[发明专利]库区V型冲沟高填路基支挡结构及参数确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路基支挡结构，尤其涉及一种库区V型冲沟高填路基支挡结构及参数确定方法。

背景技术

现有的V型冲沟高填路基直线式支挡结构，采用平板直立式结构，这种结构圬工量大，支挡结构的支挡作用没有得到完全发挥。V型冲沟路基在自重和车辆荷载的作用下，受侧岸坡度和沟底纵坡的影响，沟心处和岸坡处的路基土压力不是平行指向坡面外侧，而是表现出多向的特性：沟心处路基土压力垂直于路中线，岸坡处路基土压力斜向指向沟心，与沟谷水流方向有一夹角，且距离沟心越远夹角角度越大，总体上是以坡脚为中心，向道路方向呈扇面分布，且作用力方向指向坡脚。V型冲沟高填路堤支挡结构应设计成墙背垂直于土压力作用方向，设置 “反拱”曲线式支挡结构。如采用直线式支挡结构，则没有考虑到墙背土压力作用方向的这种多向性特性。

发明内容

本发明提出了一种库区V型冲沟高填路基支挡结构，该支挡结构的形状为：支挡结构上平行于水平方向的截面为弧型条，支挡结构上平行于垂直方向的截面为下宽上窄的直角梯形，弧型条从梯形的直角边向斜边弯折；支挡结构的两翼为下窄上宽的阶梯型。

由支挡结构上平行于水平方向的截面所形成的弧型条，该弧型条为各处宽度相等的条状，或者，弧型条上对应V型冲沟沟底中心处的宽度较大，并且其宽度从宽度较大处向两端变小，宽度变化的方式为渐变或阶梯形式。

本发明还提出了一种库区V型冲沟高填路基支挡结构的参数确定方法，1）建立V型冲沟高填路基模型，计算直线式支护结构与墙背填料接触面的顺沟向和横沟向水平位移值；

2） 从支挡结构上端面起，竖直向下每隔5米做出水平合位移垂直线的包络线，拟合得到支挡结构的斜表面的轴线，该轴线为圆弧线；

3）按照混凝土抗拉设计强度规定值，以混凝土破坏临界状态时相应的最大拉应力为控制指标，确定支挡结构的临界上端面宽度；

4）计算支挡结构的两翼端面处的临界厚度。

步骤2）中，水平合位移的值和方向是以V型冲沟沟底中心为基准，分别向两岸每隔10米读出横向和纵向位移值，并将其向量相加得到各位置的水平合位移及方向。

步骤4）中，通过比较拉应力计算结果和规范规定值，调整支当结构的两翼厚度，反复试算确定支挡结构的两翼端面处的临界厚度。

本发明的有益技术效果是：采用本发明的支挡结构后，结构的利用率得到了提高，减小了圬工量，有效降低工程造价。

附图说明

图1、现有的直线式支挡结构示意图（图中标记2所示部分即为直线式支挡结构）；

图2、本发明结构上平行于垂直方向的截面示意图；

图3、顺沟向位移等值线图；

图4、横沟向位移等值线图；

图5、本发明结构上端面水平合位移及法线包络线图；

图6、本发明结构上端面水平合位移及其垂直线包络线图；

图7、本发明结构的水平向合理轴线图；

图8、等截面弧形条形式的本发明结构的应用示意图；

图9、等截面弧形条形式的本发明结构的放大图；

图10、变截面弧形条形式的本发明结构的应用示意图；

图11、变截面弧形条形式的本发明结构放大图。

具体实施方式

本发明的支挡结构1的形状为：支挡结构1上平行于水平方向的截面为弧型条，支挡结构1上平行于垂直方向的截面为下宽上窄的直角梯形，弧型条从梯形的直角边向斜边弯折；支挡结构1的两翼1-1为下窄上宽的阶梯型。

由支挡结构1上平行于水平方向的截面所形成的弧型条，该弧型条为各处宽度相等的条状，或者，弧型条上对应V型冲沟沟底中心处的宽度较大，并且其宽度从宽度较大处向两端变小，宽度变化的方式为渐变或阶梯形式。

本发明的支挡结构的参数确定方法为：1）建立V型冲沟高填路基模型，计算直线式支护结构与墙背填料接触面的顺沟向和横沟向水平位移值；

2） 从支挡结构1上端面起，竖直向下每隔5米做出水平合位移垂直线的包络线，拟合得到支挡结构1水平向的轴线，该轴线为圆弧线；

3）按照混凝土抗拉设计强度规定值，以混凝土破坏临界状态时相应的最大拉应力为控制指标，确定支挡结构1的临界上端面宽度；

4）计算支挡结构1的两翼1-1端面处的临界厚度。

步骤2）中，水平合位移的值和方向是以V型冲沟沟底中心为基准，分别向两岸每隔10米读出横向和纵向位移值，并将其向量相加得到各位置的水平合位移及方向。

步骤4）中，通过比较拉应力计算结果和规范规定值，调整支当结构的两翼厚度，反复试算确定支挡结构1的两翼1-1端面处的临界厚度。