CN110847227A - 一种路堤支挡结构 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及路堤支挡技术领域，具体地，涉及一种路堤支挡结构。该路堤支挡结构包括基础、U形槽结构、对拉锚索以及填料；所述U形槽结构固定安装于所述基础的顶部，并包括底壁和固定连接于所述底壁两端且相对设置的两个侧壁，在所述底壁和所述侧壁之间围绕形成U形槽；所述对拉锚索可调节地张紧于两个所述侧壁之间；所述填料填充于所述U形槽内。该路堤支挡结构能够解决现有路堤支挡结构存在的高度受限制、结构尺寸大、圬工量大和墙顶位移不易控制的问题。
Description
技术领域
本申请涉及路堤支挡技术领域，具体地，涉及一种路堤支挡结构。
背景技术
现有路堤支挡结构主要有以下几种：重力式和衡重式挡土墙、悬臂式和扶壁式挡土墙、槽型挡土墙、加筋土挡墙、桩基托梁挡土墙和桩基悬臂式挡墙、桩板墙等。在设计及工程实际应用中，以上传统路堤支挡结构具有路堤挡墙高度一般不能超过8m、现有支挡结构多依靠自身重力抵抗路堤填土侧向压力及车辆荷载、施工完成后没有有效措施控制运营期墙顶位移变形的缺陷，导致现有路堤支挡结构存在高度受限制、结构尺寸大、圬工量大和墙顶位移不易控制的问题。
发明内容
本申请实施例中提供了一种路堤支挡结构，该路堤支挡结构能够解决现有路堤支挡结构存在的高度受限制、结构尺寸大、圬工量大和墙顶位移不易控制的问题。
本申请实施例提供了一种路堤支挡结构，该路堤支挡结构包括基础、U形槽结构、对拉锚索以及填料；
所述U形槽结构固定安装于所述基础的顶部，并包括底壁和固定连接于所述底壁两端且相对设置的两个侧壁，在所述底壁和所述侧壁之间围绕形成U形槽；
所述对拉锚索可调节地张紧于两个所述侧壁之间；
所述填料填充于所述U形槽内。
优选地，所述U形槽结构包括平行设置的多个U形梁、固定连接于相邻的所述U形梁的纵向连接梁、以及固定安装于所述U形梁的插板；
所述插板固定安装于所述U形梁，形成所述侧壁和所述底壁；
在每个所述U形梁上均安装有所述对拉锚索。
优选地，每个所述U形梁均包括底部横梁和设置于所述底部横梁两端的立柱；
所述插板包括多个侧插板和多个底插板；
所述侧插板固定安装于所述立柱上；
所述底插板固定安装于所述底部横梁的底部；
所述对拉锚索安装于所述立柱上。
优选地，所述对拉锚索包括锚索和设置于所述锚索两端的锚具；
所述锚索的端部穿过所述侧插板和所述立柱后可拆卸地连接于所述锚具。
优选地，还包括安装于所述立柱之间的保护套管和安装于所述立柱上的定位管；
所述锚索穿设于所述保护套管内；
所述定位管预埋于所述立柱。
优选地，所述基础为桩基，包括一体结构的桩和筏板，所述筏板位于所述桩的顶部。
优选地，所述侧插板设置有泄水孔。
优选地，所述U形梁、所述纵向连接梁、所述侧插板、所述底插板均为钢筋混凝土预制件。
优选地，所述U形梁与所述纵向连接梁、所述侧插板和所述底插板之间均通过销钉或螺栓进行连接。
优选地，在所述立柱与所述底部横梁的连接部设置有位于所述U形槽内的内转角和位于所述U形槽外部的外转角。
采用本申请实施例中提供的路堤支挡结构，具有以下有益效果：
由于上述路堤支挡结构包括设置于基础顶部的U形槽结构，并在U形槽结构的相对侧壁上张紧有可调节的对拉锚索；通过结合对拉锚索的U形槽结构能够调整挡墙硬性支挡结构的受力体系、控制墙顶位移、突破一般挡墙设计的极限高度，通过对拉锚索分担U形槽结构在抵抗路堤填土侧向压力及车辆荷载中的作用，能够减小结构尺寸、降低圬工量，通过调节对拉锚索的张紧力方便控制墙顶位移发展或对墙顶位移进行反向修正，同时，搭配锚索应力计、物位计等监测设备还能够对运营期墙顶位移变形进行定期监测。
因此，该路堤支挡结构具有结构尺寸小、圬工量小、墙顶位移可控且可突破高度限制的特点，能够解决现有路堤支挡结构存在的高度受限制、结构尺寸大、圬工量大和墙顶位移不易控制的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种路堤支挡结构的结构示意图；
图2为图1中提供的路堤支挡结构的侧视图；
图3为图1中提供的路堤支挡结构的俯视图。
附图标记：
1-基础；2-U形槽结构；3-对拉锚索；11-桩；12-筏板；21-U形槽；22-U形梁；23-纵向连接梁；24-侧插板；25-底插板；31-锚索；32-锚具；221-底部横梁；222-立柱；223-内转角；224-外转角。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种路堤支挡结构，该路堤支挡结构适用于铁路、高速公路、市政道路、港口堤坝等填方路堤支挡工程中。
如图1和图2结构所示，上述路堤支挡结构包括基础1、U形槽结构2、对拉锚索3以及填料(图中未示出)；基础1可以为桩11基，并包括一体结构的桩11和筏板12，筏板12位于桩11的顶部，桩11可以为钻孔桩11，桩11和筏板12可以采用钢筋混凝土现场建筑制成，也可以采用钢筋混凝土预制件；桩11的尺寸和数量可以根据具体的路基参数进行计算确定；
U形槽结构2固定安装于基础1的顶部，并包括底壁和固定连接于底壁两端且相对设置的两个侧壁，在底壁和侧壁之间围绕形成U形槽21；填料填充于U形槽21内；填料可以为土等建筑填料，在将填料填充于U形槽21内之后，需要对填充的填料采用小型碾压机械进行压实；
对拉锚索3可调节地张紧于两个侧壁之间，如图1和图3结构所示，在U形槽结构2中相对的侧壁上设置有多个对拉锚索3，可以调节对拉锚索3的张紧力以实现对侧壁的控制和调节。
上述路堤支挡结构在使用过程中，填料等填土的压力及路上的车辆荷载通过固定安装于U形槽结构2的侧壁的插板传递至U形梁22，并由对拉锚索3承担主要荷载，利用对拉锚索3作为主要受力体系承担U形槽21内填土的侧向压力；施工中可以根据不同阶段U形梁22的变形观测结果进行预应力调整，以确保U形梁22与对拉锚索3变形协调受力达到最佳状态。
由于上述路堤支挡结构包括设置于基础1顶部的U形槽结构2，并在U形槽结构2的相对侧壁上张紧有可调节的对拉锚索3；通过结合对拉锚索3的U形槽结构2能够调整挡墙硬性支挡结构的受力体系、控制墙顶位移、突破一般挡墙设计的极限高度，通过对拉锚索3分担U形槽结构2在抵抗路堤填土侧向压力及车辆荷载中的作用，能够减小结构尺寸、降低圬工量，通过调节对拉锚索3的张紧力方便控制墙顶位移发展或对墙顶位移进行反向修正，同时，搭配锚索应力计、物位计等监测设备还能够对运营期墙顶位移变形进行定期监测。
因此，该路堤支挡结构具有结构尺寸小、圬工量小、墙顶位移可控且可突破高度限制的特点，能够解决现有路堤支挡结构存在的高度受限制、结构尺寸大、圬工量大和墙顶位移不易控制的问题。
一种具体的实施方式中，如图2和图3结构所示，U形槽结构2包括平行设置的多个U形梁22、固定连接于相邻的U形梁22的纵向连接梁23、以及固定安装于U形梁22的插板；插板固定安装于U形梁22，形成侧壁和底壁；在每个U形梁22上均安装有对拉锚索3。如图2和图3结构所示，U形槽结构2包括平行设置的3个U形梁22，U形梁22之间通过纵向连接梁23和插板固定连接在一起，通过固定安装于U形梁22之间的插板形成U形槽21；插板可以包括固定安装于U形梁22且形成侧壁的侧插板24、以及固定安装于U形梁22且形成底壁的底插板25，侧插板24可底插板25可以采用相同的结构，也可以采用相同的铺装形式；图2和图3所示结构仅用于举例说明U形槽结构2的具体构成形式，在实际使用过程中，U形槽结构2可以根据路基的实际长度尺寸设置10个、20个、30个或更多个U形梁22；固定连接U形梁22的纵向连接梁23沿高度方向可以间隔设置1个、2个、3个或多个，纵向连接梁23的设置数量和位置根据实际需要进行设置。
通过采用固定连接的U形梁22、纵向连接梁23和插板形成U形槽结构2，能够减少同高度现有路堤挡墙结构的尺寸，能够减少施工工作量，使得圬工量能够减少50％以上。U形梁22之间通过纵向连接梁23固定连接成一体结构，有利于提高路堤支挡结构的整体稳定性。
如图1结构所示，每个U形梁22均包括底部横梁221和设置于底部横梁221两端的立柱222；如图1结构所示，U形梁22的底部横梁221位于基础1的顶部，底部横梁221的两端分别设置有立柱222，立柱222的横截面形状可以为圆形、矩形、正方形、台阶形等任意形状；同时，为了提高立柱222与底部横梁221之间的连接强度，在立柱222与底部横梁221的连接部设置有位于U形槽21内的内转角223和位于U形槽21外部的外转角224；插板包括多个侧插板24和多个底插板25；侧插板24固定安装于立柱222上；底插板25固定安装于底部横梁221的底部；对拉锚索3安装于立柱222上。纵向连接梁23、侧插板24以及底插板25均可以通过采用非穿透式销钉连接于U形梁22，也可以通过螺栓连接。
通过设置在立柱222上对拉锚索3能够分担上部填土侧向压力及车辆荷载，减少挡墙转角处的弯矩；在立柱222与底部横梁221的转角内侧和转角外侧设置转角等墙踵，通过转角等墙踵抗力分担转角处弯矩；为了进一步提高转角处的结构强度，还可以在转角内侧设置斜向拉筋，提高转角处钢筋混凝土的抗拉强度，进而提高路堤支挡结构的结构强度和刚度。
如图1和图3结构所示，对拉锚索3可以包括锚索31和设置于锚索31两端的锚具32；锚索31的端部穿过侧插板24和立柱222后可拆卸地连接于锚具32。在制备侧插板24和立柱222时可以预留用于穿设锚索31的锚索31安装孔，在锚索31穿过锚索31安装孔后，通过锚具32将锚索31张紧于两个立柱222之间，从而分担U形梁22的侧向压力，提高结构可靠性；锚索31预应力可以承担列车等车辆动荷载所带来的瞬时冲击力，可以防止U形槽21的侧壁与底壁连接处的开裂问题，并有效控制U形槽21的墙顶位移；在运营期间通过锚索应力计对锚索31应力及墙体变形进行定期监测，在发现异常或损坏可及时调整更换锚索31，保证整个结构受力体系有效可控，从而减小运营维护难度。
为了提高对拉锚索3的使用寿命，上述路堤支挡结构还可以包括安装于立柱222之间的保护套管(图中未示出)和安装于立柱222上的定位管(图中未示出)；锚索31穿设于保护套管内；定位管预埋于立柱222。
通过设置的保护套管和定位管可以对锚索31进行保护，使锚索31免受磨损、腐蚀等伤害，从而保证锚索31在使用过程中的抗拉强度和使用寿命，从而提高U形槽结构2的可靠性和稳定性。
为了防止在U形槽21内产生积水，在侧插板24上设置有泄水孔，使得U形槽21内的雨水等积水可以通过泄水孔从U形槽21内流出，以免因积水过多而影响路堤的安全性。
在上述各种实施例的基础1上，U形梁22、纵向连接梁23、侧插板24、底插板25均可以为钢筋混凝土预制件。在预制过程中，可以预制批量生产不同尺寸、型号的U形梁22、纵向连接梁23、侧插板24和底插板25，由于构成U形槽结构2的构件均可以提前预制，使得现场拼装施工速度快，并且可以多点同步施工，有利于提高施工进度且缩短工期。
上述路堤支挡结构可以采用以下顺序进行施工：
第一步，根据路基面宽度、填土高度及列车荷载等计算锚索31预应力大小及各预制构件尺寸和配筋，分不同型号进行预制；在预制U型梁时，可以考虑锚索31拉力，在锚索31受力部位加强配筋；
第二步，地基处理后进行场地整平，复合地基以及桩11网结构于碎石垫层上浇筑一层混凝土找平层，基础1结构可不设找平层，如设置找平层，则在找平层上设置底插板25；
第三步，采用机械吊装作业将U形梁22立设于底插板25上，并通过螺栓或销钉连接固定，在采用纵向连接梁23拼装首个和第二个U形梁22时可以先采用机械设备对U形梁22进行固定，防止倾倒歪斜；
第四步，采用升降平台将一节纵向连接梁23与两个U形梁22进行拼装通过穿透式螺栓固定，U形梁22两侧立柱222同步施工；
第五步，通过U形梁22预留锚索31安装孔安装锚索31定位管、锚索31及锚索应力计，并根据计算施加锚索31初始拉应力，将锚索31和锚具32与U形梁22的两立柱222锁定；
第六步，采用机械吊装作业安装侧插板24，侧插板24与U形梁22两之间通过不透式螺栓固定；每安装2m～3m后进行填土作业，当填至距侧插板24高度0.5m时再安装上部侧插板24，然后再填土作业，依次进行；各部位机械连接处均做防锈处理，侧插板24预留泄水孔；
最后，填土作业分层填筑填料，采用小型碾压机械压实，当锚索31下净空不满足机械施工条件时局部采用人工震动压实；当填土填至锚索31位置时，调整锚索31预应力至设计值的70％，填土完成后调整锚索31预应力至设计值。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种路堤支挡结构，其特征在于，包括基础、U形槽结构、对拉锚索以及填料；
所述U形槽结构固定安装于所述基础的顶部，并包括底壁和固定连接于所述底壁两端且相对设置的两个侧壁，在所述底壁和所述侧壁之间围绕形成U形槽；
所述对拉锚索可调节地张紧于两个所述侧壁之间；
所述填料填充于所述U形槽内。
2.根据权利要求1所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述U形槽结构包括平行设置的多个U形梁、固定连接于相邻的所述U形梁的纵向连接梁、以及固定安装于所述U形梁的插板；
所述插板固定安装于所述U形梁，形成所述侧壁和所述底壁；
在每个所述U形梁上均安装有所述对拉锚索。
3.根据权利要求2所述的路堤支挡结构，其特征在于，每个所述U形梁均包括底部横梁和设置于所述底部横梁两端的立柱；
所述插板包括多个侧插板和多个底插板；
所述侧插板固定安装于所述立柱上；
所述底插板固定安装于所述底部横梁的底部；
所述对拉锚索安装于所述立柱上。
4.根据权利要求3所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述对拉锚索包括锚索和设置于所述锚索两端的锚具；
所述锚索的端部穿过所述侧插板和所述立柱后可拆卸地连接于所述锚具。
5.根据权利要求4所述的路堤支挡结构，其特征在于，还包括安装于所述立柱之间的保护套管和安装于所述立柱上的定位管；
所述锚索穿设于所述保护套管内；
所述定位管预埋于所述立柱。
6.根据权利要求5所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述基础为桩基，包括一体结构的桩和筏板，所述筏板位于所述桩的顶部。
7.根据权利要求6所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述侧插板设置有泄水孔。
8.根据权利要求7所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述U形梁、所述纵向连接梁、所述侧插板、所述底插板均为钢筋混凝土预制件。
9.根据权利要求8所述的路堤支挡结构，其特征在于，所述U形梁与所述纵向连接梁、所述侧插板和所述底插板之间均通过销钉或螺栓进行连接。
10.根据权利要求3-9任一项所述的路堤支挡结构，其特征在于，在所述立柱与所述底部横梁的连接部设置有位于所述U形槽内的内转角和位于所述U形槽外部的外转角。
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