CN106638280A - 控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法 - Google Patents

控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法，包括桥台本体和搭板，搭板的上方和下方分别沿竖向铺设有由若干层土工格栅加强稳固的上填土层和下填土层，上填土层向上延伸铺设至路面，下填土层向下延伸铺设至地基；上填土层和下填土层与搭板表面和桥台本体表面之间均留有第一间隙；搭板上水平端的端部开口且与桥台本体刚性连接；搭板下水平端的端部经一矩形钢套筒密封，矩形铜套筒内侧与搭板下水平端外侧之间留有第二间隙，第二间隙内填充浸有黄油的橡胶层，矩形钢套筒外表面涂覆有防腐涂层。本发明利用搭板良好的变形及土工格栅的加强稳固，整体性好，提高路面强度、有效控制整体桥台后沉降。

Description

控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法
技术领域
本发明涉及一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法，属于桥梁技术领域。
背景技术
随着我国工程技术的不断发展，整体式桥台无缝桥因其许多的优点而被工程师们所喜爱，整体桥可以有效避免设置伸缩缝及支座，增加行车质量，整体性好，抗震性能佳，减小了后期的维护，节约了桥梁生命周期成本，简化了施工方法；但由于其取消伸缩缝装置而与桥头搭板直接现浇成一体，因而在温度效应和混凝土收缩、徐变引起的桥面板位移作用下，桥台、搭板与台后填土之间将产生局部变形，台后土体在桥台循环往复移动作用下将产生沉降，该沉降将会导致搭板下面土体脱空，该脱空上部搭板（引道板）在车辆等组合荷载下极其发生破裂，引起道路开裂和发生桥头跳车现象，一破裂将会降低道路铺装层的平整度，影响行车质量及增加桥梁后期维护费用。
发明内容
鉴于现有整体式桥台桥梁结构的不足，本发明提供一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法，有效控制台后土压力和填土沉降。
为了解决上述技术问题，木发明的技术方案是: 一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，包括桥台本体和与桥台本体连接的呈反Z型的搭板，所述搭板的上方和下方分别沿竖向铺设有由若干层土工格栅加强稳固的上填土层和下填土层，所述上填土层向上延伸铺设至路面，所述下填土层向下延伸铺设至地基；所述上填土层和下填土层与搭板表面和桥台本体表面之间均留有第一间隙；所述搭板上水平端的端部开口，并且与桥台本体刚性连接；所述搭板下水平端的端部经一矩形钢套筒密封，所述矩形钢套筒水平套设与搭板下水平端外侧，并且所述矩形铜套筒内侧与搭板下水平端外侧之间留有第二间隙，所述第二间隙内填充浸有黄油的橡胶层，所述矩形钢套筒外表面涂覆有防腐涂层。
进一步的，所述第二间隙的宽度为5cm-6cm。
进一步的，所述桥台本体台背表面还设置有一竖向波形金属板，所述竖向波形金属板与台背表面之间嵌入有若干层的弹性体。
进一步的，所述竖向波形金属板与台背表面之间的距离为40mm。
进一步的，所述桥台本体下端经一单排混凝土桩支撑，所述混凝土桩外周侧沿竖向包覆有一环形波形金属板，所述环形波形金属板与混凝土桩外周侧之间嵌入有若干层弹性体。
进一步的，所述弹性体为EPS泡沫。
进一步的，所述的土工格栅为塑料土工格栅，所述塑料土工格栅呈矩形状，并且为聚丙烯或高密度聚乙烯与炭黑的混合材料。
进一步的，所述路面为混凝土路面，所述混凝土路面经延性纤维加固。
本发明还提供一种如上述所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：预先浇筑单排混凝土桩，待单排混凝土桩达到预定强度后，在其外周侧包覆有内嵌有EPS泡沫的环形波形金属板；
步骤S2：以单排混凝土桩为支撑浇筑桥台本体，待桥台本体达到预定强度后，在压实的地基上沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的下填土层，下填土层向上铺设至搭板的下方；
步骤S3: 待桥台本体浇筑至桥台本体与搭板连接处时，先经搭板上水平端开口浇筑搭板，并且在搭板下水平端安装矩形钢套筒；
步骤S4: 待搭板浇筑完成后，此时搭板与桥台本体经浇筑呈一体，在搭板的上方沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的上填土层，上填土层向上铺设至路面；
步骤S5：在上填土层上表面浇筑混凝土，并在混凝土中加入特定量的延性纤维，形成混凝土路面。
进一步的，在步骤S2和步骤S4中，沿竖向每隔30cm向上铺一层土工格栅，每层土工格栅由若干卷土工格栅沿水平均匀间隔铺设，具体铺设方法如下：
步骤S21：按照每米8根铁钉等间隔固定土工格栅的端部；
步骤S22：固定好土工格栅端部后，用铺筑机将土工格栅向前拉铺，每铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷土工格栅铺完：
步骤S23：将铺完的土工格栅用6T-10T的压路机从起始点开始向前进方向碾压一遍；
步骤S24：转入步骤S21，进行下一卷的土工格栅铺设，直至该层土工格栅铺设完成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明利用及土工格栅加筋结构，能形成整体好、刚度较大的柔性结构层，降低台后填土的不均匀沉降及避免路面出现开裂、漏水和啃边等常见病害；通过在搭板下端设置矩形钢套筒，能改善其与桥台、桩基、土等相互之间的作用，使整个桥梁结构不会因为较大次应力而破坏失效，同时降低台后填土滑动面的形成。搭板因其结构的稳定性及周围土工格栅加筋结构一同参与工作将增大路基的承载力，延长路基的使用寿命；有利于分散和减少回填土体间的应变，防止路面塌陷或产生裂纹，保持地面美观整齐。通过在桥台后设置内嵌弹性体的竖向波形金属板，能有效减小台后土压力，同时也有助于减少温降时由于上部结构的收缩而造成的孔隙，防止路面破坏；通过在单排混凝土桩周侧设置嵌入有弹性体的环形波形金属板，可提供足够的侧向位移，减少了上部结构的约束力，从而进一步有效控制台后土体的沉降。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的整体式桥台结构的结构示意图。
图2为本发明实施例的土工格栅的铺设示意图。
图3为本发明实施例的桥台本体。
其中：1-单排混凝土桩；2-竖向波形金属板；3-桥台本体；4-路面；5-搭板；6-土工格栅；7-矩形钢套筒；8-橡胶层；9-下填土层；10-弹性体；11-上填土层。
具体实施方式
如图1 ~3所示，本发明实施例提供一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，包括桥台本体和与桥台本体连接的呈反Z型的搭板，所述搭板的上方和下方分别沿竖向铺设有由若干层土工格栅加强稳固的上填土层和下填土层，所述上填土层向上延伸铺设至路面，所述下填土层向下延伸铺设至地基；所述上填土层和下填土层与搭板表面和桥台本体表面之间均留有第一间隙；所述搭板上水平端的端部开口，并且与桥台本体刚性连接；所述搭板下水平端的端部经一矩形钢套筒密封，所述矩形钢套筒水平套设与搭板下水平端外侧，并且所述矩形铜套筒内侧与搭板下水平端外侧之间留有第二间隙，所述第二间隙内填充浸有黄油的橡胶层，所述矩形钢套筒外表面涂覆有防腐涂层。
在本实施例中，所述第二间隙的宽度为5cm-6cm。
在本实施例中，所述桥台本体台背表面还设置有一竖向波形金属板，所述竖向波形金属板与台背表面之间嵌入有若干层的弹性体。
在本实施例中，所述竖向波形金属板与台背表面之间的距离为40mm。为了减小台后土压力与减少温降时由于上部结构的收缩而造成的孔隙，允许整体式桥台结构有足够的侧向位移，同时减少了上部结构的约束力，将竖向波形金属板距离台背表面40mm设置。
在本实施例中，所述桥台本体下端经一单排混凝土桩支撑，所述混凝土桩外周侧沿竖向包覆有一环形波形金属板，所述环形波形金属板与混凝土桩外周侧之间嵌入有若干层弹性体。同样的，通过在单排混凝土桩周侧设置嵌入有弹性体的环形波形金属板，可提供足够的侧向位移，减少了上部结构的约束力，
在本实施例中，所述弹性体为EPS泡沫。采用EPS泡沫，操作方便，成本低。
在本实施例中，所述的土工格栅为塑料土工格栅，所述塑料土工格栅呈矩形状，并且为聚丙烯或高密度聚乙烯与炭黑的混合材料。同时增加为了土工格栅加筋结构耐久性与增加填土的强度，所述的塑料土工格栅，其中含有等抗老化材料符合材料，可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能；其横向、纵向抗拉强度为50kN/m，大小规格30mm*30mm，纵、横向拉断伸长率为25%。
在本实施例中，所述路面为混凝土路面，所述混凝土路面经延性纤维加固。
本发明还提供一种如上述所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：预先浇筑单排混凝土桩，待单排混凝土桩达到预定强度后，在其外周侧包覆有内嵌有EPS泡沫的环形波形金属板；
步骤S2：以单排混凝土桩为支撑浇筑桥台本体，待桥台本体达到预定强度后，在压实的地基上沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的下填土层，下填土层向上铺设至搭板的下方；
步骤S3: 待桥台本体浇筑至桥台本体与搭板连接处时，先经搭板上水平端开口浇筑搭板，并且在搭板下水平端安装矩形钢套筒；
步骤S4: 待搭板浇筑完成后，此时搭板与桥台本体经浇筑呈一体，在搭板的上方沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的上填土层，上填土层向上铺设至路面；
步骤S5：在上填土层上表面浇筑混凝土，并在混凝土中加入特定量的延性纤维，形成混凝土路面。
进一步的，在步骤S2和步骤S4中，沿竖向每隔30cm向上铺一层土工格栅，每层土工格栅由若干卷土工格栅沿水平均匀间隔铺设，具体铺设方法如下：
步骤S21：按照每米8根铁钉等间隔固定土工格栅的端部；
步骤S22：固定好土工格栅端部后，用铺筑机将土工格栅向前拉铺，每铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷土工格栅铺完：
步骤S23：将铺完的土工格栅用6T-10T的压路机从起始点开始向前进方向碾压一遍；
步骤S24：转入步骤S21，进行下一卷的土工格栅铺设，直至该层土工格栅铺设完成。
综上所述，本发明提供的一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构及施工方法，能够有效控制台后土压力和填土沉降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：包括桥台本体和与桥台本体连接的呈反Z型的搭板，所述搭板的上方和下方分别沿竖向铺设有由若干层土工格栅加强稳固的上填土层和下填土层，所述上填土层向上延伸铺设至路面，所述下填土层向下延伸铺设至地基；所述上填土层和下填土层与搭板表面和桥台本体表面之间均留有第一间隙；所述搭板上水平端的端部开口，并且与桥台本体刚性连接；所述搭板下水平端的端部经一矩形钢套筒密封，所述矩形钢套筒水平套设与搭板下水平端外侧，并且所述矩形铜套筒内侧与搭板下水平端外侧之间留有第二间隙，所述第二间隙内填充浸有黄油的橡胶层，所述矩形钢套筒外表面涂覆有防腐涂层。
2.根据权利要求1所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述第二间隙的宽度为5cm-6cm。
3.根据权利要求1所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述桥台本体台背表面还设置有一竖向波形金属板，所述竖向波形金属板与台背表面之间嵌入有若干层的弹性体。
4.根据权利要求1所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述竖向波形金属板与台背表面之间的距离为40mm。
5.根据权利要求1所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述桥台本体下端经一单排混凝土桩支撑，所述混凝土桩外周侧沿竖向包覆有一环形波形金属板，所述环形波形金属板与混凝土桩外周侧之间嵌入有若干层弹性体。
6.根据权利要求4或5所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述弹性体为EPS泡沫。
7.根据权利要求1所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述的土工格栅为塑料土工格栅，所述塑料土工格栅呈矩形状，并且为聚丙烯或高密度聚乙烯与炭黑的混合材料。
8.根据权利要求1所述的一种控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构，其特征在于：所述路面为混凝土路面，所述混凝土路面经延性纤维加固。
9.根据权利要求1-8任一项所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：预先浇筑单排混凝土桩，待单排混凝土桩达到预定强度后，在其外周侧包覆有内嵌有EPS泡沫的环形波形金属板；
步骤S2：以单排混凝土桩为支撑浇筑桥台本体，待桥台本体达到预定强度后，在压实的地基上沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的下填土层，下填土层向上铺设至搭板的下方；
步骤S3: 待桥台本体浇筑至桥台本体与搭板连接处时，先经搭板上水平端开口浇筑搭板，并且在搭板下水平端安装矩形钢套筒；
步骤S4: 待搭板浇筑完成后，此时搭板与桥台本体经浇筑呈一体，在搭板的上方沿竖向间隔向上铺设若干层土工格栅，填土形成由土工格栅加强稳固的上填土层，上填土层向上铺设至路面；
步骤S5：在上填土层上表面浇筑混凝土，并在混凝土中加入特定量的延性纤维，形成混凝土路面。
10.根据权利要求9所述的控制台后土压力和填土沉降的整体式桥台结构的施工方法，其特征在于：在步骤S2和步骤S4中，沿竖向每隔30cm向上铺一层土工格栅，每层土工格栅由若干卷土工格栅沿水平均匀间隔铺设，具体铺设方法如下：
步骤S21：按照每米8根铁钉等间隔固定土工格栅的端部；
步骤S22：固定好土工格栅端部后，用铺筑机将土工格栅向前拉铺，每铺10米长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷土工格栅铺完：
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