夠安全系數(shù)。

37、2、防水層鋪設(shè)至隧道頂部橋墩(橋臺)承臺處上翻覆蓋隧道頂部橋墩(橋臺)承臺，采用收口保護(hù)層覆蓋并封口，保證了隧道防水性能不受影響。

38、3、沉降縫設(shè)置于側(cè)分帶或中分帶下，行車道不會受不均勻沉降影響，保證了行車舒適性與橋面鋪裝耐久性。

39、4、隧道頂部墩身采用墻式結(jié)構(gòu)，搭配少量鏤空或裝飾，對橋下景觀效果有一定改善作用。

40、5、隧道范圍內(nèi)與范圍外橋梁結(jié)構(gòu)不連接，橋梁投影范圍內(nèi)隧道不設(shè)結(jié)構(gòu)縫，整體結(jié)構(gòu)傳力路徑簡單明確，隧道范圍內(nèi)橋隧結(jié)構(gòu)設(shè)計分工明確、合理，可以保證結(jié)構(gòu)安全性并提高設(shè)計效率。

41、6、隧道頂部墩身(臺身)、隧道頂部橋墩(橋臺)承臺橫橋向長度不超過隧道橫斷面長度，可避開隧道基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，施工便捷。