本發(fā)明涉及一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于橋梁技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)工程技術(shù)的不斷發(fā)展，整體式橋臺(tái)無(wú)縫橋因其許多的優(yōu)點(diǎn)而被工程師們所喜愛(ài)，整體橋可以有效避免設(shè)置伸縮縫及支座，增加行車質(zhì)量，整體性好，抗震性能佳，減小了后期的維護(hù)，節(jié)約了橋梁生命周期成本，簡(jiǎn)化了施工方法；但由于其取消伸縮縫裝置而與橋頭搭板直接現(xiàn)澆成一體，因而在溫度效應(yīng)和混凝土收縮、徐變引起的橋面板位移作用下，橋臺(tái)、搭板與臺(tái)后填土之間將產(chǎn)生局部變形，臺(tái)后土體在橋臺(tái)循環(huán)往復(fù)移動(dòng)作用下將產(chǎn)生沉降，該沉降將會(huì)導(dǎo)致搭板下面土體脫空，該脫空上部搭板（引道板）在車輛等組合荷載下極其發(fā)生破裂，引起道路開(kāi)裂和發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象，一破裂將會(huì)降低道路鋪裝層的平整度，影響行車質(zhì)量及增加橋梁后期維護(hù)費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有整體式橋臺(tái)橋梁結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)及施工方法，有效控制臺(tái)后土壓力和填土沉降。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，木發(fā)明的技術(shù)方案是: 一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括橋臺(tái)本體和與橋臺(tái)本體連接的呈反Z型的搭板，所述搭板的上方和下方分別沿豎向鋪設(shè)有由若干層土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的上填土層和下填土層，所述上填土層向上延伸鋪設(shè)至路面，所述下填土層向下延伸鋪設(shè)至地基；所述上填土層和下填土層與搭板表面和橋臺(tái)本體表面之間均留有第一間隙；所述搭板上水平端的端部開(kāi)口，并且與橋臺(tái)本體剛性連接；所述搭板下水平端的端部經(jīng)一矩形鋼套筒密封，所述矩形鋼套筒水平套設(shè)與搭板下水平端外側(cè)，并且所述矩形銅套筒內(nèi)側(cè)與搭板下水平端外側(cè)之間留有第二間隙，所述第二間隙內(nèi)填充浸有黃油的橡膠層，所述矩形鋼套筒外表面涂覆有防腐涂層。

進(jìn)一步的，所述第二間隙的寬度為5cm-6cm。

進(jìn)一步的，所述橋臺(tái)本體臺(tái)背表面還設(shè)置有一豎向波形金屬板，所述豎向波形金屬板與臺(tái)背表面之間嵌入有若干層的彈性體。

進(jìn)一步的，所述豎向波形金屬板與臺(tái)背表面之間的距離為40mm。

進(jìn)一步的，所述橋臺(tái)本體下端經(jīng)一單排混凝土樁支撐，所述混凝土樁外周側(cè)沿豎向包覆有一環(huán)形波形金屬板，所述環(huán)形波形金屬板與混凝土樁外周側(cè)之間嵌入有若干層彈性體。

進(jìn)一步的，所述彈性體為EPS泡沫。

進(jìn)一步的，所述的土工格柵為塑料土工格柵，所述塑料土工格柵呈矩形狀，并且為聚丙烯或高密度聚乙烯與炭黑的混合材料。

進(jìn)一步的，所述路面為混凝土路面，所述混凝土路面經(jīng)延性纖維加固。

本發(fā)明還提供一種如上述所述的控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

步驟S1：預(yù)先澆筑單排混凝土樁，待單排混凝土樁達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，在其外周側(cè)包覆有內(nèi)嵌有EPS泡沫的環(huán)形波形金屬板；

步驟S2：以單排混凝土樁為支撐澆筑橋臺(tái)本體，待橋臺(tái)本體達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，在壓實(shí)的地基上沿豎向間隔向上鋪設(shè)若干層土工格柵，填土形成由土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的下填土層，下填土層向上鋪設(shè)至搭板的下方；

步驟S3: 待橋臺(tái)本體澆筑至橋臺(tái)本體與搭板連接處時(shí)，先經(jīng)搭板上水平端開(kāi)口澆筑搭板，并且在搭板下水平端安裝矩形鋼套筒；

步驟S4: 待搭板澆筑完成后，此時(shí)搭板與橋臺(tái)本體經(jīng)澆筑呈一體，在搭板的上方沿豎向間隔向上鋪設(shè)若干層土工格柵，填土形成由土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的上填土層，上填土層向上鋪設(shè)至路面；

步驟S5：在上填土層上表面澆筑混凝土，并在混凝土中加入特定量的延性纖維，形成混凝土路面。

進(jìn)一步的，在步驟S2和步驟S4中，沿豎向每隔30cm向上鋪一層土工格柵，每層土工格柵由若干卷土工格柵沿水平均勻間隔鋪設(shè)，具體鋪設(shè)方法如下：

步驟S21：按照每米8根鐵釘?shù)乳g隔固定土工格柵的端部；

步驟S22：固定好土工格柵端部后，用鋪筑機(jī)將土工格柵向前拉鋪，每鋪10米長(zhǎng)進(jìn)行人工拉緊和調(diào)直一次，直至一卷土工格柵鋪完：

步驟S23：將鋪完的土工格柵用6T-10T的壓路機(jī)從起始點(diǎn)開(kāi)始向前進(jìn)方向碾壓一遍；

步驟S24：轉(zhuǎn)入步驟S21，進(jìn)行下一卷的土工格柵鋪設(shè)，直至該層土工格柵鋪設(shè)完成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明利用及土工格柵加筋結(jié)構(gòu)，能形成整體好、剛度較大的柔性結(jié)構(gòu)層，降低臺(tái)后填土的不均勻沉降及避免路面出現(xiàn)開(kāi)裂、漏水和啃邊等常見(jiàn)病害；通過(guò)在搭板下端設(shè)置矩形鋼套筒，能改善其與橋臺(tái)、樁基、土等相互之間的作用，使整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)檩^大次應(yīng)力而破壞失效，同時(shí)降低臺(tái)后填土滑動(dòng)面的形成。搭板因其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及周圍土工格柵加筋結(jié)構(gòu)一同參與工作將增大路基的承載力，延長(zhǎng)路基的使用壽命；有利于分散和減少回填土體間的應(yīng)變，防止路面塌陷或產(chǎn)生裂紋，保持地面美觀整齊。通過(guò)在橋臺(tái)后設(shè)置內(nèi)嵌彈性體的豎向波形金屬板，能有效減小臺(tái)后土壓力，同時(shí)也有助于減少溫降時(shí)由于上部結(jié)構(gòu)的收縮而造成的孔隙，防止路面破壞；通過(guò)在單排混凝土樁周側(cè)設(shè)置嵌入有彈性體的環(huán)形波形金屬板，可提供足夠的側(cè)向位移，減少了上部結(jié)構(gòu)的約束力，從而進(jìn)一步有效控制臺(tái)后土體的沉降。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的土工格柵的鋪設(shè)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的橋臺(tái)本體。

其中：1-單排混凝土樁；2-豎向波形金屬板；3-橋臺(tái)本體；4-路面；5-搭板；6-土工格柵；7-矩形鋼套筒；8-橡膠層；9-下填土層；10-彈性體；11-上填土層。

具體實(shí)施方式

如圖1 ~3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括橋臺(tái)本體和與橋臺(tái)本體連接的呈反Z型的搭板，所述搭板的上方和下方分別沿豎向鋪設(shè)有由若干層土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的上填土層和下填土層，所述上填土層向上延伸鋪設(shè)至路面，所述下填土層向下延伸鋪設(shè)至地基；所述上填土層和下填土層與搭板表面和橋臺(tái)本體表面之間均留有第一間隙；所述搭板上水平端的端部開(kāi)口，并且與橋臺(tái)本體剛性連接；所述搭板下水平端的端部經(jīng)一矩形鋼套筒密封，所述矩形鋼套筒水平套設(shè)與搭板下水平端外側(cè)，并且所述矩形銅套筒內(nèi)側(cè)與搭板下水平端外側(cè)之間留有第二間隙，所述第二間隙內(nèi)填充浸有黃油的橡膠層，所述矩形鋼套筒外表面涂覆有防腐涂層。

在本實(shí)施例中，所述第二間隙的寬度為5cm-6cm。

在本實(shí)施例中，所述橋臺(tái)本體臺(tái)背表面還設(shè)置有一豎向波形金屬板，所述豎向波形金屬板與臺(tái)背表面之間嵌入有若干層的彈性體。

在本實(shí)施例中，所述豎向波形金屬板與臺(tái)背表面之間的距離為40mm。為了減小臺(tái)后土壓力與減少溫降時(shí)由于上部結(jié)構(gòu)的收縮而造成的孔隙，允許整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)有足夠的側(cè)向位移，同時(shí)減少了上部結(jié)構(gòu)的約束力，將豎向波形金屬板距離臺(tái)背表面40mm設(shè)置。

在本實(shí)施例中，所述橋臺(tái)本體下端經(jīng)一單排混凝土樁支撐，所述混凝土樁外周側(cè)沿豎向包覆有一環(huán)形波形金屬板，所述環(huán)形波形金屬板與混凝土樁外周側(cè)之間嵌入有若干層彈性體。同樣的，通過(guò)在單排混凝土樁周側(cè)設(shè)置嵌入有彈性體的環(huán)形波形金屬板，可提供足夠的側(cè)向位移，減少了上部結(jié)構(gòu)的約束力，

在本實(shí)施例中，所述彈性體為EPS泡沫。采用EPS泡沫，操作方便，成本低。

在本實(shí)施例中，所述的土工格柵為塑料土工格柵，所述塑料土工格柵呈矩形狀，并且為聚丙烯或高密度聚乙烯與炭黑的混合材料。同時(shí)增加為了土工格柵加筋結(jié)構(gòu)耐久性與增加填土的強(qiáng)度，所述的塑料土工格柵，其中含有等抗老化材料符合材料，可使其具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕和抗老化等耐久性能；其橫向、縱向抗拉強(qiáng)度為50kN/m，大小規(guī)格30mm*30mm，縱、橫向拉斷伸長(zhǎng)率為25%。

在本實(shí)施例中，所述路面為混凝土路面，所述混凝土路面經(jīng)延性纖維加固。

本發(fā)明還提供一種如上述所述的控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟：

步驟S1：預(yù)先澆筑單排混凝土樁，待單排混凝土樁達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，在其外周側(cè)包覆有內(nèi)嵌有EPS泡沫的環(huán)形波形金屬板；

步驟S2：以單排混凝土樁為支撐澆筑橋臺(tái)本體，待橋臺(tái)本體達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，在壓實(shí)的地基上沿豎向間隔向上鋪設(shè)若干層土工格柵，填土形成由土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的下填土層，下填土層向上鋪設(shè)至搭板的下方；

步驟S3: 待橋臺(tái)本體澆筑至橋臺(tái)本體與搭板連接處時(shí)，先經(jīng)搭板上水平端開(kāi)口澆筑搭板，并且在搭板下水平端安裝矩形鋼套筒；

步驟S4: 待搭板澆筑完成后，此時(shí)搭板與橋臺(tái)本體經(jīng)澆筑呈一體，在搭板的上方沿豎向間隔向上鋪設(shè)若干層土工格柵，填土形成由土工格柵加強(qiáng)穩(wěn)固的上填土層，上填土層向上鋪設(shè)至路面；

步驟S5：在上填土層上表面澆筑混凝土，并在混凝土中加入特定量的延性纖維，形成混凝土路面。

進(jìn)一步的，在步驟S2和步驟S4中，沿豎向每隔30cm向上鋪一層土工格柵，每層土工格柵由若干卷土工格柵沿水平均勻間隔鋪設(shè)，具體鋪設(shè)方法如下：

步驟S21：按照每米8根鐵釘?shù)乳g隔固定土工格柵的端部；

步驟S22：固定好土工格柵端部后，用鋪筑機(jī)將土工格柵向前拉鋪，每鋪10米長(zhǎng)進(jìn)行人工拉緊和調(diào)直一次，直至一卷土工格柵鋪完：

步驟S23：將鋪完的土工格柵用6T-10T的壓路機(jī)從起始點(diǎn)開(kāi)始向前進(jìn)方向碾壓一遍；

步驟S24：轉(zhuǎn)入步驟S21，進(jìn)行下一卷的土工格柵鋪設(shè)，直至該層土工格柵鋪設(shè)完成。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種控制臺(tái)后土壓力和填土沉降的整體式橋臺(tái)結(jié)構(gòu)及施工方法，能夠有效控制臺(tái)后土壓力和填土沉降。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。