桩基托换(设计)
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花
场
速
黄
石
公
路
外语学院 终点(黄石路)
机 会议中 心北侧 路西延 线 机 路 云 场 场 西 东
白
广
机
白
云
白云国际会议中心
线
一
线
线
大
广州体育馆
最后与现有黄石路相接，主线全
长5.2公里，这条线路是未来广 州市北出口的一条重要通道，也 是白云新城周边区域进入广州市
路
道
路
大 金 钟 路
区的一条交通干道。
路
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
ZR22托换设计：新建隧道两侧施工两根φ180cm钻孔桩—现有承台接长、加 宽、加厚—顶升上部结构至设计要求位置—浇实顶升空间，隧道从两根新桩 之间穿过。（主动托换）
广州市市政工程设计研究院
7 施工监控
各项监测项目在施工前应测得稳定的初始值，作为后续观测值的基准； 基坑开挖、截桩时要加强对基坑周边桥梁的桩基、地表沉陷和地下管线 的监测； 在千斤顶发挥作用和截桩过程中，应加强对被托换桩的沉降和托换梁变 形开展监测； 在基坑开挖和桩基托换过程中，应对托换桩临近的桩（桥墩）和上部结 构进行监测； 监测项目的警戒值：
广州市市政工程设计研究院
汇报完毕！ 谢谢各位领导、各位专家、
各位来宾光临指导！
（1）桥梁桩基沉降控制在10mm内； （2）钢箱梁的沉降控制在8mm内，砼箱梁的沉降控制在4mm内； （3）管线变位：沉降或水平变位不超过30mm，每天发展不得超过5mm。
广州市市政工程设计研究院
8 本托换工程的技术特点
与目前广州地区市政工程桥梁结构托换相比较，本工程主要技术特点有： （1）托换种类和数量最多，采用的托换方式齐全；
西
园
广
北
环
高
速
广 园
公
路
中 路
起点(广园西路)
广州市市政工程设计研究院
2 线路设计
控制因素:
（1）线路多处与既有桥梁和地面道路相交。 （2）既有桥梁和地面道路均为城市主干道，对施工期间交通组织要求高。
设计理念:
坚持以人为本的设计理念，以方便行车为宗旨，改传统的“怎么好建怎么建”
为“怎么好用怎么建” 。
机场高速-北环高速节点托换墩桩 下穿机场路隧道节点托换墩柱
下穿机场 路隧道
ZR22
E5
K17
I5
机场高速路 I6
I7
广州市市政工程设计研究院
4 被托换桥梁结构简介
I5
I6
I7
K17
既有桥梁：现浇钢筋砼 连续梁；钢箱梁；预制 小箱梁（北环高速，机 E5 场高速） 地面道路：城市主干道 施工期间尽量减少干扰
广州市市政工程设计研究院
ZR22
5 托换结构设源自文库原则
鉴于本工程托换结构的特殊性，遵循以下原则进行结构设计：
必须保证北环高速公路及机场高速路的行车技术标准及交通安全；
施工期间及托换后必须保证北环高速公路及机场高速路桥梁结构安全；
托换结构采用传力直接、受力明确的体系； 施工工艺充分考虑到国内有经验的施工队伍的技术水平； 同时兼顾施工期间交通组织的协调布置。
工程地质状况：
（1）石灰岩岩溶非常发育； （2）岩溶承压水的压力较大； （3）地质分层夹层较多。
基础施工要求：
为尽量减少托换结构的桩基沉降对既有结构造成的不利影响，要求桩
基沉渣不大于1cm，远大于新建工程设计规范要求的不大于5cm。因此,施
工难度大。
广州市市政工程设计研究院
4 被托换桥梁结构简介
（2）工程地质条件复杂，溶洞、夹层在场区广泛分布；
（3）施工场地限制因素多，牵涉到多条主干道的桥梁结构及地面道路；
（4）施工工期紧；
（5）被托换桥梁结构类型众多； （6）施工监控项目多，变形控制要求严格。
广州市市政工程设计研究院
9 本托换工程的意义
本托换工程的实施对整个工程全线的顺利竣工具有重要意义。 对广州市乃至全国其他城市的道路建设设计选线也提供了更加广阔的空间。 为今后相类似桥梁结构托换工程建设起到指导和借鉴作用。 改善了本工程施工期间及运营阶段交通状况，提高了运营能力。
云
三
线
高
1 工程概况
白云国际会议中心周边市政道路 二期工程位于广州市白云区，规 划控制为城市主干道，该线路大 致呈南北走向，最南端的起点与 广园西路相接，下穿北环高速公 路后，沿着现有的机场高速路向 机场高速-白云新城连接线高架桥 北延伸，与机场路下穿相交后， 再向东北方向贯穿整个白云新城 （原白云国际机场跑道范围），
设计成果:
在这些先进设计理念指导下，共有6个既有桥梁的墩柱与本设计中的三条隧道发生冲突，
需对既有桥梁结构进行托换。这虽然给结构设计和施工带来了很大难度，但在施工期间对既
有桥梁和地面道路正常通行影响减少到了最小限度，良好的行车线路在运营阶段将给城市发 展提供更良好的服务。
广州市市政工程设计研究院
3 工程地质状况及基础施工要求
控制，该技术适用于小吨位和结构对变形不甚严格的情况。
根据各墩柱的受力特点和所属上部结构的型式，尽量减小施工期间对交 通的影响，确保既有桥梁的绝对安全，最终确定K17和ZR22采用主动托换其
余采用被动托换。
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
I5托换设计：临时支承上部结构—沿箱梁底面切除现有的桥墩—新建门架墩， 地面道路从门架的两根墩柱之间穿过。（被动托换）
新建地面道路
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
I6托换设计：临时支承上部结构—沿箱梁底面切除现有的桥墩—新建门架墩， 隧道从门架的两根墩柱之间穿过。（被动托换）
西线隧道
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
I7托换设计：临时支承上部结构—新建门架墩（门架的横梁包裹现有方柱）— 沿横梁底面切除旧墩柱，隧道从门架的两个墩柱之间穿过。（被动托换）
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
托换技术是对既有结构的一种局部的结构改造，实施过程中不仅要考虑
到施工的可行性，还要最大限度的降低对既有结构的影响。其核心技术是新 旧结构的荷载转换，要求在转换的过程中托换结构和新结构的变形限制在上 部结构允许的范围之内。因此，托换技术含量高、风险大，它涉及土木工程 技术的多个方面，具有综合性强、各专业结合要求高、环境和安全问题突出 等特点。这对于设计和施工来说都是极大的考验。 按托换机理可以分为：主动和被动托换技术。主动托换技术采用顶升手 段消除部分新建结构和既有结构的变形，使得托换后新建结构和既有结构的 变形限制在较小的范围。该技术运用于大吨位、结构物对变形要求严格的情 况。被动托换技术不予顶升，托换后新建结构和既有结构的变形往往难以得到
白云国际会议中心周边市政道路二期工程
既有桥梁结构托换工程
广州市市政工程设计研究院· 广州
汇报大纲
1 工程概况
2 线路设计
3 工程地质状况及基础施工要求 4 被托换桥梁结构简介
5 托换结构设计原则
6 托换结构设计 7 施工监控 8 本托换工程的技术特点 9 本托换工程的意义
广州市市政工程设计研究院
场白
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
K17托换设计：临时支承上部结构—现有承台的上方新建托换梁（包裹住墩 柱）—沿新托换梁底切除旧墩—顶升上部结构至设计要求位置—浇实顶升空 间，隧道从两根新桩之间穿过。（主动托换）
托换梁
顶升空间
顶升空间
旧承台
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
E5托换设计：临时支承上部结构—新建门架墩替换现有的旧墩，隧道从门 架的两个墩柱之间穿过。（被动托换）
场
速
黄
石
公
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外语学院 终点(黄石路)
机 会议中 心北侧 路西延 线 机 路 云 场 场 西 东
白
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白云国际会议中心
线
一
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大
广州体育馆
最后与现有黄石路相接，主线全
长5.2公里，这条线路是未来广 州市北出口的一条重要通道，也 是白云新城周边区域进入广州市
路
道
路
大 金 钟 路
区的一条交通干道。
路
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6 托换结构设计
ZR22托换设计：新建隧道两侧施工两根φ180cm钻孔桩—现有承台接长、加 宽、加厚—顶升上部结构至设计要求位置—浇实顶升空间，隧道从两根新桩 之间穿过。（主动托换）
广州市市政工程设计研究院
7 施工监控
各项监测项目在施工前应测得稳定的初始值，作为后续观测值的基准； 基坑开挖、截桩时要加强对基坑周边桥梁的桩基、地表沉陷和地下管线 的监测； 在千斤顶发挥作用和截桩过程中，应加强对被托换桩的沉降和托换梁变 形开展监测； 在基坑开挖和桩基托换过程中，应对托换桩临近的桩（桥墩）和上部结 构进行监测； 监测项目的警戒值：
广州市市政工程设计研究院
汇报完毕！ 谢谢各位领导、各位专家、
各位来宾光临指导！
（1）桥梁桩基沉降控制在10mm内； （2）钢箱梁的沉降控制在8mm内，砼箱梁的沉降控制在4mm内； （3）管线变位：沉降或水平变位不超过30mm，每天发展不得超过5mm。
广州市市政工程设计研究院
8 本托换工程的技术特点
与目前广州地区市政工程桥梁结构托换相比较，本工程主要技术特点有： （1）托换种类和数量最多，采用的托换方式齐全；
西
园
广
北
环
高
速
广 园
公
路
中 路
起点(广园西路)
广州市市政工程设计研究院
2 线路设计
控制因素:
（1）线路多处与既有桥梁和地面道路相交。 （2）既有桥梁和地面道路均为城市主干道，对施工期间交通组织要求高。
设计理念:
坚持以人为本的设计理念，以方便行车为宗旨，改传统的“怎么好建怎么建”
为“怎么好用怎么建” 。
机场高速-北环高速节点托换墩桩 下穿机场路隧道节点托换墩柱
下穿机场 路隧道
ZR22
E5
K17
I5
机场高速路 I6
I7
广州市市政工程设计研究院
4 被托换桥梁结构简介
I5
I6
I7
K17
既有桥梁：现浇钢筋砼 连续梁；钢箱梁；预制 小箱梁（北环高速，机 E5 场高速） 地面道路：城市主干道 施工期间尽量减少干扰
广州市市政工程设计研究院
ZR22
5 托换结构设源自文库原则
鉴于本工程托换结构的特殊性，遵循以下原则进行结构设计：
必须保证北环高速公路及机场高速路的行车技术标准及交通安全；
施工期间及托换后必须保证北环高速公路及机场高速路桥梁结构安全；
托换结构采用传力直接、受力明确的体系； 施工工艺充分考虑到国内有经验的施工队伍的技术水平； 同时兼顾施工期间交通组织的协调布置。
工程地质状况：
（1）石灰岩岩溶非常发育； （2）岩溶承压水的压力较大； （3）地质分层夹层较多。
基础施工要求：
为尽量减少托换结构的桩基沉降对既有结构造成的不利影响，要求桩
基沉渣不大于1cm，远大于新建工程设计规范要求的不大于5cm。因此,施
工难度大。
广州市市政工程设计研究院
4 被托换桥梁结构简介
（2）工程地质条件复杂，溶洞、夹层在场区广泛分布；
（3）施工场地限制因素多，牵涉到多条主干道的桥梁结构及地面道路；
（4）施工工期紧；
（5）被托换桥梁结构类型众多； （6）施工监控项目多，变形控制要求严格。
广州市市政工程设计研究院
9 本托换工程的意义
本托换工程的实施对整个工程全线的顺利竣工具有重要意义。 对广州市乃至全国其他城市的道路建设设计选线也提供了更加广阔的空间。 为今后相类似桥梁结构托换工程建设起到指导和借鉴作用。 改善了本工程施工期间及运营阶段交通状况，提高了运营能力。
云
三
线
高
1 工程概况
白云国际会议中心周边市政道路 二期工程位于广州市白云区，规 划控制为城市主干道，该线路大 致呈南北走向，最南端的起点与 广园西路相接，下穿北环高速公 路后，沿着现有的机场高速路向 机场高速-白云新城连接线高架桥 北延伸，与机场路下穿相交后， 再向东北方向贯穿整个白云新城 （原白云国际机场跑道范围），
设计成果:
在这些先进设计理念指导下，共有6个既有桥梁的墩柱与本设计中的三条隧道发生冲突，
需对既有桥梁结构进行托换。这虽然给结构设计和施工带来了很大难度，但在施工期间对既
有桥梁和地面道路正常通行影响减少到了最小限度，良好的行车线路在运营阶段将给城市发 展提供更良好的服务。
广州市市政工程设计研究院
3 工程地质状况及基础施工要求
控制，该技术适用于小吨位和结构对变形不甚严格的情况。
根据各墩柱的受力特点和所属上部结构的型式，尽量减小施工期间对交 通的影响，确保既有桥梁的绝对安全，最终确定K17和ZR22采用主动托换其
余采用被动托换。
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
I5托换设计：临时支承上部结构—沿箱梁底面切除现有的桥墩—新建门架墩， 地面道路从门架的两根墩柱之间穿过。（被动托换）
新建地面道路
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6 托换结构设计
I6托换设计：临时支承上部结构—沿箱梁底面切除现有的桥墩—新建门架墩， 隧道从门架的两根墩柱之间穿过。（被动托换）
西线隧道
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6 托换结构设计
I7托换设计：临时支承上部结构—新建门架墩（门架的横梁包裹现有方柱）— 沿横梁底面切除旧墩柱，隧道从门架的两个墩柱之间穿过。（被动托换）
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
托换技术是对既有结构的一种局部的结构改造，实施过程中不仅要考虑
到施工的可行性，还要最大限度的降低对既有结构的影响。其核心技术是新 旧结构的荷载转换，要求在转换的过程中托换结构和新结构的变形限制在上 部结构允许的范围之内。因此，托换技术含量高、风险大，它涉及土木工程 技术的多个方面，具有综合性强、各专业结合要求高、环境和安全问题突出 等特点。这对于设计和施工来说都是极大的考验。 按托换机理可以分为：主动和被动托换技术。主动托换技术采用顶升手 段消除部分新建结构和既有结构的变形，使得托换后新建结构和既有结构的 变形限制在较小的范围。该技术运用于大吨位、结构物对变形要求严格的情 况。被动托换技术不予顶升，托换后新建结构和既有结构的变形往往难以得到
白云国际会议中心周边市政道路二期工程
既有桥梁结构托换工程
广州市市政工程设计研究院· 广州
汇报大纲
1 工程概况
2 线路设计
3 工程地质状况及基础施工要求 4 被托换桥梁结构简介
5 托换结构设计原则
6 托换结构设计 7 施工监控 8 本托换工程的技术特点 9 本托换工程的意义
广州市市政工程设计研究院
场白
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
K17托换设计：临时支承上部结构—现有承台的上方新建托换梁（包裹住墩 柱）—沿新托换梁底切除旧墩—顶升上部结构至设计要求位置—浇实顶升空 间，隧道从两根新桩之间穿过。（主动托换）
托换梁
顶升空间
顶升空间
旧承台
广州市市政工程设计研究院
6 托换结构设计
E5托换设计：临时支承上部结构—新建门架墩替换现有的旧墩，隧道从门 架的两个墩柱之间穿过。（被动托换）