[发明专利]一种穿越巨型溶洞的桥梁承载结构及施工方法

说明书

本发明涉及隧道及地下工程领域，具体涉及一种穿越巨型溶洞的桥梁承载结构及施工方法。桥梁承载结构包括桥梁结构和防护结构；防护结构包括支撑梁一和支撑梁二，所述防护结构还包括明洞结构或棚洞结构，支撑梁一跨越溶洞，两端置于溶洞两侧的稳定基础上，支撑梁二跨越溶洞，两端置于溶洞两侧的稳定基础上，明洞结构或棚洞结构下方的两侧分别固定于支撑梁一和支撑梁二上；桥梁结构置于明洞结构或棚洞结构中且跨越溶洞，桥梁结构的两端置于溶洞两侧的稳定基础上。施工方法用于施工上述的桥梁承载结构。与传统回填法跨越溶洞方法相比，采用预应力混凝土连续跨越溶洞，施工方便，结构可靠，避免了巨型溶洞洞渣回填引起的工后沉降大的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种隧道及地下工程，特别是一种穿越巨型溶洞的桥梁承载结构及施工方法。

背景技术

进入二十一世纪来，随着我国铁路建设的高速发展，时速200km以上高标准双线铁路修建越来越多，特别在中西部山区，线路选线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，隧道规模迅速增加，隧道穿越岩溶的情况越来越多。当隧道上跨大型溶洞时，由于基底回填不密实或悬空，极有可能造成基础塌陷、结构破坏、因此必须采用有效的承载结构，才能保证隧道施工及运营期间的安全。

目前隧道上跨溶洞时，一般采用弃渣回填的处理措施，但针对巨型溶洞，洞深高达几十米甚至上百米，若采用回填，必然会产生较大的工后沉降，造成隧道结构受力不均、开裂破坏等病害，严重影响隧道工程运营安全。因此，研究一种结构稳定可靠、变形量小、可跨越巨型溶洞的新型隧道承载结构，对解决上述极不利情况下隧道结构的开裂破坏、沉降大等问题，具有重要的工程意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种穿越巨型溶洞的桥梁承载结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种穿越巨型溶洞的桥梁承载结构，包括桥梁结构和防护结构；所述防护结构包括支撑梁一和支撑梁二，所述防护结构还包括明洞结构或棚洞结构，所述支撑梁一跨越溶洞，两端置于溶洞两侧的稳定基础上，所述支撑梁二跨越溶洞，两端置于溶洞两侧的稳定基础上，所述明洞结构下方的两侧分别固定于所述支撑梁一和所述支撑梁二上；所述桥梁结构置于所述明洞结构或所述棚洞结构中且跨越溶洞，所述桥梁结构的两端置于溶洞两侧的稳定基础上。

本发明提供的桥梁承载结构，为跨越分离式承载结构，即：支撑梁一、支撑梁二和桥梁结构均以跨越的方式穿过溶洞，且列车运行产生的动载由桥梁结构承担，围岩静载由支撑梁一和支撑梁二承担，从而实现了结构的动载与静载的分离。与传统回填法跨越溶洞方法相比，采用桥梁结构跨越溶洞，施工方便，结构可靠，避免了巨型溶洞洞渣回填引起的工后沉降大的缺陷。采用动静分离的结构形式，各部结构受力明确，避可靠性高。若不采用动静分离模式，直接将明洞结构直接置于桥梁结构之上，一方面桥梁结构荷载大大增加，设计难度增加；另一方面，列车反复周期性的动荷载作用，对明洞结构产生疲劳破坏，引起结构开裂，一旦开裂，可能形成混凝土掉块，影响列车运营安全。

作为本发明的一种可选的方案，所述桥梁结构为预应力连续梁结构，其横断面为箱型或T型。

作为本发明的一种可选的方案，所述支撑梁一和所述支撑梁二为鱼腹梁。支撑梁一和支撑梁二设置为鱼腹梁，具有抗弯刚度大、节约材料的优点。

作为本发明的一种可选的方案，所述防护结构还包括设于溶洞两侧的稳定基础上的支撑梁支座一和支撑梁支座二，所述支撑梁支座一用于支撑所述支撑梁一，所述支撑梁支座二用于支撑所述支撑梁二；其中，所述溶洞一侧的稳定基础上设有支撑梁支座一和支撑梁支座二，所述溶洞另一侧的稳定基础上也设有支撑梁支座一和支撑梁支座二。

作为本发明的一种可选的方案，所述桥梁结构还包括设于溶洞两侧的稳定基础上的支座和承台，所述桥梁结构的两端设置于所述承台上，所述桥梁结构置于所述支座上；所述承台与所述桥梁承载结构两端的隧道相接触。