[實用新型]一種公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220689049.9
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN202969393U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬強;仝芳;李麗華;肖衡林;孔佳雪;郭三元
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E02D17/18
• 分類號: E02D17/18;E01F5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

高填方路段的涵洞上覆填土高度多在10?m以上，有的甚至?xí)^50?m。由于填土荷載大，地形條件復(fù)雜，涵洞的受力及變形特性往往較為復(fù)雜，涵體存在應(yīng)力集中和不均勻沉降等問題，容易引起各種不同程度的病害，在工程界有“十涵九裂”之說。這些病害輕則引起涵洞開裂、滲漏或積水，重則致使涵洞結(jié)構(gòu)破壞，甚至出現(xiàn)垮塌，嚴(yán)重影響公路的正常使用。

目前，對公路高填方涵洞的減載措施主要以加筋減載法為主。加筋減載法是指人為地使涵頂上方局部高度和寬度范圍內(nèi)的填土密度小于兩側(cè)填土，形成減載孔；同時在減載孔上方鋪設(shè)筋材，筋材兩端分別錨固于兩側(cè)密實填土中，達到涵頂減載的目的。雖然加筋減載法對高填方涵洞涵頂應(yīng)力集中現(xiàn)象有所緩解，但其仍存在以下幾個方面不足：(1)涵頂加筋減載效果有限，涵頂開裂現(xiàn)象仍然存在；(2)涵頂荷載轉(zhuǎn)移至側(cè)墻，涵洞側(cè)墻開裂現(xiàn)象有所增加；(3)涵洞受力及變形特性受復(fù)雜地質(zhì)影響仍然很大；(4)易引起涵洞受力不對稱性，涵洞出現(xiàn)涵頂與墻身分離開裂現(xiàn)象；(5)涵洞內(nèi)、外土柱剛度差異不明顯，筋材效率沒有得到充分發(fā)揮。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的在于提供了一種結(jié)構(gòu)合理，施工方便的公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)，該加筋減載結(jié)構(gòu)由加固區(qū)、筋材、碎石墊層和減載孔組成；

所述的加固區(qū)位于涵洞的兩側(cè)；

所述的減載孔位于涵洞的正上方；

所述的筋材和碎石墊層位于減載孔的上方。

加固區(qū)、筋材、碎石墊層和減載孔組成一個減載體系，通過加固區(qū)上部填土的土拱效應(yīng)和筋材的張拉膜效應(yīng)，使大部分路堤填土荷載傳遞至加固區(qū)，并沿加固區(qū)傳遞至地基。

所述的涵洞為拱涵或蓋板涵。

所述的加固區(qū)為水泥注漿的密實碎石，密實碎石粒徑不大于15?cm，加固區(qū)的彈性模量不小于300?MPa，水泥注漿的范圍是臺背至臺背外1.0?-2.0m，加固區(qū)的高度為自地基頂面標(biāo)高至減載孔頂面標(biāo)高處。

所述的減載孔采用密度小于1.4?g/cm³，彈性模量小于4?MPa的輕質(zhì)柔性填料填筑；減載孔寬度與涵洞寬度一致，減載孔高度在1.0-3.0?m范圍內(nèi)。

所述的碎石墊層鋪設(shè)在加固區(qū)和減載孔頂面，厚度在0.3-0.5m范圍內(nèi)。

所述的筋材為鋼塑土工格柵或鍍鋅鐵絲網(wǎng)，筋材鋪設(shè)在碎石墊層中間位置，所述的筋材滿足伸長率為0.5%時的抗拉剛度不小于120?kN/m的條件。

所述的筋材和碎石墊層均鋪設(shè)至兩側(cè)加固區(qū)以外長度為5-10?m的位置。

本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，涵頂減載效果顯著提高，有效降低了涵頂土壓力集中程度；涵頂上方的填土荷載通過加固區(qū)傳遞至地基，涵洞側(cè)墻開土壓力顯著減小；有效減小了復(fù)雜地形對涵洞受力及變形特性的影響；有效減小了涵洞受力不對稱性；筋材效率得到顯著提高。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：1-涵洞，2-加固區(qū)，3-筋材，4-碎石墊層，5-減載孔，6-地基。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細(xì)說明。

實施例1：

如圖1所示，一種公路高填方涵洞的加筋減載結(jié)構(gòu)，該加筋減載結(jié)構(gòu)由加固區(qū)2、筋材3、碎石墊層4和減載孔5組成；

所述的加固區(qū)2位于涵洞1的兩側(cè)；

所述的減載孔5位于涵洞1的正上方；

所述的筋材3和碎石墊層4位于減載孔5的上方。

加固區(qū)2、筋材3、碎石墊層4和減載孔5組成一個減載體系，通過加固區(qū)2上部填土的土拱效應(yīng)和筋材3的張拉膜效應(yīng)，使大部分路堤填土荷載傳遞至加固區(qū)2，并沿加固區(qū)2傳遞至地基6。

所述的涵洞1為蓋板涵。

所述的加固區(qū)2為325#水泥注漿的密實碎石，密實碎石粒徑不大于15?cm，加固區(qū)2的彈性模量不小于300?MPa，水泥注漿的范圍是臺背至臺背外1.0?m，加固區(qū)2的高度為自地基6頂面標(biāo)高至減載孔5頂面標(biāo)高處。

所述的減載孔5采用密度為1.2g/cm³，彈性模量為3MPa的輕質(zhì)柔性填料填筑，減載孔5寬度與涵洞1寬度一致，減載孔5高度為1.0?m。