CN107905093A - 改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包括主桥台，所述主桥台的底部设置有主桩基，所述主桥台的前侧设置有锥坡，所述主桥台的后侧设置有次桥台，所述主桥台与次桥台的上部之间设置有软质材料层，所述主桩基与次桥台的下部之间以及次桥台的后侧均填充有台后土；本发明还涉及一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造的施工方法。本发明结构设计简单、合理，次桥台可隔离主桥台与台后土的直接接触，可预防搭板发生沉降、消除桥头跳车等病害，提高行车安全性和平顺性，提高桥梁抗震能力，且施工方便，有效的降低桥梁养护费用，并可提高桥梁的全寿命周期，增加其使用年限以及通行能力，具有广阔的应用前景。

Description

改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造及其施工方法。

背景技术

随着我国道路桥梁建设事业的发展及工程数量的不断增加，台后搭板发生沉降的问题尤为显现，该问题不仅会产生桥头跳车等桥梁常见的病害，特别是高等级道路和桥梁的车辆行车速度快，会影响到行车的安全性与舒适性，同时会降低桥梁的全寿命周期，增加桥梁的养护费用。针对台后搭板沉降及桥头跳车等病害现象，采取相应的有效措施来解决这些问题势在必行。

目前，对于桥梁台后搭板沉降的处置多采用柔性搭板、台后土布置加筋土工格栅以及更换台后填料等措施。然而，这些措施治标不治本，无法在源头上解决台后搭板发生沉降的问题。台后搭板沉降的主要原因一方面是由于台后土体的塑性变形等自身特性引起的；另一方面是台后土在自重和汽车等竖向荷载作用下产生的沉降；另外，还有另一方面是由于桥台在主梁偏心力、汽车制动与冲击力以及外界荷载作用下发生往复移动和转动，使得桥台不断挤压台后土，造成台后土体脱空下沉。而最后一个原因仅通过台后土体的处理措施是难以根治的。随着桥台往复移动和转动次数逐年增加，其台后土压力也逐渐增大、累积，土压力的长期增大不仅使得桥梁结构易受损，还会使得台后土体不断流动形成自身挤密状态，造成台后土体体积减小。本课题研究表明，在靠近台背处的土压力最大，同时在台背一定范围内的台后土会发生一定的流动，此时台背处会沿其宽度方向形成具有一定深度和长度的脱空区域。也即台后土压力会产生累积，与台后土相接触的桥台也会产生变形累积。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造及其施工方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包括主桥台，所述主桥台的底部设置有主桩基，所述主桥台的前侧设置有锥坡，所述主桥台的后侧设置有次桥台，所述主桥台与次桥台的上部之间设置有软质材料层，所述主桩基与次桥台的下部之间以及次桥台的后侧均填充有台后土。

优选的，所述主桥台的高度为h，所述主桥台的背面与次桥台的正面之间的距离为0.5h~1.5h。

优选的，所述次桥台的高度为1.2h~1.8h，所述主桥台的宽度与次桥台的宽度相等，所述次桥台的上部为矩形部，所述次桥台的下部为扩大类梯部，所述矩形部与扩大类梯部的连接处与主桥台的台底位于同一高度。

优选的，所述主桩基的台后土的填筑高度与次桥台的台前土的填筑高度相等，均填筑至主桥台的台底处，所述次桥台的台后土填筑至次桥台的台顶处。

优选的，所述次桥台的底部设置有次桩基。

优选的，所述主桥台的顶部设置有用以支撑搭板的牛腿结构，所述主桥台的牛腿结构与次桥台的顶部共同支撑搭板，所述搭板与次桥台之间设置有滑移层，所述搭板的一端伸出次桥台，所述搭板伸出次桥台的端部的下方埋设有枕梁。

优选的，所述软质材料层由EPS聚乙烯泡沫或橡胶填充而成，所述软质材料层填充的高度小于或等于主桥台的高度，所述软质材料层填充的宽度与搭板的宽度相等。

优选的，所述搭板在次桥台的台顶处预留有施工缝。

优选的，主梁支撑于所述主桥台之上，所述主梁与主桥台之间设置有支座，所述主梁的顶部设置有桥面板，所述桥面板与主桥台之间经伸缩装置连接在一起。

一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造的施工方法，包括上述所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包含以下步骤：

（1）首先进行主桩基与主桥台的施工；

（2）接着进行锥坡与主桩基的台后土的施工；

（3）设置次桥台；

（4）进行软质材料层的填充与次桥台的台后土的填筑；

（5）进行主梁与支座的施工；

（6）最后进行次桥台顶部滑移层与搭板的施工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单、合理，次桥台可隔离主桥台与台后土的直接接触，可预防搭板发生沉降、消除桥头跳车等病害，提高行车安全性和平顺性，提高桥梁抗震能力，且施工方便，有效的降低桥梁养护费用，并可提高桥梁的全寿命周期，增加其使用年限以及通行能力，具有广阔的应用前景。

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为本发明实施例的构造示意图。

图中：1-主桥台，2-主桩基，3-锥坡，4-次桥台，5-软质材料层，6-台后土，7-搭板，8-滑移层，9-枕梁，10-施工缝，11-主梁，12-支座，13-桥面板，14-伸缩装置，a-扩大类梯部。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1所示，一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包括主桥台1，所述主桥台1的底部设置有主桩基2，所述主桥台1的前侧设置有锥坡3，所述主桥台1的后侧设置有次桥台4，所述主桥台1与次桥台4的上部之间设置有软质材料层5，所述主桩基2与次桥台4的下部之间以及次桥台4的后侧均填充有台后土6；由于所述主桥台1的台后无台后土6，所述主桥台1的台后无需承担挡土作用，所以主桥台1的尺寸仅需满足竖向承载力的要求即可，所述主桥台1的背墙也可与传统桥台的相一致，但也可以采用更为经济的薄壁式结构，以节省造价、加快施工进度；所述锥坡3向下延伸至主桩基2，所述锥坡3依靠主桥台1与主桩基2设置，所述锥坡3的锥度满足实际设计需求即可。

在本发明实施例中，所述主桥台1的高度为h，所述主桥台1的背面与次桥台4的正面之间的距离为0.5h~1.5h，0.5h~1.5h距离是为了减小主桥台1的位移及转角对次桥台4产生影响。

在本发明实施例中，所述次桥台4的高度为1.2h~1.8h，优选的，所述次桥台4的高度为1.5h，以满足挡土要求；所述主桥台1的宽度与次桥台4的宽度相等，所述次桥台4的上部为矩形部，所述次桥台4的下部为扩大类梯部，所述矩形部与扩大类梯部的连接处与主桥台1的台底位于同一高度。

在本发明实施例中，所述主桩基2的台后土6的填筑高度与次桥台4的台前土的填筑高度相等，均填筑至主桥台1的台底处，降低因主桥台1的位移及转角对台后土6产生脱空下沉的影响，所述次桥台4的台后土6填筑至次桥台4的台顶处。

在本发明实施例中，所述次桥台4的底部设置有次桩基；当地质条件较好时，所述次桥台4可设置为扶壁式挡土墙的形式，当地质条件较差时，可加设次桩基或者扩大基础等措施，防止次桥台4在搭板7等竖向荷载作用下发生沉降，其施工与处理措施同目前传统桥梁的施工相一致。

在本发明实施例中，所述主桥台1的顶部设置有用以支撑搭板7的牛腿结构，所述主桥台1的牛腿结构与次桥台4的顶部共同支撑搭板7，所述搭板7与次桥台4之间设置有滑移层8，所述搭板7的一端伸出次桥台4，所述搭板7伸出次桥台4的端部的下方埋设有枕梁9；所述次桥台4与主桥台1对搭板7形成共同支撑、以及枕梁9的设置均可以实现治理搭板7沉降的目的；所述滑移层8减小摩擦阻力，同时隔绝所述搭板7伸缩变形对次桥台4产生的影响；所述滑移层8的滑移材料可以采用油毛毡等材料，根据实际情况而定，并不局限于此；所述枕梁9的施工与处理措施可与传统的枕梁9相一致。

在本发明实施例中，所述软质材料层5由EPS聚乙烯泡沫或橡胶等不会产生塑性累积应力和累积变形的材料填充而成，所述软质材料层5填充的高度小于或等于主桥台1的高度，所述软质材料层5填充的宽度与搭板7的宽度相等；所述软质材料层5有利于吸收主桥台1所发生的水平位移和转角，使所述主桥台1的位移变形对次桥台4的台后土6的影响很小，几乎忽略不计，同时所述软质材料层5还有利于平衡次桥台4的台后土6产生的静止土压力，防止所述次桥台4在台后土6压力的作用下发生移动。

在本发明实施例中，所述搭板7在次桥台4的台顶处预留有施工缝10。

在本发明实施例中，主梁11支撑于所述主桥台1之上，所述主梁11与主桥台1之间设置有支座12，所述主梁11的顶部设置有桥面板13，所述桥面板13与主桥台1之间经伸缩装置14连接在一起；所述主梁11及桥面板13的构造与传统的桥梁相一致，节省造价、加快施工进度，适用性好，成本低；所述伸缩装置14为现有的伸缩装置14，一般采用橡胶或钢板，根据实际情况而定，并不局限于此。

在本发明实施例中，一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造的施工方法，包括上述任意一项所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包含以下步骤：

（1）首先进行主桩基2与主桥台1的施工；

（2）接着进行锥坡3与主桩基2的台后土6的施工；

（3）设置次桥台4，所述次桥台4可以采用现场浇筑或工厂预制，所述次桥台4的混凝土强度等级和配筋率满足挡土墙设计要求即可，为防止所述次桥台4发生沉降，所述次桥台4的底部采用扩大类梯形截面的形式，由于所述次桥台4自身较稳定，受到所述主梁11、搭板7的影响较小，即对所述次桥台4的台后土6主要起到挡土的作用，并不会挤压或脱离次桥台4的台后土6，造成次桥台4的台后土6体脱空下沉现象；

（4）进行软质材料层5的填充与次桥台4的台后土6的填筑；

（5）进行主梁11与支座12的施工；

（6）最后进行次桥台4顶部滑移层8与搭板7的施工。

在本发明实施例中，所述锥坡3与主桩基2的台后填土施工完毕后进行主梁11与支座12的施工，所述主梁11与支座12的施工完毕后进行次桥台4的施工，所述主梁11采用的截面形式不受限制，可以采用T型梁、箱型梁等，所述主梁11的施工工艺及流程与常规桥梁的一致，支座12也可按照设计要求采用。

在本发明实施例中，所述软质材料层5的填充与次桥台4的台后土6的填筑施工完毕之后，紧接着进行滑移层8与枕梁9的施工，最后进行所述搭板7的施工，所述搭板7的混凝土强度等级与配筋率满足设计要求即可。

在本发明实施例中，本发明从设计、施工、养护阶段出发，在根源上解决了桥头跳车的问题，即使用该种防治搭板7沉降的措施之后，将有效降低桥梁桥头跳车等病害，并大幅减少养护时间及节省大量的人力与物力，同时大大的提高了桥梁的使用寿命周期；本发明是让主桥台1仅承受桥梁主体结构的内力和外力作用，而不承受如传统桥台的台后土6作用，从而分离其受力模式，把台后土6的作用让次级桥台来承受，因此，本发明与传统的桥台不同之处一是次级桥台台前填充有软质材料以梯次平衡次桥台4台前土压力、而传统的桥台台前未有此构造；另一个不同是次桥台4不与主桥连接，不承受上部主梁11产生的竖向荷载，仅承受搭板7与车辆或行人等产生的荷载，而主桥台1仅承受竖向荷载、基本不承受台后土6压力；本发明构造简单、施工方便，且容易在实际工程中推广应用，同时对减小台后搭板7发生沉降的效果尤为显著，因此，具有较重要的经济效益及社会效益。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造及其施工方法。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)

1.一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：包括主桥台，所述主桥台的底部设置有主桩基，所述主桥台的前侧设置有锥坡，所述主桥台的后侧设置有次桥台，所述主桥台与次桥台的上部之间设置有软质材料层，所述主桩基与次桥台的下部之间以及次桥台的后侧均填充有台后土。

2.根据权利要求1所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述主桥台的高度为h，所述主桥台的背面与次桥台的正面之间的距离为0.5h~1.5h。

3.根据权利要求2所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述次桥台的高度为1.2h~1.8h，所述主桥台的宽度与次桥台的宽度相等，所述次桥台的上部为矩形部，所述次桥台的下部为扩大类梯部，所述矩形部与扩大类梯部的连接处与主桥台的台底位于同一高度。

4.根据权利要求1所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述主桩基的台后土的填筑高度与次桥台的台前土的填筑高度相等，均填筑至主桥台的台底处，所述次桥台的台后土填筑至次桥台的台顶处。

5.根据权利要求1所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述次桥台的底部设置有次桩基。

6.根据权利要求1所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述主桥台的顶部设置有用以支撑搭板的牛腿结构，所述主桥台的牛腿结构与次桥台的顶部共同支撑搭板，所述搭板与次桥台之间设置有滑移层，所述搭板的一端伸出次桥台，所述搭板伸出次桥台的端部的下方埋设有枕梁。

7.根据权利要求6所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述软质材料层由EPS聚乙烯泡沫或橡胶填充而成，所述软质材料层填充的高度小于或等于主桥台的高度，所述软质材料层填充的宽度与搭板的宽度相等。

8.根据权利要求6所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：所述搭板在次桥台的台顶处预留有施工缝。

9.根据权利要求6所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，其特征在于：主梁支撑于所述主桥台之上，所述主梁与主桥台之间设置有支座，所述主梁的顶部设置有桥面板，所述桥面板与主桥台之间经伸缩装置连接在一起。

10.一种改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造的施工方法，其特征在于，包括如权利要求9所述的改善桥梁台后土沉降的多级桥台构造，包含以下步骤：

（1）首先进行主桩基与主桥台的施工；

（2）接着进行锥坡与主桩基的台后土的施工；

（3）设置次桥台；

（4）进行软质材料层的填充与次桥台的台后土的填筑；

（5）进行主梁与支座的施工；

（6）最后进行次桥台顶部滑移层与搭板的施工。