一种桩承式减震加筋土桥台及其施工方法与流程

本发明属于公路桥梁施工技术领域，具体涉及一种桩承式减震加筋土桥台及其施工方法。

背景技术：

近年来，随着我国交通网络逐步完善的需要，各种新技术开始涌现，加筋土桥台就是众多新技术中的一种。加筋土桥台受限于其较为有限的承载力，难以修筑大型桥梁，提供其承载能力往往意味着结构复杂度和成本的大幅增加。如中国专利文献cn202881845u公开了一种公路桥梁加筋土柔性桥台，为了保证加筋土桥台的稳定性，其台座与墙面距离设置得过大，非常不利于加筋土桥台的成本控制。中国专利文献cn204676593u公开了一种超高整体钢塑格栅加筋土桥台挡墙结构，结构非常复杂，明显增加了施工的难度。随着上部荷载的增大，其内部稳定性也会受到巨大的挑战。将桩承式桥台和加筋土技术相结合提出的桩承式加筋土桥台结构，能够提供较大的承载力，且由于加筋土较大的阻尼，能够在地震中耗散相当大的能量，保护结构不被破坏。然而，支承桩在平时的运营中和地震中容易受到集中荷载的影响，在桩端处产生局部破坏，在桩身处发生剪切破坏，其结构的耐久性和安全性受到了挑战。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、减震性能好、承载力出色、耐久性和安全性突出的桩承式减震加筋土桥台及其施工方法。

本发明采用的技术方案为：一种桩承式减震加筋土桥台，包括加筋土桥台系统和路桥连接支承系统，所述加筋土桥台系统包括由筋材插入填土形成的加筋土复合体、模块式墙面及支承结构，所述路桥连接支承系统设于加筋土复合体的顶部；所述模块式墙面位于加筋土复合体的外侧；所述支承结构竖向安装于加筋土复合体内，支承结构的下端穿过加筋土复合体后锚固于地基中；所述支承结构包括支承桩、包覆于支承桩外周面的缓冲层，以及设于支承桩顶部的吸能材料层；所述吸能材料层与路桥连接支承系统的底部接触。

按上述方案，支承桩为钢管桩，其位于地基中的长度不小于支承桩总长度的1/3。

按上述方案，所述缓冲层包括eps缓冲材料和包覆在eps缓冲材料外部土工布。

按上述方案，所述模块式墙面包括基础模块和多个依次竖向连接的墙面单元，所述基础模块为倒t型结构，墙面单元设于基础模块上；所述基础模块的底部外侧设置有三角状的浆砌石防护体；所述筋材的一端插入上下相邻墙面单元之间的接缝内；筋材的另一端水平伸入填土内，与填土形成加筋土复合体。

按上述方案，所述加筋土复合体中筋材的竖向间隔为0.4~0.6m。

按上述方案，所述路桥连接支承系统包括路面结构、桥梁上部结构、l型台座和紧密间距加筋土引道；所述路面结构位于桥梁上部结构的上部，且桥梁上部结构的一端搭接在l型台座的水平段上；所述紧密间距加筋土引道设于l型台座的竖直段外侧；所述l型台座和紧密间距加筋土引道均设于加筋土体的顶部，且l型台座的底部与吸能材料层接触。

按上述方案，l型台座的水平段端部与模块式墙面之间设有eps填充体。

按上述方案，所述紧密间距加筋土引道为返包式加筋土结构，内部填土压实度为90%~95%。

本发明还提供了一种如上所述桩承式减震加筋土桥台的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、平整场地，施工所需要的材料和设备进场，做好施工前的准备工作；

步骤二、支承结构施工：按照设计要求，将桩周包覆有缓冲层、桩顶固定有吸能材料层的支承桩平整后地基，并保证其竖直；

步骤三、模块化墙体施工：在设计位置放置模块式墙面的基础模块，填筑第一层填料，对填料进行压实，达到扩大基础顶部并整平后，铺设筋材，并在支承结构穿过位置处的筋材上设置孔洞，随后循环进行放置墙面单元、填筑填料并压实、铺设筋材的步骤，直至模块化墙体达到设计高度；平整填料表面，使其模块化墙体与桩顶的吸能材料层顶部平齐；

步骤四、路桥连接支承系统施工：将l型台座放置在支承结构上，再在l型台座后方进行返包式加筋土层施工，保证压实后高度与l型钢筋混凝土台座顶部一致；将桥梁上部结构放置在l型台座另一侧，待变形稳定后，铺设路面结构，完成施工。

本发明的有益效果为：

1.本发明在支承桩的顶部设吸能材料层，可以在服役过程和地震中有效缓冲竖向冲击力，防止支承桩桩顶受到破坏；桩周缓冲层的使用，可以有效减小支承桩周围土体施加在桩体的土压力，避免集中荷载施加于桩身发生剪切破坏，使该结构有更长的服役期限，明显提高其耐久性和安全性。

2.本发明设计支承桩直接支承桥梁上部结构、l型台座和紧密间距加筋土引道，有利于模块式墙面控制变形，提高稳定性；在地震中能够利用加筋土和支承桩不同的响应特性，防止支承桩发生较大的位移，减小顶部桩端的放大效应。

3.本发明在路桥连接支承系统中引入紧密间距加筋土引道，能够减小引道在服役过程中的沉降变形，减小引道与桥梁之间的差异沉降，有效缓解“桥头跳车”问题。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例中支承结构的构造图。

其中：1.支承桩，2.缓冲层，2-1.土工布，2-2.eps缓冲材料，3.吸能材料层，4.模块式墙面，5.筋材，6.填土，7.路面结构，8.桥梁上部结构，9.l型台座，10.紧密间距加筋土引道，11.eps填充体，12.浆砌石防护体。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

一种桩承式减震加筋土桥台，包括路桥连接支承系统和加筋土桥台系统，所述加筋土桥台系统包括由筋材5插入填土6形成的加筋土复合体、模块式墙面4及支承结构，所述路桥连接支承系统设于加筋土复合体的顶部；所述模块式墙面4位于加筋土复合体的外侧，其底部设有浆砌石防护体12；所述支承结构竖向安装于加筋土复合体内，支承结构的下端穿过加筋土复合体后锚固于地基中；所述支承结构包括支承桩1、包覆于支承桩1外周面的缓冲层2，以及设于支承桩1顶部的吸能材料层3；所述吸能材料层3与路桥连接支承系统的底部接触。

优选地，支承桩1为钢管桩，其位于地基中的长度不小于支承桩1总长度的1/3。

优选地，所述缓冲层2包括eps缓冲材料2-2和包覆在eps缓冲材料2-2外部土工布2-1，所述缓冲层2采用粘合剂贴合在所述支承桩1的外表面。

本发明中，所述缓冲层2不与所述加筋土复合体内的筋材5直接接触，筋材5预先设置孔洞供所述支承桩1及所述缓冲层2穿过。

优选地，所述模块式墙面4包括基础模块和多个依次竖向连接的墙面单元，所述基础模块为倒t型结构，墙面单元设于基础模块上；所述基础模块的底部外侧设置有三角状的浆砌石防护体12；所述筋材5的一端插入上下相邻墙面单元之间的接缝内；筋材5的另一端水平伸入填土6内，与填土6形成加筋土复合体。所述加筋土复合体中筋材5的竖向间隔为0.4~0.6m，筋材5与所述模块式墙面4的连接方式为摩擦连接。

优选地，所述路桥连接支承系统包括路面结构7、桥梁上部结构8、l型台座9和紧密间距加筋土引道10；所述路面结构7位于桥梁上部结构8的上部，且桥梁上部结构8的一端搭接在l型台座9的水平段上；所述紧密间距加筋土引道10设于l型台座9的竖直段外侧；所述l型台座9和紧密间距加筋土引道10均设于加筋土体的顶部，且l型台座9的底部与吸能材料层3接触；l型台座9的水平段端部与模块式墙面4之间设有eps填充体11。所述紧密间距加筋土引道10为返包式加筋土结构，包括多层依次上下堆叠的填料包，填料包采用土工格栅将填料返包在内，内部填料压实度为90%~95%。

实施例

如图1所示的一种桩承式减震加筋土桥台，包括支承桩1、设于支承桩1外周面的缓冲层2、支承桩1顶部的吸能材料层3、模块式墙面4、筋材5、填土6、路面结构7、桥梁上部结构8、l型台座9（为l型钢筋混凝土台座）以及紧密间距加筋土引道10。

支承桩1通过桩顶的吸能材料层3直接支承l型台座9，使加筋土桥台系统不再承担桥梁上部结构8、l型台座9以及紧密间距加筋土引道10的荷载，有利于控制其墙体变形和保持稳定性；支承桩1的下端穿过筋材5和填土6锚固于地基中。支承桩1为钢管桩，位于地基中的长度不小于支承桩1总长的1/3，有利于结构整体在服役中保持稳定，使支承桩1提供充足的承载力。

桩周的缓冲层2通过粘合剂贴合在所述支承桩1外表面，其可以减小周围土体施加在支承桩1上的土压力，使其不易损坏。如图2所示，缓冲层2包括eps缓冲材料2-2和土工布2-1，土工布2-1可以防止缓冲层2被土体中的碎石刺破。缓冲层2不与加筋土复合体的筋材5直接接触，筋材5预先设置孔洞供支承桩1及缓冲层2穿过，可以防止缓冲层2与筋材5摩擦而破损。

桩顶吸能材料层3的引入可以有效防止桩顶出现冲击破坏。

加筋土复合体中筋材5竖向间距为0.4~0.6m，筋材5与模块式墙面4的连接方式为摩擦连接，这种结构的建设工期短、成本低廉，有利于缩短工期和压缩成本。

l型钢筋混凝土台座承载桥梁上部结构8。紧密间距加筋土引道10为返包式加筋土结构，内部填土6压实度为90%~95%，其内筋材间距为0.2m~0.3m，采用这样的压实度的筋材间距可以提高引道的刚度，从而有效减小引道在服役后的沉降变形，缓解“桥头跳车”问题。

一种如上所述桩承式减震加筋土桥台的施工方法，其包括以下步骤：

步骤一、平整场地，施工所需要的材料和设备进场，做好施工前的准备工作；

步骤二、支承结构施工：按照设计要求，将桩周包覆有缓冲层2、桩顶固定有吸能材料层3的支承桩1平整后地基，并保证其竖直；

步骤三、模块化墙体施工：在设计位置放置模块式墙面4的基础模块，填筑第一层填料，利用小型手扶式碾压机对填料进行压实，达到扩大基础顶部并整平后，铺设筋材5，并在支承结构穿过位置处的筋材5上设置孔洞，随后循环进行放置墙面单元、填筑填料并压实、铺设筋材5的步骤，直至模块化墙体达到设计高度；平整填料表面，使其模块化墙体与桩顶的吸能材料层3顶部平齐；

步骤四、路桥连接支承系统施工：将l型台座9放置在支承结构上，随后在l型台座9后方进行返包式加筋土层施工，保证压实后高度与l型钢筋混凝土台座顶部一致；将桥梁上部结构8放置在l型台座9另一侧，待变形稳定后，铺设路面结构7，完成施工。

最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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