CN116145477A - 一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法，涉及到高速铁路路基主动隔振领域，包括短桩，短桩竖向埋置于地基土中，短桩的上表面设置有波阻板，波阻板水平埋设在地基表层，波阻板的上表面水平放置有底板，底板的上表面竖直放置有竖板。本发明箱式路基下部加了带凹槽和槽洞的波阻板，该波阻板内部有槽洞用于填充玻璃棉，波阻板表面有凹槽，用于放置橡胶垫层，通过这两种减隔振措施，波阻板既可以减弱箱式路基结构自身的振动，又可以减少振动向下传播，与底板相连接的短桩，既可以阻挡振动向地基土中传播，对周围筑物起到了保护作用，又可以提升列车运行过程中箱式路基结构的整体性和稳定性。

Description

一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法

技术领域

本发明涉及高速铁路路基主动隔振领域，特别涉及一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法。

背景技术

随着我国经济社会的不断发展，高速铁路箱式路基的研究也逐渐被提上日程，箱式路基具有耐久性好、整体性强、稳定性好的特点，用来代替传统高速铁路路基以满足地质条件恶劣地区的行车需要。

高速列车运行时，与轨道接触的过程中会产生较大的动力响应和冲击效应，引起箱式路基结构的振动，对路基结构的整体性和耐久性造成一定的影响，危害行车安全。同时，振动通过地基土向四周传播，对周围的建筑物也会产生不利的影响，振动过程中产生的噪音，影响周围居民的正常生活，危害着附近居民的身心健康。因此，提出一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有主动隔振性能的箱式路基结构及施工方法，以解决高速列车运行时，与轨道接触的过程中会产生较大的动力响应和冲击效应，引起箱式路基结构的振动，对路基结构的整体性和耐久性造成一定的影响，危害行车安全的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，包括短桩，所述短桩竖向埋置于地基土中，所述短桩的上表面设置有波阻板，所述波阻板水平埋设在地基表层，所述波阻板的上表面水平放置有底板，所述底板的上表面竖直放置有竖板，所述竖板的上表面水平放置有顶板。

优选的，所述短桩的桩身长度1500mm，短桩的横截面为边长是480mm的正方形，顶板顶部沿竖直方向预留有第一钢筋孔洞，第一钢筋孔洞的长度为500mm，第一钢筋孔洞与竖板连接。

优选的，所述波阻板沿轨道铺设方向的长度为18000mm，波阻板的横截面尺寸为9800mm×330mm，波阻板与短桩连接的位置预留方形孔洞，方形孔洞的边长为490mm，短桩能够顺利通过方形孔洞，波阻板埋置于地基土中，波阻板的上表面与地基表面持平。

优选的，所述底板沿轨道铺设方向的长度为18000mm，底板的横截面尺寸为9400mm×700mm，底板与短桩对应位置处预留竖直贯穿底板的第二钢筋孔洞。

优选的，所述竖板沿轨道铺设方向的长度为18000mm，竖板的横截面尺寸为600mm×4700mm，竖板设置有两个，两个竖板关于底板的中部对称分布，两个竖板之间的距离为5800mm，竖板的底部与底板连接处预留有第一钢筋，竖板底部的第一钢筋长度等于第二钢筋孔洞长度与第一钢筋孔洞长度之和，第一钢筋的长度为1200mm，竖板的顶部预留有第二钢筋，第二钢筋长度为500mm。

优选的，所述顶板沿轨道铺设方向的长度为18000mm，顶板的横截面尺寸为12600mm×600mm，顶板底部与竖板连接的位置预留有长度为500mm的第三钢筋孔洞，所述竖板通过顶部的第二钢筋与顶板顶板上的第三钢筋孔洞进行连接，竖板底部的第一钢筋贯穿第二钢筋孔洞并与短桩进行连接，之后将波阻板上的方形孔洞穿过短桩。

本发明还公开了一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，包括如上任一所述的具有主动隔振性能的箱式路基结构，还包括以下步骤：

步骤1，对路段上存在的影响施工的障碍物进行清理，同时对施工路段进行平整化处理；

步骤2，在施工路段的附近进行道路勘察，寻找一块平整空地作为预制场，保证施工路段所在地与预制场之间的路段可容纳大型吊车顺利通过，在预制场内生产短桩、波阻板、底板、竖板和顶板，并将其运送到施工路段的附近；

步骤3，在施工路段进行开挖，挖出一个沿轨道铺设方向长度为18100mm，宽度为9900mm，厚度为330mm的长方体空沟，并通过机器设备进行整平，压实处理；

步骤4，在波阻板的槽洞中填充玻璃棉，为了防止玻璃棉埋置于地基中被腐蚀，填充完成后，可用混凝土对槽洞两端进行封闭处理，通过大型吊车将波阻板放置于空沟里，并用水泥砂浆对将波阻板与空沟之间的缝隙进行填充；

步骤5，在波阻板的凹槽内放置整张的橡胶垫层，橡胶垫层的厚度为10mm，

橡胶垫层完全放置于凹槽内，之后通过切割机将波阻板预留的方形孔洞上方对应区域的橡胶垫层进行切割，露出方形孔洞；

步骤6，使用地基螺旋钻孔机在波阻板的方形孔洞处进行开挖，并将开挖出来的地基土进行清理；

步骤7，使用大型吊车将底板放置于波阻板的矩形槽内，并用水泥砂浆对波阻板和底板之间的缝隙进行填充；

步骤8，在预制场，将竖板与底板通过第一钢筋和对应的第二钢筋孔洞进行连接，之后使用水泥砂浆进行加固处理，待其硬化后，通过大型吊车将短桩穿过底板和波阻板上预留的方形孔洞，使得竖板的竖直程度符合要求，之后，用水泥砂浆将竖板底部与底板之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理；

步骤9，通过大型起重机将顶板通过预留的第三钢筋孔洞与竖板预留的第二钢筋进行组合，检查顶板的水平程度符合要求之后，用水泥砂浆将竖板底部与底板之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理。

优选的，所述步骤5中沿橡胶垫层沿轨道铺设方向的长度为18000mm，宽度为9400mm。

优选的，所述步骤6中使用地基螺旋钻孔机开挖时，波阻板下孔洞的深度为1200mm，与穿过波阻板的短桩的长度相同。

优选的，所述步骤中将底板置于波阻板凹槽内，并保证底板与波阻板上的方形孔洞上下对应。

本发明的技术效果和优点：

1、箱式路基下部加了带凹槽和槽洞的波阻板，该波阻板内部有槽洞用于填充玻璃棉，波阻板表面有凹槽，用于放置橡胶垫层，通过这两种减隔振措施，波阻板既可以减弱箱式路基结构自身的振动，又可以减少振动向下传播，与底板相连接的短桩，既可以阻挡振动向地基土中传播，对周围筑物起到了保护作用，又可以提升列车运行过程中箱式路基结构的整体性和稳定性，同时，地基中插入了短桩，可以取代传统地基的基地处理措施，增强了地基承载力，提高了施工效率。

附图说明

图1为箱式路基结构的横截面示意图。

图2为箱式路基结构的三维示意图。

图3为箱式路基结构的竖板的三维示意图。

图4为箱式路基结构的波阻板的三维示意图。

图5为第二钢筋孔洞结构示意图。

图6为第三钢筋孔洞结构示意图。

图中：1、短桩；2、波阻板；3、底板；4、竖板；5、顶板；6、第一钢筋孔洞；7、方形孔洞；8、第二钢筋孔洞；9、第一钢筋；10、第二钢筋；11、第三钢筋孔洞；12、槽洞；13、凹槽；14、橡胶垫层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-图6所示的一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，包括短桩1，短桩1竖向埋置于地基土中，短桩1既可以阻挡振动向地基土中传播，又可以提升列车运行过程中箱式路基结构的整体稳定性，同时，地基中插入了短桩1，可以取代地基处理措施，增强了地基承载力短桩1的上表面设置有波阻板2，波阻板2水平埋设在地基表层，波阻板2既可以减弱箱式路基的振动，又可以阻挡振动向下传播，波阻板2的上表面水平放置有底板3，底板3的上表面竖直放置有竖板4，竖板4的上表面水平放置有顶板5。

短桩1的桩身长度1500mm，短桩1的横截面为边长是480mm的正方形，顶板5顶部沿竖直方向预留有第一钢筋孔洞6，第一钢筋孔洞6的长度为500mm，第一钢筋孔洞6与竖板4连接。

波阻板2沿轨道铺设方向的长度为18000mm，波阻板2的横截面尺寸为9800mm×330mm，波阻板2与短桩1连接的位置预留方形孔洞7，方形孔洞7的边长为490mm，短桩1能够顺利通过方形孔洞7，波阻板2埋置于地基土中，波阻板2的上表面与地基表面持平。

底板3沿轨道铺设方向的长度为18000mm，底板3的横截面尺寸为9400mm×700mm，底板3与短桩1对应位置处预留竖直贯穿底板3的第二钢筋孔洞8，箱式路基的底板3与短桩1连接，竖板4的底部的第一钢筋9通过底板3上的第二钢筋孔洞8后，仍留有剩余的预留钢筋，短桩1通过顶部的第二钢筋孔洞8与该部分预留钢筋进行连接，短桩1的桩身整个埋置于地基土中，很大程度上提升了箱式路基结构的整体稳定性。

竖板4沿轨道铺设方向的长度为18000mm，竖板4的横截面尺寸为600mm×4700mm，竖板4设置有两个，两个竖板4关于底板3的中部对称分布，两个竖板4之间的距离为5800mm，竖板4的底部与底板3连接处预留有第一钢筋9，竖板4底部的第一钢筋9长度等于第二钢筋孔洞8长度与第一钢筋孔洞6长度之和，第一钢筋9的长度为1200mm，竖板4的顶部预留有第二钢筋10，第二钢筋10长度为500mm。

顶板5沿轨道铺设方向的长度为18000mm，顶板5的横截面尺寸为12600mm×600mm，顶板5底部与竖板4连接的位置预留有长度为500mm的第三钢筋孔洞11，竖板4通过顶部的第二钢筋10与顶板顶板5上的第三钢筋孔洞11进行连接，竖板4底部的第一钢筋9贯穿第二钢筋孔洞8并与短桩1进行连接，之后将波阻板2上的方形孔洞7穿过短桩1。

本发明还公开了一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，包括如上的具有主动隔振性能的箱式路基结构，还包括以下步骤：

步骤1，在指定路段施工前，应对该路段路况进行充分考察和勘测，对路段上存在的影响施工的障碍物进行清理，同时对施工路段进行平整化处理；

步骤2，在施工路段的附近进行道路勘察，寻找一块平整空地作为预制场，保证施工路段所在地与预制场之间的路段可容纳大型吊车顺利通过，在预制场内生产短桩1、波阻板2、底板3、竖板4和顶板5，并将其运送到施工路段的附近。

步骤3，在施工路段进行开挖，挖出一个沿轨道铺设方向长度为18100mm，宽度为9900mm，厚度为330mm的长方体空沟，并通过机器设备进行整平，压实处理。

步骤4，波阻板2内部开设有槽洞12，保证了玻璃棉等隔振材料可以通过槽洞12向波阻板2内部填充，在波阻板2的槽洞12中填充玻璃棉，为了防止玻璃棉埋置于地基中被腐蚀，填充完成后，可用混凝土对槽洞12两端进行封闭处理，通过大型吊车将波阻板2放置于空沟里，并用水泥砂浆对将波阻板2与空沟之间的缝隙进行填充。

步骤5，波阻板2顶部开设有凹槽13，凹槽13两侧具有凸起，高度为30mm，容许箱式路基的底板3的底面与凹槽13内部进行贴合，保证了该箱式路基结构的稳定性，在波阻板2的凹槽13内放置整张的橡胶垫层14，橡胶垫层14的厚度为10mm，橡胶垫层14完全放置于凹槽13内，之后通过切割机将波阻板2预留的方形孔洞7上方对应区域的橡胶垫层14进行切割，露出方形孔洞7。

步骤6，使用地基螺旋钻孔机在波阻板2的方形孔洞7处进行开挖，并将开挖出来的地基土进行清理。

步骤7，使用大型吊车将底板3放置于波阻板2的矩形槽内，并用水泥砂浆对波阻板2和底板3之间的缝隙进行填充。

步骤8，在预制场，将竖板4与底板3通过第一钢筋9和对应的第二钢筋孔洞8进行连接，之后使用水泥砂浆进行加固处理，待其硬化后，通过大型吊车将短桩1穿过底板3和波阻板2预留的方形孔洞7，使得竖板4的竖直程度符合要求，之后，用水泥砂浆将竖板4底部与底板3之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理。

步骤9，通过大型起重机将顶板5通过预留的第三钢筋孔洞11与竖板4预留的第二钢筋10进行组合，检查顶板5的水平程度符合要求之后，用水泥砂浆将竖板4底部与底板3之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理。

步骤5中，橡胶垫层14沿轨道铺设方向的长度为18000mm，宽度为9400mm，橡胶垫层14可以减弱箱式路基与波阻板2接触面的共振。

步骤6中，使用地基螺旋钻孔机开挖时，波阻板2下孔洞的深度为1200mm，与穿过波阻板2的短桩1的长度相同，保证穿过波阻板2的短桩1能够全部插入地基孔洞。

步骤7中，将底板3置于波阻板2的凹槽13内，并保证底板3与波阻板2上的方形孔洞7上下对应。

步骤8、步骤9中，在节点连接处的两端进行加腋处理，可以避免应力集中而对节点产生破坏，增强结构的稳定性，上述的节点连接处为短桩1、波阻板2、底板3、竖板4、顶板5结构之间的连接处。

Claims (10)

1.一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，包括短桩(1)，其特征在于：所述短桩(1)竖向埋置于地基土中，所述短桩(1)的上表面设置有波阻板(2)，所述波阻板(2)水平埋设在地基表层，所述波阻板(2)的上表面水平放置有底板(3)，所述底板(3)的上表面竖直放置有竖板(4)，所述竖板(4)的上表面水平放置有顶板(5)。

2.根据权利要求1一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，其特征在于：所述短桩(1)的桩身长度1500mm，短桩(1)的横截面为边长是480mm的正方形，顶板(5)顶部沿竖直方向预留有第一钢筋孔洞(6)，第一钢筋孔洞(6)的长度为500mm，第一钢筋孔洞(6)与竖板(4)连接。

3.根据权利要求1一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，其特征在于：所述波阻板(2)沿轨道铺设方向的长度为18000mm，波阻板(2)的横截面尺寸为9800mm×330mm，波阻板(2)与短桩(1)连接的位置预留方形孔洞(7)，方形孔洞(7)的边长为490mm，短桩(1)能够顺利通过方形孔洞(7)，波阻板(2)埋置于地基土中，波阻板(2)的上表面与地基表面持平。

4.根据权利要求2一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，其特征在于：所述底板(3)沿轨道铺设方向的长度为18000mm，底板(3)的横截面尺寸为9400mm×700mm，底板(3)与短桩(1)对应位置处预留竖直贯穿底板(3)的第二钢筋孔洞(8)。

5.根据权利要求4一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，其特征在于：所述竖板(4)沿轨道铺设方向的长度为18000mm，竖板(4)的横截面尺寸为600mm×4700mm，竖板(4)设置有两个，两个竖板(4)关于底板(3)的中部对称分布，两个竖板(4)之间的距离为5800mm，竖板(4)的底部与底板(3)连接处预留有第一钢筋(9)，竖板(4)底部的第一钢筋(9)长度等于第二钢筋孔洞(8)长度与第一钢筋孔洞(6)长度之和，第一钢筋(9)的长度为1200mm，竖板(4)的顶部预留有第二钢筋(10)，第二钢筋(10)长度为500mm。

6.根据权利要求5一种具有主动隔振性能的箱式路基结构，其特征在于：所述顶板(5)沿轨道铺设方向的长度为18000mm，顶板(5)的横截面尺寸为12600mm×600mm，顶板(5)底部与竖板(4)连接的位置预留有长度为500mm的第三钢筋孔洞(11)，所述竖板(4)通过顶部的第二钢筋(10)与顶板顶板(5)上的第三钢筋孔洞(11)进行连接，竖板(4)底部的第一钢筋(9)贯穿第二钢筋孔洞(8)并与短桩(1)进行连接，之后将波阻板(2)上的方形孔洞(7)穿过短桩(1)。

7.一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，其特征在于：包括权利要求1-6任一具有主动隔振性能的箱式路基结构，还包括以下步骤：

步骤1，对路段上存在的影响施工的障碍物进行清理，同时对施工路段进行平整化处理；

步骤2，在施工路段的附近进行道路勘察，寻找一块平整空地作为预制场，保证施工路段所在地与预制场之间的路段可容纳大型吊车顺利通过，在预制场内生产短桩(1)、波阻板(2)、底板(3)、竖板(4)和顶板(5)，并将其运送到施工路段的附近；

步骤3，在施工路段进行开挖，挖出一个沿轨道铺设方向长度为18100mm，宽度为9900mm，厚度为330mm的长方体空沟，并通过机器设备进行整平，压实处理；

步骤4，在波阻板(2)的槽洞(12)中填充玻璃棉，为了防止玻璃棉埋置于地基中被腐蚀，填充完成后，可用混凝土对槽洞(12)两端进行封闭处理，通过大型吊车将波阻板(2)放置于空沟里，并用水泥砂浆对将波阻板(2)与空沟之间的缝隙进行填充；

步骤5，在波阻板(2)的凹槽(13)内放置整张的橡胶垫层(14)，橡胶垫层(14)的厚度为10mm，

橡胶垫层(14)完全放置于凹槽(13)内，之后通过切割机将波阻板(2)预留的方形孔洞(7)上方对应区域的橡胶垫层(14)进行切割，露出方形孔洞(7)；

步骤6，使用地基螺旋钻孔机在波阻板(2)的方形孔洞(7)处进行开挖，并将开挖出来的地基土进行清理；

步骤7，使用大型吊车将底板(3)放置于波阻板(2)的矩形槽内，并用水泥砂浆对波阻板(2)和底板(3)之间的缝隙进行填充；

步骤8，在预制场，将竖板(4)与底板(3)通过第一钢筋(9)和对应的第二钢筋孔洞(8)进行连接，之后使用水泥砂浆进行加固处理，待其硬化后，通过大型吊车将短桩(1)穿过底板(3)和波阻板(2)上预留的方形孔洞(7)，使得竖板(4)的竖直程度符合要求，之后，用水泥砂浆将竖板(4)底部与底板(3)之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理；

步骤9，通过大型起重机将顶板(5)通过预留的第三钢筋孔洞(11)与竖板(4)预留的第二钢筋(10)进行组合，检查顶板(5)的水平程度符合要求之后，用水泥砂浆将竖板(4)底部与底板(3)之间的缝隙进行填充，待其硬化后，采用支模的方式对连接处进行加腋处理。

8.根据权利要求7一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤5中沿橡胶垫层(14)沿轨道铺设方向的长度为18000mm，宽度为9400mm。

9.根据权利要求7一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤6中使用地基螺旋钻孔机开挖时，波阻板(2)下孔洞的深度为1200mm，与穿过波阻板(2)的短桩(1)的长度相同。

10.根据权利要求7一种具有主动隔振性能的箱式路基结构的施工方法，其特征在于：所述步骤7中将底板(3)置于波阻板(2)凹槽(13)内，并保证底板(3)与波阻板(2)上的方形孔洞(7)上下对应。

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