尖山沟特大桥拱座设计方案优化研究

武九高速公路尖山沟特大桥主桥为跨径220 m上承式钢管混凝土拱桥,原拱座采用扩大基础,基底呈阶梯形。左幅大桩号侧地基开挖后发现岩石节理、裂隙发育,拱座横向承载力不均匀。针对左幅拱座基础因不能完全嵌入中风化岩层而导致拱座受力不均的问题,提出增大基础尺寸、增设斜桩、增设顶推桩3种优化方案,并进行比选,最终采用增设2根?3.5 m斜桩方案(受力途径清晰、开挖量小、对环境及引桥影响小),以提高拱座抗推能力。采用有限元软件建立拱桥模型,对拱座承载力、大直径斜桩拱座边坡稳定性进行计算。结果表明:2种极限情况下拱座基底应力均小于1 000 kPa;考虑斜桩作用后,拱座水平向安全系数为17.6;单桩轴向承载力为106 926 kN,安全系数为2.7;成桥后拱座最大水平位移约为0.8 mm,边坡整体最大沉降值约为1.5 mm,基岩变位满足设计要求。