本发明属于道路扩宽技术领域，尤其是涉及一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构及施工方法。
背景技术：
山区悬崖峭壁路段，老路拓宽工程往往面临两难选择：即向山体内侧拓宽，则需大面积开挖山体，高陡边坡刷坡严重，环境破坏大且施工风险高；向山体外侧拓宽，由于悬崖地形过陡使得挡墙或桥墩无法建造。因此，对于悬崖峭壁路段，采用大悬挑结构进行老路拓宽是最合适的方案。
目前，山区悬崖峭壁路段的老路拓宽技术存在以下缺点：
1、现有路基拓宽技术，在悬崖峭壁地形路段由于地形差异而不适用。如中国专利号cn109989312a和cn105236872针对斜坡地形而非悬崖地形，在悬崖峭壁路段挡墙无落脚点而实际无法施工。
2、现有悬挑结构技术，施工复杂，且施工风险高，存在安全隐患。如中国专利号cn201962558u，在老路外侧设置钢筋混凝土长柱桩，由于桩基靠近临空面，容易塌孔，桩基无法施工。在悬崖坡面上设置土钉或锚杆，需施工人员下悬崖施工，安全隐患大。
3、现有悬挑结构技术，抗倾覆安全措施较弱，采用锚杆作为抗倾覆构件。锚杆构件在土中易腐蚀，耐久性差，寿命短，安全度低。一旦锚杆失效，悬挑结构将向悬崖侧倾覆，后果严重。
4、现有悬挑结构技术，桥面板施工不便。桥面板主要采用支架现浇结构或预制板拼装结构。支架现浇需搭设支架，在悬崖峭壁路段无法施工；预制板拼装结构对施工精度要求高，预制板繁多，桥面板整体性差，后期病害较多，维修困难。
5、现有悬挑结构技术，未充分考虑排水措施，使用期存在水毁风险。
技术实现要素：
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种构造简单，施工便捷，结构安全，保护环境，建设成本低的适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构及施工方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，包括老路、下边坡悬崖和上边坡峭壁，下边坡悬崖和上边坡峭壁分别位于老路的两侧；所述老路上设置有条形基础、抗拔桩和桩帽，条形基础靠近下边坡悬崖设置，且条形基础沿老路长度方向设置，抗拔桩靠近上边坡峭壁设置，桩帽设置于抗拔桩上；所述老路上设置有预制横梁，预制横梁设置于条形基础和桩帽上，且预制横梁底部部分内嵌于老路内；相邻所述预制横梁上设置有桥面系，桥面系与老路之间形成排水通道；所述桥面系包括压型钢板、焊钉、混凝土板和沥青铺装层。
作为本发明的一种优选方案，所述上边坡峭壁的坡脚位置处设置有排水边沟，排水边沟与排水通道相连通。
作为本发明的一种优选方案，所述抗拔桩埋设于老路内，多个抗拔桩沿老路的长度方向等距排布，桩帽对应设置于抗拔桩上。
作为本发明的一种优选方案，所述条形基础埋设于老路内，条形基础顶部位于老路路面下方。
作为本发明的一种优选方案，所述焊钉竖直且固定设置于压型钢板上表面，混凝土板铺设于压型钢板上，沥青铺装层铺设于混凝土板上。
作为本发明的一种优选方案，所述桥面系靠近下边坡悬崖处设置有悬崖侧护栏，桥面系靠近上边坡峭壁处设置有峭壁侧护栏。
一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤a：在老路靠近上边坡峭壁侧进行抗拔桩的设置，抗拔桩采用人工挖孔桩进行施工，并在抗拔桩顶部设置相对应的桩帽；
步骤b：在老路靠近下边坡悬崖侧进行开槽施工，在老路开槽内铺设钢筋，并进行条形基础的浇筑；
步骤c：在老路上开挖槽口，并对开挖形成的槽口的槽底进行清理，槽口位于桩帽与下边坡悬崖之间；
步骤d：在工厂内进行预制横梁的预制加工，将预制横梁运至现场，在老路的槽口内铺设一层水泥砂浆，并将预制横梁底部插入老路的槽口，预制横梁底部与条形基础和桩帽相抵；
步骤e：将预制横梁与桩帽先进行临时连接，再浇筑混凝土刚接；
步骤f：在相邻预制横梁之间进行桥面系的施工，在相邻预制横梁上设置压型钢板，并在压型钢板底部安装焊钉，在压型钢板上铺设钢筋并整体现浇混凝土板，在混凝土板养护完成后在混凝土板顶部铺摊沥青铺装层；
步骤g：在桥面系两侧预埋安装悬崖侧护栏和峭壁侧护栏；
步骤h：在上边坡峭壁坡脚处开挖形成排水边沟。作为本发明的一种优选方案，所述。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤c中老路的槽口宽度不小于预制横梁的宽度，步骤e在预制横梁与桩帽连接后，对预制横梁与槽口之间形成的槽壁采用无收缩小石子混凝土回填。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤e在预制横梁施工完成后对预制横梁进行预应力钢束张拉。
作为本发明的一种优选方案，所述桥面系与老路路面之间形成间隙，该间隙为排水通道，排水通道与排水边沟相连通。
本发明的有益效果是，与现有技术相比：
1、适用范围广。
本发明即适合陡坡路段，亦适合悬崖路峭壁段。特别是可以解决在悬崖峭壁路段，山体外侧挡墙施工和山体内侧边坡施工无法实施的技术问题。
2、施工安全，避免施工期间安全隐患。
本发明老路靠悬崖侧设置条形基础，即可保证条形基础整体受力，避免不均匀沉降，又可避免采用桩基施工时由于桩基距离悬崖侧临空面过近产生的塌孔风险。
本发明所有施工步骤，施工人员均在老路上操作，无需下至悬崖侧壁上施工，保证施工人员安全，避免安全隐患。
3、施工方便、快捷。
本发明桥面系采用压型钢板技术，施工无需搭设支架，节约悬崖侧临空面支架搭设困难的技术问题。桥面系采用整体现浇施工，避免小型预制板施工预制、吊装繁杂的问题，加快施工速度。
4、安全可靠度高
本发明采用抗拔桩作为抗倾覆措施，通过抗拔桩与土的侧摩阻力以及桩侧被动土压力抵挡倾覆弯矩。结构安全度高，不存在锚杆失效的问题。
本发明桥面系整体现浇，将多个大悬挑预制横梁和抗拔桩联合受力，整体抗倾覆能力强。
本发明桥面系采用压型钢板技术，压型钢板作为结构安全储备可参与桥面系受力，桥面系强度高，后期病害少。
5、排水顺畅
山洪水毁是影响山区公路安全的主要因素。本发明在桥面系下预留排水通道，可保证山洪自由排水，减轻水毁自然灾害。
6、易达到、易维护，全寿命设计
公路养护人员可以方便进入排水通道进行维护、检修、疏通工作，方便后期养护，提高结构耐久性，延长结构使用寿命。
附图说明
图1是本发明的横断面示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的仰视图；
图4是老路的横断面示意图；
图5是桥面系横断面示意图；
图中附图标记：老路101，下边坡悬崖102，上边坡峭壁103，预制横梁201，条形基础202，抗拔桩203，桩帽204，桥面系301，悬崖侧护栏302，峭壁侧护栏303，排水边沟304，排水通道305，压型钢板401，焊钉402，混凝土板403，沥青铺装层404。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1-5所示，一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，包括老路101、下边坡悬崖102和上边坡峭壁103，下边坡悬崖102和上边坡峭壁103分别位于老路101的两侧，老路101上设置有条形基础202、抗拔桩203和桩帽204，条形基础202靠近下边坡悬崖102设置，且条形基础202沿老路101长度方向设置，条形基础202的长度与所要扩宽的老路长度一致，抗拔桩203靠近上边坡峭壁103设置，桩帽204设置于抗拔桩203上。
老路101上设置有预制横梁201，预制横梁201设置于条形基础202和桩帽204上，预制横梁201搁置于条形基础202和桩帽204上，条形基础202和桩帽204位于条形基础202的两端，且预制横梁201底部部分内嵌于老路101内。
预制横梁201的数量和相邻预制横梁201之间的间距根据实际情况进行设置，预制横梁201沿老路101的宽度方向设置，预制横梁201的长度大于老路的宽度，预制横梁201部分延伸至老路外，形成悬空结构，在预制横梁201的基础上，对老路进行适当的扩宽，预制横梁201的长度根据实际需要进行设计，预制横梁201上设置有桥面系301，桥面系301与老路101之间形成排水通道305，桥面系301形成扩宽的新路，桥面系301包括压型钢板401、焊钉402、混凝土板403和沥青铺装层404。
上边坡峭壁103的坡脚位置处设置有排水边沟304，排水边沟304与排水通道305相连通，排水边沟304沿着上边坡峭壁103的坡脚处设置。
抗拔桩203埋设于老路101内，多个抗拔桩203沿老路101的长度方向等距排布，桩帽204对应设置于抗拔桩203上。
条形基础202埋设于老路101内，条形基础202顶部位于老路101路面下方，条形基础202采用钢筋混凝土结构，保证条形基础202整体受力。条形基础202距离悬崖预留一定襟边，保证条形基础202基底受力安全。
焊钉402竖直且固定设置于压型钢板401上表面，混凝土板403铺设于压型钢板401上，沥青铺装层404铺设于混凝土板403上，桥面系301采用压型钢板401现浇混凝土结构，压型钢板401作为混凝土浇筑底模，可实现无支架施工，解决悬崖外侧临空位置支架搭设困难的技术问题，混凝土整体现浇，保证大悬挑结构整体受力，增强抗倾覆能力及抗震能力，保证结构安全。
桥面系301靠近下边坡悬崖102处设置有悬崖侧护栏302，桥面系301靠近上边坡峭壁103处设置有峭壁侧护栏303，悬崖侧护栏302采用刚性护栏，避免车辆冲出悬崖；峭壁侧护栏303采用刚性护栏，增加大悬挑结构峭壁侧自重已提高抗倾覆弯矩，亦可采用柔性护栏，节约工程造价，并减少事故车辆碰撞伤害。
一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤a：在老路101靠近上边坡峭壁103侧进行抗拔桩203的设置，抗拔桩203采用人工挖孔桩进行施工，并在抗拔桩203顶部设置相对应的桩帽204。
抗拔桩203为采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩，人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，挖孔桩要比木桩、混凝土打入桩抗震能力强，造价比冲锥冲孔、冲击锥冲孔、冲击钻机冲孔、回旋钻机钻孔、沉井基础节省，桩帽204焊接在抗拔桩203的最前端，在管桩下沉施工时安装在抗拔桩203上，起引导和封堵作用，桩帽204带抗拔桩203的桩身进入土层,以免造成桩头破坏及桩身倾斜(垂直度控制),并能较好得进入持力层。
步骤b：在老路101靠近下边坡悬崖102侧进行开槽施工，在老路101开槽内铺设钢筋，并进行条形基础202的浇筑，条形基础202采用钢筋混凝土结构，保证条形基础202整体受力。条形基础202距离悬崖预留一定襟边，保证基底受力安全。
步骤c：在老路101上开挖槽口，并对开挖形成的槽口的槽底进行清理，槽口位于桩帽204与下边坡悬崖102之间，槽口宽度不小于预制横梁201的宽度。
步骤d：在工厂内进行预制横梁201的预制加工，将预制横梁201运至现场，在老路101的槽口内铺设一层水泥砂浆，加强槽底平整及与预制横梁201的粘结性，并将预制横梁201底部插入老路101的槽口，预制横梁201底部与条形基础202和桩帽204相抵。
步骤e：将预制横梁201与桩帽204先进行临时连接，再浇筑混凝土刚接，在预制横梁201与桩帽204连接后，对预制横梁201与槽口之间形成的槽壁采用无收缩小石子混凝土回填，老路101和预制横梁201之间形成嵌固机制，增强大悬挑预制横梁201的抗倾覆稳定性，并对预制横梁201进行预应力钢束张拉。
步骤f：在相邻预制横梁201之间进行桥面系301的施工，在相邻预制横梁201上设置压型钢板401，并在压型钢板401底部安装焊钉402，在压型钢板401上铺设钢筋并整体现浇混凝土板403，在混凝土板403养护完成后在混凝土板403顶部铺摊沥青铺装层404。
压型钢板401作为混凝土浇筑底模，可实现无支架施工，解决悬崖外侧临空位置支架搭设困难的技术问题，混凝土整体现浇，保证大悬挑结构整体受力，增强抗倾覆能力及抗震能力，保证结构安全。
焊钉402焊接在压型钢板401，以保证压型钢板401与整体现浇混凝土板403共同工作。整体现浇混凝土板403上铺设沥青铺装404，作为行车路面。
步骤g：在桥面系301两侧预埋安装悬崖侧护栏302和峭壁侧护栏303。
步骤h：在上边坡峭壁103坡脚处开挖形成排水边沟，防止上边坡峭壁103雨水冲刷。山洪期间，可通过排水边沟304以及老路101路面和桥面系301之间的排水通道305进行排洪。上边坡峭壁103与桥面系301保持合适的水平距离，可作为预制横梁201的张拉空间，以及可作为公路养护人员进行维护、检修的通道，并可避免峭壁滚石落下损伤桥面系301及行驶车辆。
桥面系301与老路101路面之间形成间隙，该间隙为排水通道305，排水通道305与排水边沟相连通。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：老路101，下边坡悬崖102，上边坡峭壁103，预制横梁201，条形基础202，抗拔桩203，桩帽204，桥面系301，悬崖侧护栏302，峭壁侧护栏303，排水边沟304，排水通道305，压型钢板401，焊钉402，混凝土板403，沥青铺装层404等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
1.一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，包括老路(101)、下边坡悬崖(102)和上边坡峭壁(103)，下边坡悬崖(102)和上边坡峭壁(103)分别位于老路(101)的两侧；其特征在于，所述老路(101)上设置有条形基础(202)、抗拔桩(203)和桩帽(204)，条形基础(202)靠近下边坡悬崖(102)设置，且条形基础(202)沿老路(101)长度方向设置，抗拔桩(203)靠近上边坡峭壁(103)设置，桩帽(204)设置于抗拔桩(203)上；所述老路(101)上设置有预制横梁(201)，预制横梁(201)设置于条形基础(202)和桩帽(204)上，且预制横梁(201)底部部分内嵌于老路(101)内；相邻所述预制横梁(201)上设置有桥面系(301)，桥面系(301)与老路(101)之间形成排水通道(305)；所述桥面系(301)包括压型钢板(401)、焊钉(402)、混凝土板(403)和沥青铺装层(404)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，其特征在于，所述上边坡峭壁(103)的坡脚位置处设置有排水边沟(304)，排水边沟(304)与排水通道(305)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，其特征在于，所述抗拔桩(203)埋设于老路(101)内，多个抗拔桩(203)沿老路(101)的长度方向等距排布，桩帽(204)对应设置于抗拔桩(203)上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，其特征在于，所述条形基础(202)埋设于老路(101)内，条形基础(202)顶部位于老路(101)路面下方。
5.根据权利要求1所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，其特征在于，所述焊钉(402)竖直且固定设置于压型钢板(401)上表面，混凝土板(403)铺设于压型钢板(401)上，沥青铺装层(404)铺设于混凝土板(403)上。
6.根据权利要求1所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构，其特征在于，所述桥面系(301)靠近下边坡悬崖(102)处设置有悬崖侧护栏(302)，桥面系(301)靠近上边坡峭壁(103)处设置有峭壁侧护栏(303)。
7.一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a：在老路(101)靠近上边坡峭壁(103)侧进行抗拔桩(203)的设置，抗拔桩(203)采用人工挖孔桩进行施工，并在抗拔桩(203)顶部设置相对应的桩帽(204)；
步骤b：在老路(101)靠近下边坡悬崖(102)侧进行开槽施工，在老路(101)开槽内铺设钢筋，并进行条形基础(202)的浇筑；
步骤c：在老路(101)上开挖槽口，并对开挖形成的槽口的槽底进行清理，槽口位于桩帽(204)与下边坡悬崖(102)之间；
步骤d：在工厂内进行预制横梁(201)的预制加工，将预制横梁(201)运至现场，在老路(101)的槽口内铺设一层水泥砂浆，并将预制横梁(201)底部插入老路(101)的槽口，预制横梁(201)底部与条形基础(202)和桩帽(204)相抵；
步骤e：将预制横梁(201)与桩帽(204)先进行临时连接，再浇筑混凝土刚接；
步骤f：在相邻预制横梁(201)之间进行桥面系(301)的施工，在相邻预制横梁(201)上设置压型钢板(401)，并在压型钢板(401)底部安装焊钉(402)，在压型钢板(401)上铺设钢筋并整体现浇混凝土板(403)，在混凝土板(403)养护完成后在混凝土板(403)顶部铺摊沥青铺装层(404)；
步骤g：在桥面系(301)两侧预埋安装悬崖侧护栏(302)和峭壁侧护栏(303)；
步骤h：在上边坡峭壁(103)坡脚处开挖形成排水边沟(304)。
8.根据权利要求7所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，其特征在于，所述步骤c中老路(101)的槽口宽度不小于预制横梁(201)的宽度，步骤e在预制横梁(201)与桩帽(204)连接后，对预制横梁(201)与槽口之间形成的槽壁采用无收缩小石子混凝土回填。
9.根据权利要求7所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，其特征在于，所述步骤e在预制横梁(201)施工完成后对预制横梁(201)进行预应力钢束张拉。
10.根据权利要求7所述的一种适用于悬崖峭壁路段老路扩宽的大悬挑结构的施工方法，其特征在于，所述桥面系(301)与老路(101)路面之间形成间隙，该间隙为排水通道(305)，排水通道(305)与排水边沟(304)相连通。
技术总结