U型槽安全性评价1

1、东西湖新沟至径河公路下穿京港澳高速公路安全设计 技术评估报告 目 录1概述21.1工作依据21.2主要结论22概况33安全性分析53.1京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥结构形式53.2 U型槽结构安全性分析53.3施工期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥安全性分析63.4运营期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥安全性分析61概述1.1工作依据（1）武汉市公路勘察设计院与东西湖区交通局签定的勘察设计委托书。（2）原交通部颁布的有关技术标准、规范、规程等。（3）东西湖区交通局、走马岭镇等地方政府有关的函件、文件、规划资料及会议纪要。（4）武汉市公路勘察设计院完成的武汉

2、东西湖新沟至径河公路改建工程两阶段施工图设计文件。1.2主要结论根据工可报告对未来交通量的预测（2029年18837辆/日）和道路通行能力分析，结合东西湖区城市规划，本项目的平、纵等技术指标采用一级公路（兼城市主干道）标准即双向四车道、设计速度为60km/h。路面宽度：分离式2*11.25m ,行车道宽度：2*7.5m，在行车方向的右侧布置人行道。为确保安全，对下穿京港澳的U槽从自身结构、对京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥的影响等几方面进行了评价，结论为：1、 U型槽自身结构的刚度、强度、稳定性、耐久性等在设计阶段已经详细分析计算，满足现行规范要求。2、 在设计阶段已经考虑有效措施保

3、证桥梁桩基附近的土体不受到扰动，U型施工期间不会影响到京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥的结构安全。3、 运营期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥不会因为桥下车辆通行对桥梁结构有一定风险，但设计已采取措施，但要加强管理。4、 考虑京珠高速有可能扩建为8车道，而扩建方案未确定，因此按最不利的每侧加宽7.5m、 2%路拱横坡顺延考虑，纵坡设计中取梁底最低标高（25.13m）降0.15m，即梁底标高按24.98m控制，使京珠高速加宽后的最不利位置桥下净空满足规范要求。5、 排水泵站：由于排水不畅有风险，要加强管理措施。2概况东西湖新沟至径河公路分左右两幅分别在ZK6+130、YK6

4、+125处从京港澳高速走马岭大桥（原十一支沟大桥，中心桩号K1151+200，跨径520m）第2孔和第4孔下穿过（图1）。由于走马岭大桥桥下现状净空不够，为确保净空满足要求，路基需要下挖。设计标高又受内涝水位的控制，在设计标高低于内涝水位的情况下，路基设计采用了U型槽断面下穿。图1澳U型槽分为左、右两幅设计（图2）。平面上均位于直线段上，左幅起点桩号为ZK6+005，终点桩号为ZK6+230，长度为225m；右幅起点桩号为YK6+017，终点桩号为YK6+224，长度为207m。节段长度9m，左幅共计25个节段，右幅共计23个节段。U型槽排水采用集水井集水、潜水泵抽排的方式。在U型槽适当位置各

5、设一个523.95m集水井，以便汇集U型槽内雨水。深水泵采用水位自动控制。U槽处于软基地段，需进行软基处理，处理后的地基承载力不小于150KPa。 图2（1）U槽半幅行车道宽度8.1m，侧墙厚度0.5m，行车道两侧各设置0.5m防撞护墙。在行车方向右侧U槽顶面设置1.65m宽人行道和0.5m土路肩。（2）设计荷载为公路级。（3）十一支沟内涝水位20.84m。（4）地震动峰值加速度系数0.05g.（5）混凝土：水泥：应采用高品质的强度等级为62.5、52.5、42.5的硅酸盐水泥，同一部位应采用同一品种水泥。粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝

6、土浇筑困难或振捣不密实。C50沥青混凝土：用于U槽路面铺装，铺装厚度10cm。C40混凝土：槽内排水沟预制盖板。C30防水混凝土：用于U槽底板、侧墙及集水井。C30混凝土: 用于U槽两端搭板。C25混凝土：用于槽侧防撞护墙。（6）普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB13013-1991）和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499-1998）的规定。凡钢筋直径大于等于12mm者，采用HRB335热轧带肋钢；凡钢筋直径小于12mm者，采用R235 (A3)钢。（7）其它材料：钢板：钢板应采用碳素结构钢GB7001988规定的Q235B、Q235A钢

7、板。护栏：人行道采用不锈钢栏杆。PVC防水板：用于U槽节段间防水。3安全性分析3.1京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥结构形式京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥上部结构为520m预应力混凝土空心板，下部为桩柱式墩台，设计荷载为汽车-超20级、挂车-120（85规范荷载等级），桥面横坡为2%。桥墩柱径为1.2m，桥墩桩径为1.4m。3.2 U型槽结构安全性分析U型槽设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，并采用空间结构计算软件校核。U槽底板按弹性地基板进行分析计算，侧墙按悬臂板进行分析计算。计算考虑了结构自重、汽车荷载、土压力、水产生的浮力等等作用及其组合效应。设计参数：混凝土：重

8、力密度=26.0KN/m3，弹性模量Ec=3.45104MPa。沥青混凝土：重力密度=24.0KN/m3。计算结果表明，U型槽结构在满足施工、使用、抗震要求的同时，具有足够的耐久性；满足施工、使用阶段的强度、刚度；满足施工、使用阶段的抗滑、抗倾覆、抗浮稳定性；满足结构裂缝宽度要求，结构最大允许裂缝开展宽度：迎土（水）侧0.2mm，背土（水）侧0.2mm。根据计算结果处理后的地基容许承载力要求不小于150Kpa。对于京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥桥下地段，由于受施工高度限制，采用高压旋喷桩进行处理，其余地段采用水泥搅拌桩进行处理。设计除了考虑自身结构安全性外，还考虑了防排水、防撞护墙

9、等设施。在U型槽内设置有盖板边沟，在最低阶段附近设置有集水井，在集水井内深水泵采用水位自动控制，这样可以及时排出U型槽内的雨水。在U型槽节段间的变形缝处设置了止水带，止水板，U型槽的底板及侧墙采用防水混凝土。这些措施能有效防止槽外水的渗入，增加安全性。3.3施工期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥安全性分析U型槽的左右幅分别从第2、4孔通过。附近桥墩桩基顶面标高为20.29m。为了尽量使U型槽结构远离桥梁桩基，桥下集水井移到桥梁以外的节段设置。为了保证京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥桥墩安全，施工过程中不得扰动桥墩桩侧土体，严禁放坡开挖。开挖前先采用旋喷桩进行支护，待支护用

10、的旋喷桩完工后垂直开挖。桥下左线旋喷桩与桥梁桩基的最小净距为2.73m，右线旋喷桩与桥梁桩基的最小净距为2.89m。由于采取的施工措施合理可行，在U型槽整个施工过程中，京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥桩侧土体不会受到扰动，从而保证了施工期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥的安全性。3.4运营期间京港澳高速公路K1151+200走马岭大桥安全性分析经与水利部门协商，路基最低设计标高定于21.130m(吴淞口高程为23.000m)，由于本项目K6+120处下穿京港澳高速走马岭大桥的桥下净空不够，设计标高低于最低水位控制标高，因此，此段路基必须下挖采用U型槽断面。通过测量，京港澳高速与左右线交叉的四处最不利位置的桥梁梁底标高分别为：25.34m、25.13m、25.15m、25.13m，纵坡设计中考虑京港澳高速有扩建为8车道的可能，每侧按加宽7.5m、2%路拱横坡顺延，因此梁底控制标高按24.98m控制。U型槽设计采用的纵坡是在梁底控制标高的条件下桥下行车净高满足规范要求设计的。同时为了保证桥梁运营期安全，在U型槽两端设置了5m的限高架，确保运营期间桥梁底部