人行悬索桥工程地质探讨范文

本站小编为你精心准备了人行悬索桥工程地质探讨参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要:由于某地区两山顶间跨度较大，地质条件相差较多，导致悬索桥两端的施工工艺有所不同。通过工程地质测绘，分析各岩层物理学指标，了解场区构造及危岩分布，进而对岩桩与锚碇的基础层设置提出建设性建议。

关键词:勘察分析;地质测绘;物理学指标;桩岩;锚碇

0引言

根据某地区的旅游规划，需要在南北走向、跨度为505．5m两山顶之间建立一座人行悬索桥。在悬索桥的假设位置时，需要充分考虑当地地形、地质等条件，同时根据地形条件选择合适的施工方法。该地区的人工悬索桥的设计标准为:悬索桥梁跨度为42000cm，桥缆跨度布置3800cm+42000cm+4750cm，悬索桥梁标高为3865．3cm，悬索桥平面据山底最大高度为14300cm。桥面宽度为2400cm，根据架桥地点的各项条件，桥梁设计荷载为4kg/m2。

1工程地质测绘

(1)场区构造某地区的地壳表层属于地台式结构，主要位于山顶凸隆的地层表面，岩层主要由年代久远片麻状结构和条带状结构的岩石组成，均属于变质程度较深的混合岩，其中片岩和变粒岩是岩层的主要组成部分。场区的主要构造方向为西北走向，岩石的面状定向组构以及紧密线形的轴向的方向为东西走向。经过褶皱、变质作用的结晶变质岩主要是经过长时间沉积发育而成。与上古生代不同，新生代地层主要分布在成西北走向条带状结构中和新生沉积的盆地中。人工悬索桥所处地质构造受到沂沭深大断裂带的影响，由于沂沭深大断裂带大致位于沂河和沭河之间，具有延伸长、规模大、切割深及活动时间长的复杂特点，是我国重要的地震地带，由昌邑—大店、白芬子—浮来山断裂、沂水—汤头、安丘—莒县、鄌郚—葛沟四条平行断裂组成。葛沟断裂带可分为三段分别为北段、南段及中段，其中北段走向10°～25°，倾向西，部分倾向东，倾角60°～85°;南段走向15°～20°，倾向东，倾角为67°左右;中段走向10°～28°，倾向东，倾角为85°左右。其余三条断裂段的走向为20°左右，倾向西，倾角为75°左右。近场区内的断裂段属于拉扭性断裂，该断裂带走向为310°～329°，倾向西南，倾角为70°～85°。悬索桥南北岩系受到地质影响，南头的岩系为基底岩，北头的岩系为花岗岩，由于断裂带的扭压活动，使得矿物呈现定向排列，破碎宽带达到20～45m。

(2)近场区内危岩近场区内的危岩主要为不良地质，主要沿山脊纵向分布，集中于山顶，危岩对抗风锚的固定产生较大影响。经过风化的花岗岩呈现块状露出地表层，各块体的块度大小不一，部分危岩已经形成独立危岩，节理之间裂缝间距为0．3m以上，缝隙深度超度2m。主要的节理裂缝有两组分别为290°∠86°和J2:175°∠85°。经过对现场地质的勘查，近场区存在较多的非稳固型块体，在施工前需要对这些危岩进行清理，并进一步加强稳固性设计。

2地质勘察方法及参数指标确认

(1)地质勘察地质勘察中选择钻探的方式进行，用钻机从地表向下钻进，在地层中形成圆柱形钻孔，采取套管与泥浆护壁相结合的施工工艺。基岩风化程度较严重地区采用普通合金钻头钻孔，钻孔孔径不得小于115mm。基岩较完整时采用金刚石钻头钻孔，钻孔孔径不得小于90mm。为保证施工质量，地质勘察中须保证岩石的施工质量(RQD)必须65%以上，岩矿心的采取率须达到80%。

(2)声波检测通过观测钻孔孔壁传出声波速度变化情况，进而分析岩层的完整程度。根据不同岩层的声波速度以及岩体能量变化，从而研究岩体的岩性和结构变化情况。

(3)取样试验取样试验在施工中可以对工程有一个整体性评估。选取具有代表性的岩矿心进行抗拉、抗剪及抗压试验，分析岩层的稳定性，并有针对性分析其吸水率。

3悬索桥地质分析

(1)岩桩承载力悬索桥两端的索塔是整个桥体的支撑点，索塔两侧所受载荷过大，对岩石的稳定性及完整性有较高要求，选择中风化花岗岩作为基础力层，支柱选择直径较大的岩桩。岩桩的最大允许受力值与其横截面积、每一土层内支柱的周长、桩柱插入岩层的深度以及每一岩层的厚度有关，根据基岩的风化程度，分析计算强风化花岗岩与中风化花岗岩所需岩桩。

(2)锚碇地质分析根据有关设计计算，人工悬索桥两端锚碇的最大可承受力度为22950kN。由于两山顶之间跨度较大，其风化程度以及地质条件都有明显的差别，岩层的稳定性及力学强度也都不同。由于该地区的方向常年为偏北风，南头山顶两侧基岩为中风化，但岩体之间为裂缝发育，裂缝宽度达到了0．3m以上，部分岩体为危岩。以中风化花岗岩作为岩桩的基础层，采用重力式锚碇，并将锚碇设置为齿轮形式，以便于与基岩镶嵌，加强受力强度，增加了侧壁的摩擦力，减少了侧岩的压力。北头山顶两侧的基岩为强风化与中风化花岗岩，岩体之间同样存在裂缝发育，适宜采用重力式锚碇，由于强风化基岩的不稳定性，所以必须穿透强风化层以中风化岩层作为基础层，并将锚碇设置为齿轮形式，以便于与基岩镶嵌，在进行锚碇的阻力验算时，加入岩石的压力与侧壁的摩擦力。由于某地区常年受到风力影响，锚碇必须有一定的抗风张拉力，抗风锚碇的最大张力2405kN，最困难的情况下最大张力为3630kN。锚碇所处的位置决定了锚碇方式的选择，由于地层均为中风化花岗岩且山侧的坡度角大于40°，常规式的重力锚碇对环境的影响较大;隧道式锚碇的尺寸较小不易于施工，同时基岩的镶嵌作用得不到很好应用，所以应该采用新型抗剪嵌岩结构，可有效解决重力锚碇与隧道锚碇的不足。

4结论

通过对工程地质的测绘，了解场区构造以及危岩的分布。使用钻探的方式，采取套管与泥浆护壁相结合的施工工艺，从地表深层取得岩芯在室内进行抗拉、抗剪及抗压试验，分析岩层的稳定性，并有针对性分析其吸水率;通过声波检测分析同岩层的声波速度以及岩体能量变化，从而研究岩体的岩性和结构变化情况;通过锚碇地质分析，将锚碇基底设为齿轮状，采用新型抗剪嵌岩锚结构，加强侧岩受力强度以及侧壁的摩擦力。

参考文献

［1］白桦，李德锋，李宇，等．人行悬索桥抗风性能改善措施研究［J］．公路，2012(12):1－6．

［2］薛晓锋，管青海，胡兆同，等．大跨人行悬索桥非线性静风稳定性分析［J］．振动与冲击，2014，33(14):113－117+148．

［3］王斐，易绍平，吴明远．世界最大跨度人行悬索桥总体设计［J］．公路，2016，61(3):90－95．

［4］管青海．大跨加劲梁人行悬索桥风致稳定性研究［D］．西安:长安大学，2016．

［5］吴念，胡海燕．某风景区人行悬索桥设计［J］．公路与汽运，2017(1):147－148+206．

［6］施铭．考虑舒适度涌溪人行玻璃悬索桥设计研究［D］．福州:福建农林大学，2017．

［7］何恺，郭坤，马亮．提高大跨度人行悬索桥抗风稳定性措施的效果分析［J］．世界桥梁，2017，45(3):69－74．

［8］吴长青，张志田，吴肖波．抗风缆对人行悬索桥动力特性和静风稳定性的影响［J］．桥梁建设，2017，47(3):77－82.

作者：杜遂军 单位：江西赣粤高速公路工程有限责任公司