[发明专利]一种拱桥式明洞结构

说明书

技术领域

本发明涉及交通道路的隧道建筑结构技术领域，具体涉及一种拱桥式明洞结构。

背景技术

在山区修建铁路、公路等交通道路时，为了改善道路的行车条件和满足道路展线的需要，通常要采用隧道和桥梁的方式分别穿越山体和跨越沟壑。当交通道路穿越山体铺设时，首先要在山体中修建隧道，并在隧道内架设轨道或铺设路面。而进出隧道的洞门则往往要设置在山体的坡面上。由于长期受到风化剥蚀、大气降雨、地震等作用的影响，山体坡面上的岩体会发生剥落、坍塌，进而会沿坡面随机滚落或滑塌而形成落石、泥石流或滑坡等地质灾害，严重时会影响到隧道洞口以及行进中的车辆和人员的安全。此外，当道路穿越多座山体时，山体之间会存在有不同规模和类型的深谷沟壑，为了与山体中设置的隧道相衔接，就需要采用高架桥梁的方式跨越深谷沟壑，完成山区交通道路的铺设，因而在山体之间就会形成隧道和桥梁的衔接结构。当山体坡面发生落石、泥石流或滑坡等地质灾害时，坡面上的隧道洞门和与其相衔接的桥梁均会受到上述地质灾害的影响。为此，需要采用工程措施加以防治。通常所采用的工程措施主要有在清除坡面危岩体，在山体坡面设置拦截、挡护结构如挡土墙、拦截网或加固坡面的岩土体，上述措施在坡面上实施的难度较大，而且防治效果也不甚理想。此外，还可采用延长隧道洞身衬砌，使之延伸到隧道洞口坡面外而形成明洞或直接在隧道洞口处设置专门的明洞，以达到保护隧道和桥梁的目的。但是，由于受到山体坡面地形和地质条件的限制，特别是在坡面陡峻且深沟宽壑的状况下，无法寻找到设置明洞基础的平缓坡面，从而导致无法接长或设置明洞，而且跨越深谷沟壑的桥梁也需要与隧道进行衔接，此时桥梁需要采用高耸的桥墩加以支撑。当桥墩在深谷沟壑中设置时，不仅施工难度大，而且深谷沟壑又是山体坡面大气降雨时排泄洪水和泥石流的通道，由此会严重影响到桥墩乃至整座桥梁的安全，因此加大了在深谷沟壑中设置高耸桥墩的难度，并往往导致工程造价超高。

为此，需要寻求一种即安全、经济又适用的隧道明洞结构，使其不仅能够有效防治山体坡面落石、泥石流或滑坡等地质灾害对坡面隧道洞口和桥梁的影响，而且还能够便于在隧道洞口设置桥梁，以解决山区深谷沟壑地段隧道洞口明洞与桥梁衔接部位免受地质灾害影响与破坏的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拱桥式明洞结构。所述的拱桥式明洞结构不仅能够有效降低隧道洞口明洞在山体和深谷沟壑地段设计和施工的难度，而且还能有效地降低明洞的重量和减少施工的劳动强度，有利于提高隧道洞口明洞在山体坡面与沟壑地段防御地质灾害的性能，有利于节约建筑材料，降低工程造价，加快施工进度，确保在复杂地形和地质地段交通道路中隧道明洞的安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种拱桥式明洞结构，设置在隧道洞门的正前方并与隧道主体衔接，由明洞及其支承主体构成，支承主体由多个平行于隧道轴线且相互独立和并列设置的支承单元构成，优选为三个支承单元，即左支承单元、右支承单元和中间支承单元；各支承单元各自由桩基础、立于桩基础上的承台、立于承台上的主拱圈上的空腹拱桥构成；所述明洞两侧边墙分别设置在左支承单元和右支承单元的空腹拱桥上，明洞两侧边墙上设置有通透的拱形孔洞。

所述中间支承单元的空腹拱桥的横截面呈“T”形、“Y”形、“U”形或箱型之一种，优选的横截面呈“T”形。所述左支撑和右支撑单元的空腹拱桥的横截面呈矩形。所述明洞的横截面可为拱形、圆形、椭圆形、矩形或多边形，作为优选，所述明洞的横截面为拱形。支承主体由钢筋混凝土或混凝土构成；明洞由钢材、玻璃钢或钢拱肋与柔性防护网组合构成，以减轻自重。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明以拱桥支撑拱形明洞，不仅降低了在复杂地形和地质地段设置隧道明洞的难度，而且还降低了山体坡面和深谷沟壑地段隧道明洞易受坡面落石、洪水、泥石流和滑坡等地质灾害的危害，有利于保障道路交通的安全与顺畅。

二、本发明将支撑明洞的拱桥和支撑道路的拱桥分开设置，消除了因道路拱桥上机动车辆或列车运行产生的振动对拱形明洞的影响，有利于减少明洞和拱桥的动力荷载，延长明洞的使用寿命。

三、本发明在明洞和拱桥上均设置有通透性的孔洞，其不仅可减少明洞和拱桥的重量，节约建筑材料，降低工程造价，而且还具有自然通风和对流、自然采光和照明、降低高速车辆进入明洞和隧道时空气动力学效应的环保效果，同时还具有降低作用于明洞上风荷载的效果。