[发明专利]一种等载置换轻质土帮宽路基结构、设计及施工方法有效

专利信息
申请号: 202010214477.5 申请日: 2020-03-24
公开(公告)号: CN111395062B 公开(公告)日: 2022-03-08
发明(设计)人: 陈伟志;闵卫鲸;孙晓;周成;吴沛沛 申请(专利权)人: 中铁二院工程集团有限责任公司
主分类号: E01B2/00 分类号: E01B2/00;E02D5/34;G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
代理公司: 四川力久律师事务所 51221 代理人: 王波
地址: 610031 *** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 置换 轻质土帮宽 路基 结构 设计 施工 方法
【权利要求书】:

1.一种等载置换轻质土帮宽路基结构,其特征在于,包括:

复合轻质桩(1),间隔设置于紧邻既有无砟轨道路基(6)的地基(5)内,所述复合轻质桩(1)包括成桩轻质体(11),所述成桩轻质体(11)由轻质土制成,所述复合轻质桩(1)还包括复合加筋笼(12),所述复合加筋笼(12)埋设于所述成桩轻质体(11)内,所述复合加筋笼(12)包括周向间隔设置的竖向土工格栅(121)和竖向间隔设置的环形土工格栅(122),所述竖向土工格栅(121)与所述环形土工格栅(122)相连接;

轻质土槽(2),连接于所述复合轻质桩(1)顶部,所述轻质土槽(2)由轻质土制成,所述轻质土槽(2)的一侧为倾斜悬臂(23),所述倾斜悬臂(23)与既有无砟轨道路基(6)侧面倾斜度相适配,所述轻质土槽(2)底部埋入所述地基(5);

土质填料层(4),填筑在所述轻质土槽(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种等载置换轻质土帮宽路基结构,其特征在于,所述轻质土槽(2)上沿高度方向间隔设置有土工格栅(22),至少一个所述土工格栅(22)贯穿所述土质填料层(4),并与所述轻质土槽(2)两侧悬臂端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种等载置换轻质土帮宽路基结构,其特征在于,所述轻质土槽(2)底部预埋有钢筋网(21),所述钢筋网(21)与所述复合轻质桩(1)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种等载置换轻质土帮宽路基结构,其特征在于,所述复合轻质桩(1)顶部埋设有连接钢筋(3),所述连接钢筋(3)与所述钢筋网(21)固定连接。

5.一种等载置换轻质土帮宽路基结构的设计方法,其特征在于:包含以下步骤:

S1:基于权利要求1-4任意一项所述的帮宽路基结构建立帮宽路基设计模型,并使所述帮宽路基设计模型满足:当输入所述复合轻质桩(1)的设计参数、所述轻质土槽(2)的设计参数时,输出上部结构总重量Wz和所述复合轻质桩(1)的数量n,其中,所述上部结构包括所述轻质土槽(2)、所述土质填料层(4)和上部轨道结构;

S2:根据所述上部结构总重量Wz和所述复合轻质桩(1)的数量n计算复合轻质桩(1)的承载安全系数K,并使所述承载安全系数K满足所述复合轻质桩(1)的承载要求;

S3:根据满足所述复合轻质桩(1)的承载要求的承载安全系数K得到最终的路基结构的设计参数。

6.根据权利要求5所述的一种设计方法,其特征在于,所述帮宽路基设计模型具体为:

Wz=(B-0.5mh)shγn1+(B-2d-0.5mhn2)(γn2n1)shn2+2sb1q1+(s1-b1)sq0-(B-mh-0.5mΔh)(γ-γn1)Δhs

式中,Wz为上部结构总重量,单位kN;s为复合轻质桩(1)桩间距,单位m;n为复合轻质桩(1)的数量;B为帮宽路基顶部宽度,单位m;m为既有无砟轨道路基(6)边坡坡率;h为帮宽路基高度,单位m;γn1为轻质土重度,单位kN/m3;d为轻质土槽(2)悬臂厚度,单位m;hn2为土质填料层(4)填筑厚度,单位m;γn2为土质填料层(4)重度,单位kN/m3;b1为轨道分布宽度,单位m;q1为轨道自重,单位kN/m2;s1为线间距,单位m;q0为线间荷载,单位kN/m2;Δh为土质填料层(4)置入地基(5)深度,单位m;γ为地基(5)土重度,单位kN/m3

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