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

背景技術(shù)：

隨著我國工程技術(shù)的不斷發(fā)展，整體式橋臺無縫橋因其許多的優(yōu)點而被工程師們所喜愛，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，節(jié)約了橋梁生命周期成本，簡化了施工方法；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、搭板與臺后填土之間將產(chǎn)生局部變形，臺后土體在橋臺循環(huán)往復(fù)移動作用下將產(chǎn)生沉降，該沉降將會導(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，引起道路開裂和發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象，一破裂將會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費用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為了解決上述技術(shù)問題，木發(fā)明的技術(shù)方案是: 一種控制臺后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(jié)構(gòu)，包括橋臺本體和與橋臺本體連接的呈反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口，并且與橋臺本體剛性連接；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。

進一步的，所述第二間隙的寬度為5cm-6cm。

進一步的，所述橋臺本體臺背表面還設(shè)置有一豎向波形金屬板，所述豎向波形金屬板與臺背表面之間嵌入有若干層的彈性體。

進一步的，所述豎向波形金屬板與臺背表面之間的距離為40mm。

進一步的，所述橋臺本體下端經(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。

進一步的，所述彈性體為EPS泡沫。

進一步的，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后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(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，待單排混凝土樁達到預(yù)定強度后，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本體，待橋臺本體達到預(yù)定強度后，在壓實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: 待橋臺本體澆筑至橋臺本體與搭板連接處時，先經(jīng)搭板上水平端開口澆筑搭板，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，此時搭板與橋臺本體經(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，用鋪筑機將土工格柵向前拉鋪，每鋪10米長進行人工拉緊和調(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的壓路機從起始點開始向前進方向碾壓一遍；

步驟S24：轉(zhuǎn)入步驟S21，進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，降低臺后填土的不均勻沉降及避免路面出現(xiàn)開裂、漏水和啃邊等常見病害；通過在搭板下端設(shè)置矩形鋼套筒，能改善其與橋臺、樁基、土等相互之間的作用，使整個橋梁結(jié)構(gòu)不會因為較大次應(yīng)力而破壞失效，同時降低臺后填土滑動面的形成。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。通過在橋臺后設(shè)置內(nèi)嵌彈性體的豎向波形金屬板，能有效減小臺后土壓力，同時也有助于減少溫降時由于上部結(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，從而進一步有效控制臺后土體的沉降。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

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

圖2為本發(fā)明實施例的土工格柵的鋪設(shè)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的橋臺本體。

其中：1-單排混凝土樁；2-豎向波形金屬板；3-橋臺本體；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。

具體實施方式

如圖1 ~3所示，本發(fā)明實施例提供一種控制臺后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(jié)構(gòu)，一種控制臺后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(jié)構(gòu)，包括橋臺本體和與橋臺本體連接的呈反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口，并且與橋臺本體剛性連接；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。

在本實施例中，所述第二間隙的寬度為5cm-6cm。

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

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

在本實施例中，所述橋臺本體下端經(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。同時增加為了土工格柵加筋結(jié)構(gòu)耐久性與增加填土的強度，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、縱向抗拉強度為50kN/m，大小規(guī)格30mm*30mm，縱、橫向拉斷伸長率為25%。

在本實施例中，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后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(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，待單排混凝土樁達到預(yù)定強度后，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本體，待橋臺本體達到預(yù)定強度后，在壓實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: 待橋臺本體澆筑至橋臺本體與搭板連接處時，先經(jīng)搭板上水平端開口澆筑搭板，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，此時搭板與橋臺本體經(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，用鋪筑機將土工格柵向前拉鋪，每鋪10米長進行人工拉緊和調(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的壓路機從起始點開始向前進方向碾壓一遍；

步驟S24：轉(zhuǎn)入步驟S21，進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后土壓力和填土沉降的整體式橋臺結(jié)構(gòu)及施工方法，能夠有效控制臺后土壓力和填土沉降。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請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。