自平衡试桩法在自锚式悬索桥承载力测试中的应用

1、1、工程概况河南武西高速公路桃花峪黄河大桥土建工程是河南省“十一五”重点交通项目。该工程是郑州西南绕城高速公路向北延伸跨越黄河的一条南北高速大通道,路线全长28.128公里。全线采用设计速度100km/h,路基宽度33.5m的双向六车道高速公路标准设计。工程采用双向六车道高速公路标准设计,设计行车速度为每小时100公里。桃花峪黄河大桥主桥采用自锚式悬索结构,最大跨径406米,设计防洪标准300年一遇。武西高速公路桃花峪黄河大桥桩基工程施工68棵桩,5500余延米。工程设计最大单桩承载力测试为23000KN,自平衡试桩法试验采用钻孔灌注嵌岩桩,以层中风化泥质粉砂岩为桩基持力层,桩端进入中风化岩层

2、大于3米。2、测试方法确定自锚式悬索斜拉组合体系桥梁是一种特殊的桥梁结构形式,同一个桥跨中,悬索与斜拉的相互协作达到共同承受荷载的目的。主塔是悬索一斜拉组合体系桥的关键部位,且受力复杂。在该项目中,桩基施工采用人工挖孔桩工艺,从挖孔桩到桩基混凝土浇筑,考虑的本工程场地、造价、及工期等严格要求,故选择自平衡试桩法进行本次测试。3、荷载箱埋设位置及试桩设计参数采用自平衡试桩法对自锚式悬索.斜拉组合承受荷载的受力特点进行分析,确定荷载箱的埋设位置,并根据加载时某级荷载下的位移量和前一级荷载下的位移量关系,估算试桩的侧阻力和端阻力找其平衡点,把荷载箱尽量埋设在其平衡点的位置。其中,试桩设计参数,确定加

3、载终止条件是准确获得试桩侧阻力和端阻力的关键。武西高速公路桃花峪黄河大桥项目是河南省规划的武陟至西峡高速公路跨越黄河的一座特大桥。桥梁长约7.739km,其最大跨度高达406米,主桥为双塔自锚式拱吊组合体系,桥跨布置为160+410+160=730m ;副桥采用变截面连续刚构,跨径布置有80+135+80、80+2×135+80二种形式,30m装配式预应力混凝土连续箱梁。在试验场地中进行了4根试桩,桩型为钻孔灌注嵌岩桩,端进入层中风化泥质粉砂岩深度不少于3米,4根试桩身配筋均一致,混凝土强度等级为C40,各试桩设计参数见表1。自平衡试桩法在自锚式悬索桥承载力测试中的应用朱家鹏河南省桃

4、花峪黄河大桥投资有限公司河南郑州450001【摘要】自平衡试桩法装置简单、节省费用、试桩仍可再利用、不受施工场地(水上、坡地、洞室等限制等优点。但目前该测试方法的应用和研究较少,因此对其应用过程的分析总结是有必要的,本文通过自平衡试桩法在武西高速公路桃花峪黄河大桥承载力测试中的应用,谈自己对自平衡试桩法的几点认识。【关键词】 自平衡试桩法单桩竖向承载力钻孔灌注嵌岩桩承载力测试表1自平衡试桩法试桩设计参数4、自锚式悬索桥承载力测试分析桃花峪黄河大桥试桩采用自平衡试桩法测试,桩型为钻孔灌注嵌岩桩,端进入泥质粉砂岩深度大于3米,4根试桩身配筋均一致,混凝土强度等级为C40,各试桩设计参数见表1。4根

5、试桩单桩竖向进行抗压承载力试验历时3天。根据自平衡试桩法测试所得数据,绘制4根试桩荷载箱上、下桩段在分级加载过程中的Q s 曲线(见图1 。图1各试桩荷载箱波段Qs曲线从试桩承载力理论值与实测值结果可以看出,试桩上下段桩的理论估算值和实测值基本一致。最终4根试桩测试结果均满足设计要求,这充分说明了自平衡试桩法在钻孔灌注嵌岩桩单桩抗压极限承载力测试中的应用是完全可行的。5、结论自锚式悬索桥构造简洁,保留了传统悬索桥优雅的外形,非常适合于现代的城市桥梁。研究大跨径自锚式悬索桥的结构动力特性,通过试桩承载力理论值与实测值的实验结果进行对比。结果表明:自锚式悬索桥的稳定性主要与主梁的施工方法和架设过程

6、有关,桥基的单桩竖向抗压极限承载力满足了设计要求,自锚式悬索桥具有良好的承载稳定性。同时,混凝土自锚式悬索桥主梁受到的轴向压力非常大,这样对于抗压性好的混凝土材料来讲,可以节省大量的预应力设备,这是混凝土自锚式悬索桥的独特之处。自平衡试桩法在该工程整个试桩过程只用时3天,并且测试费用比传统的静载试验低的多,这说明自平衡试桩法的优越性。桩基施工采用人工挖孔桩工艺,从挖孔桩到桩基混凝土浇筑,有效地保证了施工质量和进度。随着桩基础大量使用,该测试方法将具有广阔的应用和发展前景。参考文献1张宏斌,孔宪京,张哲.自锚式悬索桥动力特性分析J.公路交通科技,2004(7.2JGJ94-94.建筑桩基技术规范S.3陈仁福.大跨度悬索桥理