CN104233941B - 一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：包括基础和槽型梁，所述基础竖直插入地下稳定土层内，所述槽型梁包括底板和腹板，所述腹板竖直向上设置在底板横向两侧，所述底板与腹板为一体成型的钢筋混凝土结构，所述底板在基础上沿路基长度方向首尾连接，所述底板上铺设轨道道床。本发明将槽型梁腹板兼做防浪墙，槽型梁的底板兼做桩板结构的承载板，省去了桩板结构的托梁，大幅降低结构高度和宽度，从而大幅降低了施工难度及风险，并且兼顾了防浪、防潮的功能。

Description

一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构

技术领域

本发明涉及桥梁路基结构技术领域，具体地指一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构。

背景技术

随着轨道交通的快速发展，为了确保列车高速、安全及平稳运行，桥梁路基结构应具有足够的强度、稳定性和耐久性。在一些河(海)堤区域，地下土质松散、含水量大，这对桥梁路基构筑提出更高的要求。

常规桩板结构多应用于路基段，为托梁加承载板的模式。申请号为201310361854.8的发明专利公开了一种埋入式托梁桩板结构，包括钻孔灌注桩、钢筋混凝土托梁、承载板，钻孔灌注桩竖直插入地下稳定岩层内，钢筋混凝土托梁沿路基本体横向布设，承载板搭接在托梁顶部，承载板上部填筑路基。但是这种承载板整体结构高度较高，开挖量很大，因此在河(海)堤上(两侧均为水域)施工风险及施工难度较大。另外，为了满足防浪、防潮功能，需要在常规桩板结构上另建防浪挡潮墙，从而导致整体结构宽度加大，影响了路基的稳定性和整个工程的经济性。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种宽度小、开挖量少、经济性高、满足防浪防潮功能的用于堤上路基的槽型桩板组合结构。

本发明的技术方案为：一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：包括基础和槽型梁，所述基础竖直插入地下稳定土层内，所述槽型梁包括底板和腹板，所述腹板竖直向上设置在底板横向两侧，所述底板与腹板为一体成型的钢筋混凝土结构，所述底板在基础上沿路基长度方向首尾连接，所述底板上铺设轨道道床。

优选的，所述基础为桩基础或扩大基础，所述桩基础适用于软质地基，所述扩大基础适用于硬质地基。

进一步的，所述基础位于底板下横向两侧。

更进一步的，所述扩大基础横向外侧至少与底板边缘平齐。此时扩大基础将上部载荷均匀传到地面。

优选的，所述桩基础沿路基长度方向的两侧与槽型梁连接处对称设有倒角形连接部，所述倒角形连接部与桩基础一体成型。倒角形连接部扩大了桩基础与槽型梁的接触面积，使桩基础传力更均匀，结构更稳固。

优选的，所述腹板外侧离底板外侧的横向距离为5～20cm。腹板外侧离底板外侧有一定的横向距离，目的是当槽型梁外部受到风浪的冲撞时，底板外侧可以先对浪起一定缓冲作用，减小腹板所受到的冲击，增加腹板的使用寿命。

进一步的，所述腹板外侧离底板外侧的横向距离为10cm。

优选的，所述腹板外侧与底板间设有横截面为直角三角形的外连接部，所述底板、腹板、外连接部一体成型。

优选的，所述腹板内侧与底板间设有横截面为直角三角形的内连接部，所述底板、腹板、内连接部一体成型。

优选的，所述槽型梁两端与基础接触处各沿长度方向延伸形成挑臂，所述挑臂长度与槽型梁跨度比值为0.2～0.5。

本发明中，基础的作用是承受上部结构传来的全部荷载，并把它们和下部结构荷载传递给地基。本发明中基础为桩基础或扩大基础，当地基上面土层较软较厚即软质地基时，使用埋入土层较深的桩基础比较合适，桩径的选择根据计算确定；当地质承载力较高即硬质地基时，可以采用直接在地面上或埋入较浅的扩大基础。桩基础为一体成型的钢筋混凝土柱形结构，扩大基础则为一体成型的钢筋混凝土方形墩台结构。基础施工采用常用施工方法，扩大基础施工步骤为：基坑开挖、铺设基础垫层、绑扎钢筋、浇筑混凝土；桩基础施工步骤为：平整场地、桩位放样、制作埋设护筒、桩基成孔、钢筋笼加工安装、混凝土浇筑、桩头开挖凿除。

槽型梁底板兼做桩板结构承载板，省去了原桩板结构需要的托梁，承受剪力和弯矩，底板的厚度根据计算确定。施工时，先开挖基坑，再铺设混凝土垫层，在垫层上施工混凝土槽型梁底板，再施工混凝土腹板使之一体成型。腹板外侧、内侧与底板间分别设有外连接部和内连接部，内外连接部增大了底板与腹板的接触面积，使整个结构受力更加均匀，更牢固。

槽型梁的腹板协同底板共同受力，兼做桩板结构防浪(防撞)墙，承受弯矩和风力、波浪力等横向荷载，腹板的厚度根据计算确定，高度根据防浪挡潮(防撞)要求确定。

槽型梁的跨度根据其形式决定，有一孔一联、两孔一联、三孔一联等多种形式，槽型梁两端伸出基础的挑臂长度与槽型梁跨度(长度方向相邻基础间距)比值为0.2～0.5。

本发明的优点为：

1.提供新型槽型桩板组合结构，槽型梁的底板作为桩板结构的承载板，槽型梁的腹板兼做桩板结构的防浪(防撞)墙。桩板结构与槽型梁全新组合，大幅降低结构高度，为线路纵断面设计优化提供了条件。

2.以槽型梁腹板作为防浪(防撞)墙，与常规梁相比，槽型梁腹板既能起到抵抗海浪侵袭、防风、防撞、减噪音、防止列车脱轨、车辆翻车等功能，又能提高上部结构的竖向刚度。

3.克服了常规桩板结构埋入深度大及开挖量大的问题，大幅降低了施工难度及风险，并且兼顾了防浪、防潮和防撞的功能，受力可靠且合理经济。首创槽型桩板组合结构，对桩板结构，特别是对结构高度敏感并且兼顾防浪、防潮功能的桩板结构具有参考和借鉴意义。

附图说明

图1为槽型桩板组合结构三孔一联结构示意图

图2为图1中A-A截面图

图3为图1中B-B截面图

图4为图1中C-C截面图

图5为槽型桩板组合结构一孔一联结构示意图

图6为槽型桩板组合结构两孔一联结构示意图

其中：1.槽型梁2.底板3.腹板4.桩基础5.扩大基础6.倒角形连接部7.挑臂8.外连接部9.内连接部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例中路基需要跨越海堤，如图1所示，沿路基方向间隔设有基础，根据具体土层情况选择桩基础4或扩大基础5，图中槽型梁1长度方向(纵向)即为路基方向。槽型梁1下方纵向间隔设有四组基础，为三孔一联形式，每组基础为两个，在路基横向两侧对称设置，四组基础(图1中从左至右)依次为桩基础4、扩大基础5、桩基础4、桩基础4。槽型梁1下端基础的组合形式根据地质情况决定，并不仅限于本实施例。如图2-4所示，槽型梁1包括底板2和腹板3，腹板3竖直向上设置在底板2横向两侧，腹板3外侧离底板2外侧的横向距离为10cm。腹板3外侧离底板2外侧设置一定的横向距离，目的是当槽型梁1外部受到风浪的冲撞时，底板2外侧可以先对浪起一定缓冲作用，减小腹板3所受的冲击。腹板3外侧与底板2间设有横截面为直角三角形的外连接部8，外连接部8直至底板2的外侧边缘，腹板3内侧与底板2间设有横截面为直角三角形的内连接部9，底板2、腹板3、外连接部8、内连接部9一体成型。外连接部8和内连接部9增大了底板2与腹板3的接触面积，增加了底板2对腹板的支撑作用，使整个结构受力更加均匀，更牢固。

底板2在基础上沿路基长度方向首尾连接，底板2上铺设轨道道床。其中底板2横向边缘与扩大基础5外侧平齐，桩基础4沿路基长度方向的两侧与槽型梁连接处对称设有倒角形连接部6，倒角形连接部6横截面为三角形，施工时桩基础4从下向上浇筑，倒角形连接部6与桩基础4一体成型。倒角形连接部6扩大了桩基础与槽型梁的接触面积，使桩基础传力更均匀，结构更稳固。槽型梁1纵向两端超过末端桩基础4的部分为挑臂7。

本实施例中槽型梁底板2厚度(图中标注A)60cm，腹板3高度(图中标注B)300cm，底板2宽度(图中标注C)1000cm，腹板3厚度(图中标注D)50cm，桩基础4与底板处倒角形连接部6长度(图中标注E)150cm，倒角形连接部6高度(图中标注F)50cm，桩板结构跨度(图中标注G)1650cm，桩板结构挑臂7(图中标注H)长度625cm。挑臂7长度与跨度(两相邻基础间纵向距离)比值为0.38。

由于本实施例中路基跨越海堤，常规桩板结构(托梁加承载板)在满足规范要求的情况下，工程开挖量大，对既有海堤破坏严重，施工难度及风险均较大。而本发明的槽型桩板组合结构，将槽型梁腹板3兼做防浪墙，槽型梁的底板2兼做桩板结构的承载板，且不需要托梁，大幅降低结构高度和宽度，从而大幅降低了施工难度及风险，并且兼顾了防浪、防潮的功能。

腹板3既能起到抵抗海浪侵袭、防风、减噪音、防止列车脱轨翻车等功能，又能提高了上部结构的竖向刚度，减小上部结构的埋入深度及开挖量，槽型桩板组合结构与常规桩板结构方案工程数量对比如下：

表1：路基范围(224m)内常规桩板结构与槽型桩板组合结构的主要工程数量对比如下：

从表1可以看出采用槽型桩板组合结构，和常规桩板结构相比，基坑开挖和回填的数量减少了约50％，混凝土和钢筋数量也有约26％和10％的减少，在保证结构安全的前提下，有效降低了工程总造价。

本实施例中，以桩板结构作为承载板，槽型梁腹板3作为防浪墙，既能起到抵抗海浪侵袭、防风、减噪音、防止列车脱轨(车辆翻车)等功能，又协同桩板结构共同受力，提高了上部结构的竖向刚度，减小上部结构的埋入深度及开挖量。将桩板结构与槽型梁1做了一种全新的组合，克服了常规桩板结构埋入深度大及开挖量大的问题，在降低工程总造价的同时，大幅降低了施工难度及风险，并且兼顾了防浪、防潮和防撞的功能。

根据工程中槽型梁跨度的不同需求，可以选择如图5、图6所示的一孔一联、两孔一联的槽型梁与基础的组合形式，实际运用中并不仅限于图1、图5、图6这三种形式。

Claims (10)

1.一种用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：包括基础和槽型梁(1)，所述基础竖直插入地下稳定土层内，所述槽型梁(1)包括底板(2)和腹板(3)，所述腹板(3)竖直向上设置在底板(2)横向两侧，所述底板(2)与腹板(3)为一体成型的钢筋混凝土结构，所述底板(2)在基础上沿路基长度方向首尾连接，所述底板(2)上铺设轨道道床。

2.如权利要求1所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述基础为桩基础(4)或扩大基础(5)，所述桩基础(4)适用于软质地基，所述扩大基础(5)适用于硬质地基。

3.如权利要求1或2所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述基础位于底板(2)下横向两侧。

4.如权利要求2所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述扩大基础(5)横向外侧至少与底板(2)边缘平齐。

5.如权利要求2所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述桩基础(4)沿路基长度方向的两侧与槽型梁(1)连接处对称设有倒角形连接部(6)，所述倒角形连接部(6)与桩基础(4)一体成型。

6.如权利要求1所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述腹板(3)外侧离底板(2)外侧的横向距离为5～20cm。

7.如权利要求6所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述腹板(3)外侧离底板(2)外侧的横向距离为10cm。

8.如权利要求1所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述腹板(3)外侧与底板(2)间设有横截面为直角三角形的外连接部(8)，所述底板(2)、腹板(3)、外连接部(8)一体成型。

9.如权利要求1或8所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述腹板内侧与底板(2)间设有横截面为直角三角形的内连接部(9)，所述底板(2)、腹板(3)、内连接部(9)一体成型。

10.如权利要求1所述的用于堤上路基的槽型桩板组合结构，其特征在于：所述槽型梁(1)两端与基础接触处各沿长度方向延伸形成挑臂(7)，所述挑臂(7)长度与槽型梁(1)跨度比值为0.2～0.5。