CN211947910U - 一种桥台结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种桥台结构，所述的桥台结构包括桥台基础、上覆结构及沉降控制装置，所述的桥台基础包括端承摩擦桩、混凝土基础垫层与桥台承台，所述端承摩擦桩的桩顶穿越垫层嵌入桥台承台底部，所述端承摩擦桩的桩顶与桥台承台之间通过所述的沉降控制装置相连，所述上覆结构包括桥台台身、台后路段、台帽、桥板，降控制装置包括二次浇注桩头、变形可控装置，所述的二次浇注桩头浇筑于所述的端承摩擦桩上，所述的变形可控装置设于所述的二次浇注桩头上，所述的变形可控装置顶部支撑于桥台承台底部。

Description

一种桥台结构

技术领域

本申请涉及建筑领域，具体涉及一种桥台结构，尤其是在滨海围垦区吹填滩涂淤泥层等深厚软土层中用于防治桥头跳车的一种桥台结构。

背景技术

随着我国国民经济的不断发展及人民生活水平不断提升，国家及各地方政府正在加快进行各项基础设施建设，我国的道路建设已进入了空前繁荣阶段，各种不同等级的公路正在大规模的兴建。大批高等级公路的建成通车极大的缩短了不同地区之间的距离，促进了各地之间的交流，极大地推动了我国经济的快速发展。

但是伴随着我国公路建设的快速发展，诸多问题在道路施工过程中逐渐暴露出来，需要在今后的发展中着力解决，特别是相关的设计理论及施工方法需在建设过程中不断发展及改善。这其中“桥头跳车”现象就是目前我国现阶段道路建设中普遍存在的问题之一。

所谓“桥头跳车”现象就是在道路与桥梁施工过程中，由于桥头两端的路面与桥台之间产生的沉降量不一致所产生的。直观的反映就是路、桥连接处纵断面发生直线型的突变，靠近路一侧有下凹现象，使得车辆行驶至桥头时会出现明显的颠簸现象，会对行车的舒适性及桥梁的安全性产生一定的影响。并且，这种现象会随着车速的增加而更加突出。

桥头跳车实际上是路、桥作为不同类型的结构施工完成之后，桥台段在基础、台身、台帽、梁板等自重荷载及行车荷载作用下产生沉降量S1，道路段在土体、基层、面层等自重荷载及行车荷载作用下产生沉降量S2，两者存在显现的沉降差导致的。在我国江苏、浙江等沿海地区围垦区吹填滩涂淤泥地质条件非常常见，在此地质条件下，淤泥及淤泥质土等软土层厚度可达40m-50m，软土层主要成流塑-软塑状态，压缩性高，物理力学性质差。下部为强度较高的粘性土，物理力学性质较好，承载力较高，并且随着深度加深，土体强度逐渐变好。在此种工程地质条件下进行桥梁施工时，桥台区域基础一般采用桩基础，桩基穿越软土层进入粘土层，桩型为端承摩擦桩，在上部荷载作用下沉降量S1较小，甚至可以近似看做为零。而桥台前的道路段为典型的软土路基，存在地下水位高、土体强度低、软土层后、填土荷载大等诸多不利因素，长时间的荷载作用下会产生较大的固结沉降变形，沉降量S2显著大于S1。因此，在沿海地区围垦区深厚软土层进行道路建设，需充分考虑桥头跳车带来的影响，尽可能的减小道路及桥梁之间的差异沉降。

目前广大的科研人员及工程技术人员在这个问题上均展开了一定的研究。首先是对桥头过渡段软土地基进行加固处理的研究，如水泥搅拌桩方法加固地基土，这样可以显著的减小道路段的沉降S2。倘若碰到上述围垦区滩涂地质条件时，深厚软土层的地基处理将会带来极大的工程造价；其次是在桥头道路段一定长度区域内采用桩承式路堤的方法进行地基处理，尽可能地减小道路段的沉降S2，使桥与路能够连续平稳过渡。上述方法结合在路基填筑时加入土工格栅可以提高路基强度及稳定性，但工程实践效果不够理想。另外结合不同的施工工序，如道路段的地基处理及路基填筑尽可能的早施工而路面层尽可能的晚施工，这样可以增加地基土的施工过程中的固结沉降量，减小工后沉降，最终可以一定程度上减少S2与S1的沉降差。

除了对道路段进行地基处理方式外，桥头搭板技术也得到了广泛应用。桥头搭板主要构造如图5所示。其工作思路是将发生在路、桥交界处的台阶式沉降缓和到一定长度范围内。但在工程实践过程中，存在搭板长度有限、沉降缓和效果不佳等问题，有时不足以将台背道路段发生的沉降S2缓和到可以接受的范围，因此仅仅采用桥头搭板方法并不能完全解决桥头跳车问题，工程中通常跟上述地基处理等方法同时使用。

另外，如果从桥台和道路段的材料角度出发来分析，可以认为桥台是采用高强度和高刚度的材料组成，荷载作用下自身基本无变形产生，而道路段不管是基层还是面层，均为柔性或者半刚性材料，它们在雨水、温度变化、荷载等作用下将会产生塑性变形，不断积累塑性变形导致了桥头道路段部位产生的相对沉降值S2超过了允许的极限，从而产生跳车现象。鉴于刚性桥台和道路段之间的刚度差异是无法消除的，同样可以采用“刚柔过渡”的处理思想来一定程度上消除跳车现象。采用一定长度的渐变段实现桥台和道路段刚度和塑性变形的过渡，如可以采用半整体式(整体式)桥台设计方法，取消梁与桥台之间的伸缩缝，通过梁体、桥台与台背回填土的共同作用消化梁体的水平位移。同样的采用该型桥台设计必须设置桥头搭板，上述桥头搭板所述的问题依然存在。

综上所述，桥台的沉降量S1与道路段沉降量S2是无法消除的，不同的设计方法可以一定程度上减小两者之间的沉降差，但桥头跳车的现象依然无法避免。同时，各种设计方法在整个施工过程中还存在一定的不确定因素，特别是在围垦区滩涂地质条件深厚软土中，桥头搭板在施工过程中挖方、填方工作工程量大，施工难度大，滩涂区域进行大量的土方运输是否可行，施工效果是否满足设计要求有待进一步商榷。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种桥台结构。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种桥台结构，所述的桥台结构包括桥台基础、上覆结构及沉降控制装置，所述的桥台基础包括端承摩擦桩、混凝土基础垫层与桥台承台，所述端承摩擦桩的桩顶穿越垫层嵌入桥台承台底部，所述端承摩擦桩的桩顶与桥台承台之间通过所述的沉降控制装置相连，所述上覆结构包括桥台台身、台后路段、台帽、桥板，降控制装置包括二次浇注桩头、变形可控装置，所述的二次浇注桩头浇筑于所述的端承摩擦桩上，所述的变形可控装置设于所述的二次浇注桩头上，所述的变形可控装置顶部支撑于桥台承台底部。

优选地，所述的沉降控制装置还包括固定锚筋，所述的固定锚筋包括基桩主筋及竖向锚固钢筋，所述的竖向锚固钢筋的上端插入所述的变形可控装置的下部，与所述的变形可控装置制作成一体，所述的竖向锚固钢筋的下部锚固进入二次浇注桩头，所述的基桩主筋被浇筑至所述的端承摩擦桩和二次浇注桩头内，所述的基桩主筋的上端部从二次浇注桩头的顶部露出，且所述的基桩主筋的上端部朝向所述的变形可控装置弯曲，与变形可控装置焊接呈一体。

优选地，所述的沉降控制装置还包括钢制盖板、柔性侧板、环形隔离填充料，所述钢制盖板位于变形可控装置顶部，与所述的桥台承台底部相连，所述柔性侧板沿竖直方向设置，所述的柔性侧板与钢制盖板焊接成型，并嵌入深厚软土中，所述环形隔离填充料设置于所述柔性侧板外侧与混凝土基础垫层之间。

优选地，所述钢制盖板、柔性侧板与二次浇注桩头之间形成封闭压缩区，所述的变形可控装置位于封闭压缩区内，所述的沉降控制装置还包括封闭注浆管，所述的封闭注浆管的一端部的管口穿过所述的钢制盖板，用于向所述的封闭压缩区内进行注浆封闭，所述的封闭注浆管的另一端管口穿过桥台承台，从桥台台身或台帽中出露。

优选地，所述桥板与台帽间设置橡胶支座。

优选地，所述端承摩擦桩采用钻孔灌注桩，桩径800-1500mm，所述的端承摩擦桩的桩基穿越深厚软土层，所述的端承摩擦桩的桩端进入持力层。

优选地，所述的变形可控装置高度为10cm-20cm，直径为0.6-0.8倍的端承摩擦桩的桩径。

优选地，所述竖向锚固钢筋直径为12mm、14mm或16mm，所述竖向锚固钢筋的上端在变形可控装置制作时植入装置内部，植入长度为3-5倍的竖向锚固钢筋的直径，下部在进行二次浇注桩头浇注时锚固进入桩头混凝土中，所述环形隔离填充料采用细砂或者泡沫填充密实，使柔性侧板与基础垫层处于分离状态。

本申请的一种桥台结构，其设计思路科学合理，所用材料安全可靠、耐久性好，施工方法方便快捷，可显著的控制桥台两侧的差异沉降，理论上可以消除两者的不均匀沉降，防止桥头跳车现象的发生，最大程度地减小行车的颠簸，提高驾车的舒适性，同时可以提高桥梁使用的安全性和耐久性，减小运营过程中桥梁的维修成本。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。

图1是本发明一种用于围垦区深厚软土层中防治桥头跳车的刚度可调式装置及施工方法的施工剖面示意图。

图2是本发明变形可控装置与桥台承台的位置平面示意图。

图3是本发明单个变形可控装置的结构剖面示意图。

图4是本发明单个变形可控装置的结构平面示意图。

图5是现有技术中桥头搭板主要构造的示意图。

图中：1、桥板，2、台帽，3、台后路段，4、橡胶支座，5、桥台台身，6、封闭注浆管，7、桥台承台，8、基础垫层，9、端承摩擦桩，10、深厚软土，11、桩端持力层，12、钢制盖板，13、变形可控装置，14、二次浇注桩头，15、基桩主筋，16、竖向锚固钢筋，17、封闭压缩区，18、柔性侧板，19、环形隔离填充料。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2、图3、图4所示：一种用于围垦区深厚软土层中防治桥头跳车的刚度可调式装置及施工方法，包括桥台基础、沉降控制装置及上覆结构；

所述桥台基础包括端承摩擦桩9、混凝土基础垫层8与桥台承台7。所述端承摩擦桩9的桩顶穿越垫层8嵌入桥台承台7底部，桩顶与承台之间通过沉降控制装置相连。

所述沉降控制装置包括二次浇注桩头14、变形可控装置13、固定锚筋、封闭注浆管6、钢制盖板12、柔性侧板18、环形隔离填充料19。所述钢制盖板12位于变形可控装置13顶部与桥台承台7底部相连。所述柔性侧板18与钢制盖板12焊接成型并嵌入深厚软土10中。所述封闭注浆管6由钢制盖板12引出穿越承台7，并确保注浆管口出露。所述环形隔离填充料19设置于所述柔性侧板18外侧与基础垫层8之间。所述固定锚筋包括基桩主筋15及竖向锚固钢筋16，竖向锚固钢筋16与变形可控装置13制作成一体，下部锚固进入二次浇注桩头14，基桩主筋15向内弯曲并与变形可控装置13焊接成一体。所述钢制盖板12、柔性侧板18与二次浇注桩头14形成封闭压缩区17，变形可控装置13位于封闭压缩区17内。

所述上覆结构包括桥台台身5、台后路段3、台帽2、桥板1，所述桥板1与台帽2间设置橡胶支座4。所述封闭注浆管6的管口从桥台台身5或台帽2中出露。

所述端承摩擦桩9宜采用钻孔灌注桩，桩径800-1500mm，为减小桩端的刺入量及控制基础的沉降量，桩基应穿越深厚软土层10，桩端进入强度较高的持力层11。在围垦区深厚软土地质条件下，桩长一般超过40m。

所述变形可控装置13宜采用高压缩性、高强度的金属材料制作而成，其自身的弹性系数为k，高度为10cm-20cm，直径可根据桩径确定，一般为0.6-0.8倍的D(D为桩径)，为保证变形可控装置13工作期间的稳定性，其直径不宜小于0.5D。

在上部荷载作用下变形可控装置13将产生一定的压缩量S3：

S3＝F/k

(F为上部荷载，包括承台、桥台台身、台帽、桥板自重及行车荷载；k为变形可控装置的弹性系数)

(1)假定桩身压缩量与桩端进入持力层的刺入量为S4，S4近似为零，则桩基及台身的总变形量为S3+S4，近似等于S3，为保证桥台台身与台后路段的差异沉降为零，即S3＝S2，可确定变形可控装置的弹性系数k，根据确定的k值进行定量制作。

(2)假定桩基础未穿透深厚软土层，则为典型的摩擦桩，桩端刺入量S4不为零。则桩基及台身的总变形量为S3+S4，为保证桥台台身与台后路段的差异沉降为零，即S3+S4＝S2，则S3＝S2-S4，同样可以确定弹性系数k，再根据确定的k值进行定量制作。

所述二次浇注桩头14高度为20-30cm，混凝土强度比基桩混凝土高一个等级，浇注完毕后确保基桩主筋出露10-20cm，基桩主筋弯曲后与变形可控装置13焊接，提高稳定性。

所述竖向锚固钢筋16直径为12mm、14mm或16mm，长度按二次浇注桩头14的高度控制。上端在变形可控装置13制作时植入装置内部，植入长度为3-5倍的钢筋直径，下部在进行二次浇注桩头14浇注时锚固进入桩头混凝土中。

所述钢制盖板12厚度为1cm、2cm或3cm，直接与桩径D相同，柔性侧板18厚度为1mm或2mm，柔性侧板18上端与钢制盖板12焊接成体并置于变形可控装置13上形成封闭压缩区17。

所述环形隔离填充料19位于柔性侧板18与基础垫层8、深厚软土10之间区域，采用细砂或者泡沫填充密实，使柔性侧板18与基础垫层8处于分离状态，确保柔性侧板18在工作过程中可以向下刺入。

所述封闭注浆管6内径为3.0cm-4.0cm，下端通过钢制盖板12插入封闭压缩区17内2cm-5cm，上部通过桥台承台7、桥台台身5以L型引至外部。若桥台台身5位于深厚软土10内部，则可从台帽2中引出。待沉降稳定之后、变形可控装置13工作完成之后，需通过封闭注浆管6向封闭压缩区17内进行注浆封闭，注浆料采用高强度微膨胀的水泥浆或水泥砂浆，以提高变形可控装置的耐久性。

需要说明的是，在本申请的描述中，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (8)

1.一种桥台结构，其特征在于，所述的桥台结构包括桥台基础、上覆结构及沉降控制装置，所述的桥台基础包括端承摩擦桩、混凝土基础垫层与桥台承台，所述端承摩擦桩的桩顶穿越垫层嵌入桥台承台底部，所述端承摩擦桩的桩顶与桥台承台之间通过所述的沉降控制装置相连，

所述上覆结构包括桥台台身、台后路段、台帽、桥板，

降控制装置包括二次浇注桩头、变形可控装置，所述的二次浇注桩头浇筑于所述的端承摩擦桩上，所述的变形可控装置设于所述的二次浇注桩头上，所述的变形可控装置顶部支撑于桥台承台底部。

2.如权利要求1所述的桥台结构，其特征在于，所述的沉降控制装置还包括固定锚筋，所述的固定锚筋包括基桩主筋及竖向锚固钢筋，所述的竖向锚固钢筋的上端插入所述的变形可控装置的下部，与所述的变形可控装置制作成一体，所述的竖向锚固钢筋的下部锚固进入二次浇注桩头，所述的基桩主筋被浇筑至所述的端承摩擦桩和二次浇注桩头内，所述的基桩主筋的上端部从二次浇注桩头的顶部露出，且所述的基桩主筋的上端部朝向所述的变形可控装置弯曲，与变形可控装置焊接呈一体。

3.如权利要求2所述的桥台结构，其特征在于，所述的沉降控制装置还包括钢制盖板、柔性侧板、环形隔离填充料，所述钢制盖板位于变形可控装置顶部，与所述的桥台承台底部相连，所述柔性侧板沿竖直方向设置，所述的柔性侧板与钢制盖板焊接成型，并嵌入深厚软土中，所述环形隔离填充料设置于所述柔性侧板外侧与混凝土基础垫层之间。

4.如权利要求3所述的桥台结构，其特征在于，所述钢制盖板、柔性侧板与二次浇注桩头之间形成封闭压缩区，所述的变形可控装置位于封闭压缩区内，所述的沉降控制装置还包括封闭注浆管，所述的封闭注浆管的一端部的管口穿过所述的钢制盖板，用于向所述的封闭压缩区内进行注浆封闭，所述的封闭注浆管的另一端管口穿过桥台承台，从桥台台身或台帽中出露。

5.如权利要求4所述的桥台结构，其特征在于，所述桥板与台帽间设置橡胶支座。

6.如权利要求4所述的桥台结构，其特征在于，所述端承摩擦桩采用钻孔灌注桩，桩径800-1500mm，所述的端承摩擦桩的桩基穿越深厚软土层，所述的端承摩擦桩的桩端进入持力层。

7.如权利要求4所述的桥台结构，其特征在于，所述的变形可控装置高度为10cm-20cm，直径为0.6-0.8倍的端承摩擦桩的桩径。

8.如权利要求4所述的桥台结构，其特征在于，所述竖向锚固钢筋直径为12mm、14mm或16mm，所述竖向锚固钢筋的上端在变形可控装置制作时植入装置内部，植入长度为3-5倍的竖向锚固钢筋的直径，下部在进行二次浇注桩头浇注时锚固进入桩头混凝土中，所述环形隔离填充料采用细砂或者泡沫填充密实，使柔性侧板与基础垫层处于分离状态。

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