技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及高速公路建造新技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
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隨著現(xiàn)在高速公路交通網(wǎng)的發(fā)展，許多原有的道路已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有的需求，因此國內(nèi)許多道路面臨著需要進(jìn)行拓寬的情況。以往的公路拼寬中，拼寬部分的路基往往采用的是填筑路基的施工方法，而原有的路基已沉降穩(wěn)定，而拼寬填方路基由于填筑施工時(shí)間有限，不能保證其穩(wěn)定沉降，極易產(chǎn)生裂縫和新老路基銜接錯(cuò)臺(tái)等現(xiàn)象。再加上填方施工的施工時(shí)間較長，施工復(fù)雜，不符合現(xiàn)今主導(dǎo)的工業(yè)化生產(chǎn)理念。因此迫切需要尋求一種強(qiáng)度高，剛度大，耐久性好，成本適當(dāng)，施工工藝簡單的路基新結(jié)構(gòu)。

樁板結(jié)構(gòu)目前主要應(yīng)用在鐵路領(lǐng)域，較早應(yīng)用的是芬蘭，隨后荷蘭、德國、英國等國家均在高速鐵路上使用了樁板結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代，在芬蘭humppila附近的erman-ninsuo地區(qū)，曾是沼澤地，設(shè)計(jì)的turku-toijala鐵路線要從這里通過，建成后這將是一條運(yùn)行速度170km/h的要求，采用了大約400m的樁板結(jié)構(gòu)，上部采用的是有砟軌道結(jié)構(gòu)。我國第一次采用樁板結(jié)構(gòu)是在遂渝線無咋軌道綜合試驗(yàn)段上，遂渝線采用的樁板結(jié)構(gòu)樁與板完全固結(jié)。

雖然樁板結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外均有一定的研究，但目前還不是很成熟，尤其在高速公路方面(目前主要應(yīng)用于擋土墻)。高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)一項(xiàng)嶄新的技術(shù)，通過其特有的限位裝置能夠有效降低路面的不均勻沉降，尤其適用于高速公路兩車道以上擴(kuò)建。目前國內(nèi)外關(guān)于高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)方面應(yīng)用研究幾乎空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對上述高速公路軟土地基沉降處理困難，工業(yè)化水平低，工程造價(jià)高等問題，本發(fā)明提供一種高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括預(yù)制節(jié)段板、現(xiàn)澆濕接縫、縱肋、prc管樁、phc管樁、聯(lián)端蓋梁、縱向現(xiàn)澆段和波形鋼護(hù)欄立柱；所述的預(yù)制節(jié)段板之間通過現(xiàn)澆濕接縫進(jìn)行連接，所述的縱肋設(shè)置在預(yù)制階段板的下側(cè)，所述的phc管樁設(shè)置在prc管樁的下端，所述的prc管樁通過聯(lián)端蓋梁固定設(shè)置在縱肋的下側(cè)，所述的縱向現(xiàn)澆段澆筑在預(yù)制節(jié)段板與原路基之間，所述的波形鋼護(hù)欄立柱豎向設(shè)置在原路基與縱向現(xiàn)澆段之間。

所述的縱肋下側(cè)設(shè)置有混凝土灌漿孔，所述的縱肋下側(cè)且位于混凝土灌漿孔的下側(cè)設(shè)置有預(yù)留孔洞，所述的縱肋通過混凝土灌漿孔和預(yù)留孔洞與彈性連接鉸連接，所述的彈性連接鉸包括管樁外包圓鋼板、墊片底鋼板、圓環(huán)墊片、鋼筋底鋼板、彈性墊片、u型鋼筋和灌漿料；所述的墊片底鋼板固定設(shè)置在管樁外包圓鋼板的上端側(cè)，所述的圓環(huán)墊片設(shè)置在墊片底鋼板的上側(cè)，所述的彈性墊片澆筑于墊片底鋼板上側(cè)，所述的鋼筋底鋼板設(shè)置在管樁外包圓鋼板內(nèi)側(cè)，所述的u型鋼筋的開口端固定設(shè)置在鋼筋底鋼板的上側(cè)且上端延伸到墊片底鋼板的上方，所述的墊片底鋼板上均勻設(shè)置有澆筑預(yù)留孔，所述的灌漿料通過澆筑預(yù)留孔澆筑在墊片底鋼板的上側(cè)和下側(cè)。

所述的管樁外包圓鋼板的下側(cè)設(shè)置有臨時(shí)抱箍。

所述的彈性墊片為高1cm改性聚合物。

所述的聯(lián)端蓋梁下端面通過預(yù)埋鋼板與樁頂端板焊接，預(yù)制節(jié)段板和聯(lián)端蓋梁之間放置高彈改性聚合物。

所述的u型鋼筋設(shè)置為多股，u型鋼筋的上側(cè)成十字形交叉設(shè)置。

所述的鋼筋底鋼板焊接在管樁的上部端板上。

所述的u型鋼筋的底部設(shè)置有向外側(cè)折彎的折邊。

本發(fā)明墊片底鋼板焊接于管樁外包圓鋼板上，高3cm高模量改性聚合物圓環(huán)墊片放置于墊片底鋼板上，高1cm改性聚合物彈性墊片澆筑于墊片底鋼板上，u型鋼筋焊接于鋼筋底鋼板上。然后通過墊片底鋼板預(yù)留孔澆筑灌漿料實(shí)現(xiàn)管樁外包圓鋼板、u型鋼筋、墊片底鋼板與管樁之間的固結(jié)，通過梁板預(yù)留孔洞澆筑灌漿料實(shí)現(xiàn)u型鋼筋與板之間的固結(jié)。

預(yù)制節(jié)段板下端面間隔設(shè)置兩道縱肋，預(yù)制節(jié)段板分為相互拼接的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、中支點(diǎn)節(jié)段和端支點(diǎn)節(jié)段，所述標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段布置在跨中，所述中支點(diǎn)節(jié)段以標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段為基準(zhǔn)調(diào)整其長度，所述中支點(diǎn)節(jié)段縱肋上設(shè)置有梁板預(yù)留孔洞，所述端支點(diǎn)節(jié)段以標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和中支點(diǎn)節(jié)段為基準(zhǔn)調(diào)整其長度；

作為優(yōu)選，所述預(yù)制節(jié)段板寬7m，厚0.26m，所述縱肋高0.46m，底寬0.7m。

作為優(yōu)選，所述預(yù)制管樁由phc管樁和prc管樁拼接形成，phc管樁設(shè)置在prc管樁下方，通過phc管樁樁頂端板和prc管樁樁底端板進(jìn)行焊接連接。

作為優(yōu)選，所述的聯(lián)端蓋梁通過預(yù)埋鋼板與預(yù)制管樁上端設(shè)置的樁頂端板焊接。

作為優(yōu)選，所述聯(lián)端蓋梁與預(yù)制節(jié)段板之間放置3cm高彈改性聚合物。

作為優(yōu)選，所述的與路基連接縱向現(xiàn)澆段寬1m，以既有高速公路路肩處水泥穩(wěn)定碎石層為基礎(chǔ)，利用路基既有波形防撞護(hù)欄立柱和現(xiàn)澆段實(shí)現(xiàn)樁板無土路基與既有高速公路橫向連接。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

本發(fā)明通過對傳統(tǒng)鐵路樁板結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，并結(jié)合高速公路的特點(diǎn)，創(chuàng)造了一種全新的具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)，一般適用跨徑為5～8m，對于基礎(chǔ)變形控制嚴(yán)格的軟土地基、填土高度較低不適宜修建橋梁的地段具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，通過其特有的側(cè)邊鉸限位裝置能夠有效降低路面的不均勻沉降，是易于推廣的路基結(jié)構(gòu)形式。

高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)為高強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)體系，既能較好傳遞豎向荷載，又能適應(yīng)溫度，汽車制動(dòng)力等水平荷載，具有整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、堅(jiān)固耐用、變形累積緩慢等優(yōu)點(diǎn)，有利于高速行車、減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。側(cè)邊鉸限位裝置主要由鋼筋及高彈性聚氨酯墊片組成，是一種半固結(jié)連接裝置，使得樁和板實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)又能有效降低結(jié)構(gòu)由新老路基不均勻沉降引起的內(nèi)力。

樁間無需填土，節(jié)約土地，減小對周圍環(huán)境的影響，有利于環(huán)境的保護(hù)；樁、板構(gòu)件在工廠標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制，整修養(yǎng)生，運(yùn)至現(xiàn)場，經(jīng)濟(jì)性好，有利于工業(yè)化快速施工，適于推廣應(yīng)用。

phc管樁和prc管樁采用焊接接樁，減少一次沉樁長度，降低對吊裝設(shè)備的要求，減小施工難度。

高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)采用工業(yè)化建造技術(shù)，板、樁、側(cè)邊鉸限位裝置等預(yù)制構(gòu)件施工精度高、結(jié)構(gòu)安全度高、工期短、造價(jià)低，尤其適用于高速公解決新老路基不均勻沉降引起較大內(nèi)力的改擴(kuò)建工程。

高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)裝配化樁板無土路基科研目的研發(fā)一種新型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可替代高速公路改建或新建項(xiàng)目中征地困難，工期要求緊，無合適填土區(qū)域的傳統(tǒng)路基方案，符合國家推進(jìn)裝配化政策，具有節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢，是今后建造業(yè)發(fā)展方向和趨勢。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)總體示意圖；

圖2為本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖；

圖3本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和端支點(diǎn)節(jié)段示意圖；

圖4為本發(fā)明中支點(diǎn)節(jié)段示意圖；

圖5為本發(fā)明phc管樁和prc管樁連接示意圖；

圖6為本發(fā)明管樁端板示意圖；

圖7為本發(fā)明樁板側(cè)邊限位鉸裝置示意圖；

圖8為本發(fā)明樁板側(cè)邊限位鉸裝置中的墊片底鋼板示意圖；

圖9為本發(fā)明樁板側(cè)邊限位鉸裝置的臨時(shí)抱箍示意圖；

圖10為本發(fā)明聯(lián)端蓋梁與管樁連接示意圖。

上述圖中序號(hào)：1-預(yù)制節(jié)段板、2-預(yù)制節(jié)段間現(xiàn)澆濕接縫、3-縱肋、4-prc管樁、5-phc管樁、6-與路基連接縱向現(xiàn)澆段、7-原有波形鋼護(hù)欄立柱、8-聯(lián)端蓋梁、9-混凝土灌漿孔、10-預(yù)留孔洞、11-樁頂端板、12-樁底端板、13-管樁預(yù)應(yīng)力筋錨孔、14-高1cm改性聚合物彈性墊片、15-高模量改性聚合物圓環(huán)墊片、16-u型鋼筋、17-鋼筋底鋼板、18-管樁外包圓鋼板、19-墊片底鋼板、20-灌漿料、21-3cm高彈改性聚合物、22-預(yù)埋鋼板、23-臨時(shí)抱箍、24-墊片底鋼板預(yù)留孔。

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1-10所示，一種具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)，包括預(yù)制節(jié)段板1、現(xiàn)澆濕接縫2、縱肋3、prc管樁4、phc管樁5、聯(lián)端蓋梁8、縱向現(xiàn)澆段6和波形鋼護(hù)欄立柱7；預(yù)制節(jié)段板1之間通過現(xiàn)澆濕接縫2進(jìn)行連接，縱肋3設(shè)置在預(yù)制階段板1的下側(cè)，phc管樁5設(shè)置在prc4管樁的下端，prc4管樁通過聯(lián)端蓋梁8固定設(shè)置在縱肋3的下側(cè)，縱向現(xiàn)澆段6澆筑在預(yù)制節(jié)段板1與原路基之間，波形鋼護(hù)欄立柱7豎向設(shè)置在原路基與縱向現(xiàn)澆段6之間。預(yù)制節(jié)段板1下端面間隔設(shè)置兩道縱肋3，預(yù)制節(jié)段板1寬7m，厚0.26m，縱肋3高0.46m，底寬0.7m，尺寸統(tǒng)一；預(yù)制節(jié)段板1分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、中支點(diǎn)節(jié)段和端支點(diǎn)節(jié)段，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段布置在跨中，中支點(diǎn)節(jié)段由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段調(diào)整長度并開設(shè)混凝土灌漿孔9和預(yù)留孔洞10而成，吊裝完成后，端支點(diǎn)節(jié)段由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和一般樁頂節(jié)段調(diào)整其長度形成；預(yù)制節(jié)段板1吊裝完成后，在兩個(gè)預(yù)制板間隔內(nèi)現(xiàn)澆混凝土，形成節(jié)段間現(xiàn)澆濕接縫2。

如圖5所示，預(yù)制管樁由phc管樁5和prc管樁4拼接形成，預(yù)制管樁設(shè)置樁頂端板11和樁底端板12并設(shè)置管樁預(yù)應(yīng)力筋錨孔13用來錨固管樁內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼筋。

下部結(jié)構(gòu)施工完成后，施工側(cè)邊鉸限位裝置，如圖7所示，彈性連接鉸由管樁外包圓鋼板18、焊接在管樁外包圓鋼板18上方的墊片底鋼板19、設(shè)置在墊片底鋼板19上方的高3cm高模量改性聚合物圓環(huán)墊片15和高1cm改性聚合物彈性墊片14、焊接在樁頂端板11上方的鋼筋底鋼板17，焊接在鋼筋底鋼板17上方的4根u型鋼筋16組成，通過墊片底鋼板預(yù)留孔24澆筑灌漿料20實(shí)現(xiàn)管樁外包圓鋼板18、4根u型鋼筋16、墊片底鋼板19、prc管樁4之間的固結(jié)，通過梁板預(yù)留孔洞10澆筑灌漿料20實(shí)現(xiàn)4根u型鋼筋16與預(yù)制節(jié)段板之間的固結(jié)。

如圖10所示，聯(lián)端蓋梁8下端面通過預(yù)埋鋼板22與樁頂端板11焊接，梁板和蓋梁之間放置3cm高彈改性聚合物21。

本發(fā)明所述的高速公路具有側(cè)邊鉸限位裝置的新型改擴(kuò)建結(jié)構(gòu)的施工方法按如下步驟進(jìn)行：

步驟(1)：采用靜壓法或錘擊法進(jìn)行預(yù)制管樁的現(xiàn)場施工，精確定位(平面中心誤差≤1.5cm)，施工聯(lián)端蓋梁8，放置聯(lián)端蓋梁8上方3cm高彈改性聚合物21；

步驟(2)：在prc管樁4上方放置鋼筋底鋼板17，將鋼筋底鋼板17和樁頂端板11滿焊，4根u型鋼筋16每兩根成束，與線路方向成45°焊接在鋼筋底鋼板17上方，然后放置管樁外包圓鋼板18，并通過圖8所示的臨時(shí)抱箍23調(diào)整墊片底鋼板高程19，通過墊片底鋼板預(yù)留孔24澆筑灌漿料20，并在墊片底鋼板19上方放置高3cm高模量改性聚合物圓環(huán)墊片15，最后澆筑高1cm改性聚合物彈性墊片14；

步驟(3)：從一聯(lián)聯(lián)中兩個(gè)相鄰的中支點(diǎn)節(jié)段開始起吊，調(diào)整中支點(diǎn)節(jié)段的位置，使prc管樁4頂4根u型鋼筋16準(zhǔn)確插入中支點(diǎn)節(jié)段預(yù)留孔洞10內(nèi)，并向孔內(nèi)澆入灌漿料20，實(shí)現(xiàn)prc管樁4和預(yù)制節(jié)段板1的固結(jié)；

步驟(4)：起吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，將其置于相鄰兩片已經(jīng)固結(jié)穩(wěn)定的中支點(diǎn)節(jié)段之間，調(diào)整位置，支模并澆筑標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和中支點(diǎn)節(jié)段之間的濕接縫；

步驟(5)：起吊端支點(diǎn)節(jié)段，調(diào)整位置，支模并澆筑端支點(diǎn)節(jié)段和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段間的濕接縫，一聯(lián)主體結(jié)構(gòu)施工完成；

步驟(6)：澆筑與既有路基縱向連接現(xiàn)澆段。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。