CN108824098A - 用于铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路路堤结构，具体涉及用于铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤，用于铁路高填方路堤的箱型结构，该结构用于放置垫层上；用于铁路高填方路堤的箱型结构包括：顶板、腹板、底板，顶板、腹板、底板围成中空的方型结构；位于箱型结构主体两侧的腹板之间设置有连接该两侧腹板的水平中隔板，该水平中隔板将结构的内腔分割为上下两个腔体；箱体两端设有将中空腔体封闭的端墙。一种铁路高填方路堤，包括上述的用于铁路高填方路堤的箱型结构；多个结构的依次前后对应排列组成路堤结构体；路堤结构体上方依次铺设基床底层和基床表层，采用的是带水平中隔板的箱型结构，具有稳定的结构整体性和良好的耐久性。

Description

用于铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤

技术领域

本发明涉及铁路路堤结构，具体涉及用于铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤。

背景技术

随着我国铁路建设事业的蓬勃发展，在建设过程中对经济性和适应性的要求越来越高。特别是在地形地貌受限、结构物属性受限、填料缺乏的地区。例如：桥头高填方路基放坡受限的条件，如采用延伸桥梁段或采用重力式(衡重式)挡土墙收坡的方案必然会增加较大的投资，同时重力式(衡重式)挡土墙对地基承载力要求较高。

传统的加筋土挡墙是由墙面板、拉筋、拉接件、填料、基础和帽石等组成，其设计思路是将拉筋受到荷载竖向作用产生的锚固摩擦力直接传递到面板上，用来平衡荷载横向作用力，从而使填筑体形成一个紧固的整体。这样一来，力系直接作用在面板上，对面板整体性、稳定性要求非常高，一旦面板损坏，整个结构物便失效，风险较大，国内已经出现公路加筋土挡墙工点破坏的情况。并且，该类加筋土挡墙单级高度一般不会太高。考虑到铁路车辆运行速度快、等效荷载大、振动加速度影响范围广的特点，有必要研究新型路堤结构用以适应并推动铁路事业的发展。

发明内容

本发明目的是为了提供一种节省填料与用地的铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤。

作为本发明的一个方面，本发明提供了用于铁路高填方路堤的箱型结构，该结构用于放置在铺设于地基顶面的垫层上；

上述用于铁路高填方路堤的箱型结构包括：

顶板，位于箱型结构主体顶端；

腹板，位于箱型结构主体两侧；

底板，位于箱型结构主体底部；

水平中隔板，位于箱型结构主体中部；

端墙，位于箱型结构两端面；

上述顶板、腹板、底板围成中空的方型结构；

位于箱型结构主体两侧的上述腹板之间设置有连接该两侧腹板的水平中隔板，该水平中隔板将结构的内腔分割为上下两个腔体。

进一步地是，上述顶板的宽度和底板的宽度均大于腹板之间的间距，这样底板、顶板均具有外挑长度，这样底板有助于减小结构底部压应力，更加适合在软土地基上高填方工程使用。

进一步地是，上述腹板上设置有养护窗口。

进一步地是，上述结构的前后端设置有封堵该结构的内腔前后端的端墙。

进一步地是，上述结构的长度为10～30m。

进一步地是，上述结构为整体浇筑的钢筋混凝土结构。整体浇筑的钢筋混凝土结构，结构整体抗压刚度大，自身压缩变形较小，有利于减小路堤的沉降变形，特别是在高路堤情况下优势更加明显。

进一步地是，所述的垫层为砂垫层。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种铁路高填方路堤，包括上述的用于铁路高填方路堤的箱型结构；多个上述结构的依次前后对应排列组成路堤结构体；

上述路堤结构体上方依次铺设基床底层和基床表层。

进一步地是，相邻上述结构之间留有施工缝。

普通加筋土挡墙在浸水区段水位变化和长期浸泡作用下不利于填料自身的稳定性，目前常用的加筋土挡墙依靠填料与筋带之间的摩擦作用保持路堤稳定，水位的变化及长期浸泡对填料与筋带间的摩擦性质有明显不利影响；本发明的用于铁路高填方路堤的箱型结构采用的是带水平中隔板的钢筋混凝土箱型结构，钢筋混凝土底板、腹板、水平中隔板和顶板整体一体化浇筑，具有稳定的结构整体性、施工质量易控性和良好的耐久性。

本发明的用于铁路高填方路堤的箱型结构整体刚度大，具有良好的抗弯和抗扭特性，其顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位，腹板主要承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力，并且本结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性，并且具有水平中隔板，在顶板上部填筑土体，就可形成铁路路堤的整体箱型结构。

本发明的用于铁路高填方路堤的箱型结构，比普通加筋土挡墙路堤结构自重小，更易适应于地基承载力的要求。在路堤填高较大的情况下，普通加筋土挡墙适应性差，且自重大；而本结构采用钢筋混凝土浇筑，呈内部中空的框架结构，仅在上部存在有限高度的填料，故自重较小。

相比于普通加筋土挡墙结构，本用于铁路高填方路堤的箱型结构由于水平中隔板的存在，结构整体性强，特别是钢筋混凝土箱型结构的整体抗弯刚度大，有利于减小地基的不均匀沉降，并且由于水平中隔板的存在，可承担部分上部荷载，降低两侧腹板产生屈曲破坏的危险，有利于腹板厚度减小，从而减轻结构整体重量。

本铁路高填方路堤不需放坡，节省用地。采用本发明的用于铁路高填方路堤的箱型结构在投资上可以降低成本，又能满足适用性并确保路基稳定性，具有填料需求少、地基适应性强、经济效益好、造型美观等特点。相比于普通加筋土挡墙，在浸水条件下具有更好的耐久性，且施工工艺更为简单、施工质量更易控制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为用于说明实施例中的用于铁路高填方路堤的箱型结构及一种铁路高填方路堤的示意图；

图2为本发明的铁路高填方路堤的侧视示意图；

上述附图中的有关标记为：1-基床表层、2-基床底层、3-砂垫层、4-顶板、5-腹板、6-底板、7-水平中隔板、8-养护窗口、9-爬梯、10-端墙、11-道砟。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

如图1和2，一种铁路高填方路堤，包括用于铁路高填方路堤的箱型结构；多个上述结构的依次前后对应排列组成路堤结构体；该铁路高填方路堤的箱型结构的底面设置于地面线以下一定深度。

上述路堤箱型结构体上方依次铺设基床底层2和基床表层1，铁轨的道砟11铺设于基床表层1上。

用于铁路高填方路堤的箱型结构，该结构放置在铺设于地基顶面的垫层3上；

上述用于铁路高填方路堤的箱型结构的长度为10～30m，优选的可以设置为20m，即铁路高填方路堤中的上述用于铁路高填方路堤的箱型结构每段20m，相邻上述结构之间留有施工缝或沉降缝(图中未显示)。

上述用于铁路高填方路堤的箱型结构包括：

顶板4，位于箱型结构主体顶端；

腹板5，位于箱型结构主体两侧；

底板6，位于箱型结构主体底部；

端墙10，位于箱型结构两端面；

上述顶板4、腹板5、底板6围成中空的方型结构；

位于箱型结构主体两侧的上述腹板5之间设置有连接该两侧腹板5的水平中隔板7，该水平中隔板7将结构的内腔分割为上下两个腔体。涌水线可以设计在与水平中隔板7平齐。

本实施方式可以进一步优化，上述顶板4的宽度和底板6的宽度均大于腹板5之间的间距与腹板5厚度之和，这样底板6、顶板4均具有外挑长度，这样底板6有助于减小结构底部压应力，更加适合在软土地基上高填方工程使用。这里的顶板宽度至少要不小于单线铁路路基顶面宽度。

上述腹板5上设置有养护窗口8，这里的养护窗口8在设置时，可以配置相应的爬梯9，方便人员上下。

上述结构的前后端设置有封堵该结构的内腔前后端的端墙10，防止水、淤泥等进入箱型结构内部。

上述结构为整体浇筑的钢筋混凝土结构。整体浇筑的钢筋混凝土结构，结构整体抗压刚度大，自身压缩变形较小，有利于减小路堤的沉降变形，特别是在高路堤情况下优势更加明显。

建造本铁路高填方路堤的步骤为：

一、进行地基处理，达到设计要求；

二、在处理后的地基上铺设垫层，通常采用砂垫层，铺设厚度一般为50～60cm；

三、现场施工箱型结构，立模板、搭钢筋笼、浇筑混凝土，将底板、水平中隔板、腹板、顶板整体浇筑成一体；

四、待混凝土达到养护龄期后，拆除模板；

五、现场浇筑施工本箱型结构两端的素混凝土端墙；

六、重复三至五步骤，继续下一段箱型结构的浇筑；

七、待线路施工范围内多段箱型结构整体均达到养护龄期后，其上部顺次填筑基床底层和基床表层填料。

箱型结构主体采用钢筋混凝土材料，有较好的耐久性能，箱型结构内部无填料，箱型结构上部填土少，结构自重较小，易适应地基承载力要求，更加适合在软土地基上高填方工程中或者填料缺乏的地区使用；结构整体刚度大，调节地基差异沉降能力强；顶板4上部填筑路堤土体。同时，结构整体采用钢筋混凝土材料，可适于水位较高地区，具有良好的浸水区耐久性。

本铁路高填方路堤下部为上述的用于铁路高填方路堤的箱型结构、上部为路堤填土，在箱型结构中加入水平中隔板7，整体刚度更大并且减小腹板5受力，既可满足铁路高填方路堤边坡的安全稳定性要求，又能解决路堤结构耐久性问题。同时，结构自重小，整体性刚度大，受力合理，能够减小地基差异沉降，适应地基承载力要求。适用于用地界有严格限制或者填料缺乏地区的路堤工程，包括深厚软土地基、浸水路堤等特殊条件下。

相较于普通填筑路堤，本铁路高填方路堤不需放坡，节省用地，节约填料。同时，相比于普通加筋土挡墙，在浸水条件下具有更好的耐久性，且施工工艺更为简单、施工质量更易控制。普通加筋土挡墙在浸水区段水位变化和长期浸泡作用下不利于填料自身的稳定性，目前常用的加筋土挡墙依靠填料与筋带之间的摩擦作用保持路堤稳定，水位的变化及长期浸泡对填料与筋带间的摩擦性质有明显不利影响；而铁路高填方路堤水平中隔板式箱型结构主体采用的是带水平中隔板7的钢筋混凝土箱型结构，钢筋混凝土底板6、腹板5、水平中隔板7和顶板4整体一体化浇筑，具有稳定的结构整体性、施工质量易控性和良好的耐久性。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，该结构用于放置在铺设于地基顶面的垫层上；

所述用于铁路高填方路堤的箱型结构包括：

顶板(4)，位于箱型结构主体顶端；

腹板(5)，位于箱型结构主体两侧；

底板(6)，位于箱型结构主体底部；

所述顶板(4)、腹板(5)、底板(6)围成中空的方型结构；

位于箱型结构主体两侧的所述腹板(5)之间设置有连接该两侧腹板(5)的水平中隔板(7)，该水平中隔板(7)将结构的内腔分割为上下两个腔体。

2.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述顶板(4)的宽度和底板(6)的宽度均大于腹板(5)之间的间距与腹板(5)厚度之和。

3.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述腹板(5)上设置有养护窗口(8)。

4.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述结构的前后端设置有封堵该结构的内腔前后端的端墙(10)。

5.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述结构的长度为10～30m。

6.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述结构为整体浇筑的钢筋混凝土结构。

7.如权利要求1所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构，其特征在于，所述的垫层为砂垫层(3)。

8.一种铁路高填方路堤，其特征在于，包括如权利要求1～7任意一项所述的用于铁路高填方路堤的箱型结构；多个所述结构的依次前后对应排列组成路堤结构体；

所述路堤结构体上方依次铺设基床底层(2)和基床表层(1)。

9.如权利要求8所述的铁路高填方路堤，其特征在于，相邻所述结构之间留有施工缝。