CN106835880A - 高速公路侧向支撑型桩板式无土路基 - Google Patents
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Abstract
高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，涉及高速公路建造新技术领域，由若干预制节段板、预制节段间现浇湿接缝、垫块、侧向支撑、高摩阻表面预制管桩、桩板连接装置和联端盖梁组成。本发明的有益技术效果是：创造了一种全新的侧向支撑型桩板框架体系，有效传递汽车等引起的上部竖向及水平荷载，桩板特有的连接装置使桩和板不完全固结，对温度变化有较强适应性。桩间由于无需填土，节约土地，减小对周围环境的影响，有利于环境的保护。桩、板构件在工厂标准化预制，运至现场，匹配化施工程度高，表现出施工周期短、经济性好的特点。本发明创新成果将处于国内领先。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路建造新技术领域，尤其涉及一种侧向支撑型桩板式无土路基。
背景技术
近些年随着我国经济的飞速发展，交通量也迅猛增长，早期建设的高速公路都出现了严重的交通拥堵问题，影响了道路的服务水平和交通能力，大规模高速公路改扩建已迫在眉睫。许多原有的道路已经无法满足现有的需求，因此国内许多道路面临着需要进行拓宽的情况。以往的公路拼宽中，拼宽部分的路基往往采用的是填筑路基的施工方法。传统的公路改扩建方法取得较丰富的实践经验的同时也存在诸多缺点：①征地困难，填土量大；②施工复杂、周期长，对社会影响大；③新旧路基之间差异沉降导致新老路基衔接处易出现裂缝和错台现象；④对环境影响较大。
桩板式路基较传统的路基形式而言，是一种新型的地基处理技术与方法，是介于桥梁与路基之间的一种特殊的结构形式，具有强度高、刚度大、稳定性好、施工工艺简单等优点。桩板式路基结构上部为连续钢筋混凝土承载板，下部为桩基础、土路基。板、桩、土路基共同组成承载结构体系。桩板式路基尽管在国内外都有一定的工程应用，但理论研究滞后于工程应用，目前主要用于铁路领域。英国、德国、荷兰等国家都在高速铁路上使用了桩板结构以有效控制路基沉降。我国第一次采用桩板结构是在遂渝线无砟轨道综合试验段上，由钢筋混凝土桩基、路基本体与钢筋混凝土承载板组成，桩与板完全固结。
本发明通过对传统桩板结构进行改进，创造出一种适合高速公路改扩建项目使用的侧向支撑型桩板式无土路基。
发明内容
针对上述国内传统的公路改扩建方法存在的征地困难、施工复杂、路基沉降大以及工业化水平低、工程造价高等问题，本发明提供一种高速公路侧向支撑型桩板式无土路基。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：由若干预制节段板、预制节段间现浇湿接缝、垫块、侧向支撑、高摩阻表面预制管桩、桩板连接装置和联端盖梁组成；
预制节段板具有纵肋，所述的预制节段板分为相互拼接的标准节段、一般桩顶节段和联端桩顶节段，所述的标准节段布置在跨中，所述的一般桩顶节段以标准节段为基准调整其长度，所述的一般桩顶节段纵肋上设置有梁板预留孔，通过预留孔洞浇筑灌浆料与高摩阻表面预制管桩实现固结，所述的联端桩顶节段以标准节段和一般桩顶节段为基准调整其长度；
相邻两个预制节段板之间通过预制节段间现浇湿接缝衔接；
所述垫块设置在原路基的路肩上，垫块位于预制节段板端部的下方，对预制节段板进行支撑，预制节段板通过侧向支撑与既有路基形成整体；
所述的高摩阻表面预制管桩设置在预制节段板下方，一般桩顶节段通过桩板连接装置与高摩阻表面预制管桩连接，联端桩顶节段通过联端盖梁与高摩阻表面预制管桩进行连接。
作为优选，所述的预制节段板宽11.8m，板厚0.24m，肋高0.44m，肋底宽0.7m，左侧倒角尺寸0.2x0.2m，右侧倒角尺寸0.2x0.2m，肋中心距6m。
作为优选，所述的预制节段板预留横向钢筋，通过横向钢筋与侧向支撑衔接，再通过侧向支撑与既有路基形成整体。
作为优选，所述的高摩阻表面预制管桩为PRC预制管桩，其入土部分表面设置有剪切槽口，剪切槽口的深度为16mm，高为200mm，圆心角为135.8°。
作为优选，所述的桩板连接装置由设置于桩顶部高3cm高模量改性聚合物圆环垫片、高1cm改性聚合物弹性垫片以及设置于管桩内部空隙里的4根U型钢筋组成，通过梁板预留孔浇注灌浆料与预制节段板实现固结。
作为优选，所述的4根U型钢筋通过在管桩内部空隙里浇筑填芯混凝土实现与管桩之间的连接。
作为优选，所述的联端盖梁通过预埋钢板与高摩阻表面预制管桩上端设置的桩顶端板焊接。
作为优选，所述联端盖梁与预制节段板之间放置3cm高弹改性聚合物。
本发明的有益技术效果是：创造了一种全新的侧向支撑型桩板式无土路基结构，解决了传统公路改扩建方法征地及取土难题，降低了路面的不均匀沉降，是对桩板式路基结构建造技术的补充与完善，对于国内其他类似的道路拼宽问题具有重要的指导意义，本发明创新成果将处于国内领先。
本发明通过传统铁路、码头桩板结构加以改进，并结合高速公路的特点，形成了高速公路侧向支撑型桩板框架体系，有效传递汽车等引起的上部竖向及水平荷载，桩板特有的连接装置使桩和板不完全固结，对温度变化有较强适应性。桩间由于无需填土，节约土地，减小对周围环境的影响，有利于环境的保护。桩、板构件在工厂标准化预制，运至现场，匹配化施工程度高，表现出施工周期短、经济性好的特点，适应于跨径、填土高度为5～8m的改扩建工程。
本发明的侧向支撑型桩板式无土路基具有良好的经济效益和环境效益，尤其对于改扩建项目有很大的推广价值，通过对结构的经济性与施工快捷性进行研究优化，有利于代替原有的填土路基，不但有利于工业化快速施工，对于减少后期维护投入具有显著的意义，具有重大的工程实用意义及经济效益。
附图说明
图1为本发明结构总体示意图；
图2为本发明标准节段和联端桩顶节段示意图；
图3为本发明一般桩顶节段示意图；
图4为本发明高摩阻表面预制管桩示意图；
图5为本发明桩身槽口示意图；
图6为本发明桩板连接装置(图1的Ⅰ细节构造)示意图；
图7为本发明联端盖梁与管桩连接(图1的Ⅱ细节构造)示意图。
上述图中序号：1-预制节段板、2-预制节段间现浇湿接缝、3-垫块、4-侧向支撑、5-高摩阻表面预制管桩、6-桩板连接装置、7-联端盖梁、8-纵肋、9-混凝土灌浆孔、10-预留孔洞、11-桩顶端板、12-桩身槽口、13-管桩预应力筋锚孔、14-高1cm改性聚合物弹性垫片、15-高模量改性聚合物圆环垫片、16-U型钢筋、17-填芯混凝土、18-3cm高弹改性聚合物、19-预埋钢板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，一般适用于跨径、填土高度为5～8m的改扩建工程，由若干预制节段板1拼接而成；预制节段板1设置两道纵肋8，预制节段板1宽11.8m，板厚0.24m，肋高0.44m，肋底宽0.7m，肋中心距6m，尺寸统一；预制节段板1分为标准节段、一般桩顶节段和联端桩顶节段，标准节段布置在跨中，一般桩顶节段由标准节段调整长度，并开设预留孔洞10，吊装完成后，通过预留孔洞10浇筑灌浆料与高摩阻表面预制管桩5实现固结，联端桩顶节段由标准节段和一般桩顶节段调整其长度形成；预制节段板1吊装完成后，在两个预制板间隔内现浇混凝土，形成节段间现浇湿接缝2；预制节段板1在安装时，土路肩上设置纵向素混凝土垫块3，预制节段板1预留横向钢筋，通过侧向支撑4与既有路基形成整体。
高摩阻表面预制管桩5入土部分设置表面桩身槽口12,桩顶设置桩顶端板11并设置管桩预应力筋锚孔13用来锚固管桩内预应力钢筋。高摩阻表面预制管桩5现场定位施工完成后，施工桩板连接装置6，在管桩内放置4根U型钢筋16，浇筑填芯混凝土17，放置高模量改性聚合物圆环垫片15，然后浇筑高1cm改性聚合物弹性垫片14，放置板梁，通过混凝土灌浆孔9和预留孔洞10浇筑灌浆料，完成固结。
联端盖梁7通过预埋钢板19与桩顶端板11焊接，梁板和盖梁之间放置3cm高弹改性聚合物18。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：由若干预制节段板、预制节段间现浇湿接缝、垫块、侧向支撑、高摩阻表面预制管桩、桩板连接装置和联端盖梁组成；
预制节段板具有纵肋，所述的预制节段板分为相互拼接的标准节段、一般桩顶节段和联端桩顶节段，所述的标准节段布置在跨中，所述的一般桩顶节段以标准节段为基准调整其长度，所述的一般桩顶节段纵肋上设置有梁板预留孔，通过预留孔洞浇筑灌浆料与高摩阻表面预制管桩实现固结，所述的联端桩顶节段以标准节段和一般桩顶节段为基准调整其长度；
相邻两个预制节段板之间通过预制节段间现浇湿接缝衔接；
所述垫块设置在原路基的路肩上，垫块位于预制节段板端部的下方，对预制节段板进行支撑，预制节段板通过侧向支撑与既有路基形成整体；
所述的高摩阻表面预制管桩设置在预制节段板下方，一般桩顶节段通过桩板连接装置与高摩阻表面预制管桩连接，联端桩顶节段通过联端盖梁与高摩阻表面预制管桩进行连接。
2.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的预制节段板宽11.8m，板厚0.24m，肋高0.44m，肋底宽0.7m，左侧倒角尺寸0.2x0.2m，右侧倒角尺寸0.2x0.2m，肋中心距6m。
3.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的预制节段板预留横向钢筋，通过横向钢筋与侧向支撑衔接，再通过侧向支撑与既有路基形成整体。
4.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的高摩阻表面预制管桩为PRC预制管桩，其入土部分表面设置有剪切槽口，剪切槽口的深度为16mm，高为200mm，圆心角为135.8°。
5.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的桩板连接装置由设置于桩顶部高3cm高模量改性聚合物圆环垫片、高1cm改性聚合物弹性垫片以及设置于管桩内部空隙里的4根U型钢筋组成，通过梁板预留孔浇筑灌浆料与预制节段板实现固结。
6.根据权利要求5所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的4根U型钢筋通过在管桩内部空隙里浇筑填芯混凝土实现与管桩之间的连接。
7.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述的联端盖梁通过预埋钢板与高摩阻表面预制管桩上端设置的桩顶盖板焊接。
8.根据权利要求1所述的高速公路侧向支撑型桩板式无土路基，其特征在于：所述联端盖梁与预制节段板之间放置3cm高弹改性聚合物。
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