[发明专利]下穿运营桥梁轻质路基结构、设计与施工方法

说明书

本发明公开了下穿运营桥梁轻质路基结构、设计与施工方法，结构包括双排长桩、短桩、轻质本体、U型轻质槽和排水沟，路基的两端分别设有双排长桩，双排长桩沿线路纵向间隔设置并相对于短桩靠近桥梁基础，短桩设置在长桩内侧的路基底部，轻质本体设置在长桩和短桩的桩顶上，U型轻质槽设置在轻质本体的顶部，U型轻质槽内填筑有土质填料，长桩和短桩上部锚入连接钢筋，长桩与短桩桩顶设有钢筋层，钢筋层呈网状结构，钢筋层与连接钢筋固定连接。轻质土材料密度低、抗压能力强且直立美观，该方法能实现下穿桥梁建造路基的目的，可保证桥梁结构的正常使用功能，确保桥上各种交通工具的安全运营，不仅可为地方经济建设节约用地，还能减少生态环境破坏。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是下穿运营桥梁轻质路基结构、设计与施工方法。

背景技术

近年来，随着轨道交通迅速发展，新建(构)筑物与既有建(构)筑物难免交叉影响，二者相互关系包括紧邻、上跨、下穿等。在新建(构)筑物附加荷载作用下，既有建(构)筑物可能产生不均匀沉降、倾斜失稳、压溃压裂等病害，甚至引发重大安全事故。

目前，在轨道交通建设过程中，难免需在下穿运营桥梁修建路基工程，新建工程可能对运营桥梁产生工程扰动影响，若新建路基结构荷载过大，极易引发运营桥梁发生不均变形或侧向位移，影响桥梁正常使用功能，特别是对于毫米级变形控制高速铁路桥梁，变形超限将会影响高速列车运营舒适性，甚至可能导致列车脱轨。另一方面，为了达到承载与变形控制要求，路基基底常采用大量的桩基予以加固，此类桩基置换了原状岩土，且大部分桩基重度高于原状岩土重度，即设置桩基在一定程度上也增加了运营桥梁的附加荷载。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的上述问题，提供下穿运营桥梁轻质路基结构、设计与施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

下穿运营桥梁轻质路基结构，包括双排长桩、短桩、轻质本体、U型轻质槽和排水沟；

路基的两端分别设有双排长桩，双排长桩沿线路纵向间隔设置并相对于短桩靠近桥梁基础，短桩设置在长桩内侧的路基底部；

轻质本体设置在长桩和短桩的桩顶上，U型轻质槽设置在轻质本体的顶部，U型轻质槽内填筑有土质填料；

长桩和短桩上部锚入连接钢筋，长桩和短桩桩顶设置有一层钢筋层，钢筋层呈网状结构，钢筋层与连接钢筋固定连接。

通过上述结构，轻质土材料密度低、抗压能力强且直立美观，土质填料能消散列车动应力，防止频繁列车荷载作用导致U型轻质槽出现裂化，双排长桩不仅能够隔离桥墩与短桩，还能防止因长桩尺寸过大导致的置换率高和工程不合理，长桩与短桩结合的加固方法能够实现下穿桥梁建造路基的目的，长桩和短桩与连接钢筋锚固能够提高结构的整体性，让上部结构荷载顺利传递至下部的复合轻质桩，避免上部结构产生偏心力，路基工程在运营桥梁的附加荷载小，可保证桥梁结构的正常使用功能，还能确保桥上各种交通工具的安全运营。长桩和短桩有等载置换作用，降低桩基下方的附加应力，避免路基结构对运营桥梁产生附加应力，从而导致运营桥梁发生竖向或侧向位移；双排长桩还可起到隔离作用，避免结构荷载、施工设备及施工扰动等对运营桥梁造成不利影响。从用地角度而言，该结构大幅节省了建设用地，特别是直接削减了传统路基结构的边坡用地，不仅可为地方经济建设节约用地，还能减少生态环境破坏，满足了节能低碳的设计理念，社会、经济、环境效益显著。

作为本发明的优选方案，长桩与短桩的桩径和桩间距相同，长桩和短桩均采用复合轻质桩，复合轻质桩包括成桩轻质体和复合加筋笼，复合加筋笼埋设在成桩轻质体内。通过上述结构，复合加筋笼具有环箍效应，复合加筋笼与轻质土结合构成了轻型化的路基结构，能够减小运营桥梁的附加荷载。