申请/专利权人：中铁二院工程集团有限责任公司

申请日：2018-09-17

公开（公告）日：2024-01-05

公开（公告）号：CN109235155B

主分类号：E01B2/00

分类号：E01B2/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.05#授权;2019.02.19#实质审查的生效;2019.01.18#公开

摘要：铁路高填方路堤鼎式结构，以有效提高箱型结构的整体刚度，以有效满足铁路高填方路堤边坡的安全稳定性要求，同时解决路堤结构耐久性问题，减小地基差异沉降，适应地基承载力要求。包括沿路堤延伸方向连续设置的钢筋混凝土鼎式结构节段，各钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成。所述下部箱型结构由顶板、底板、两侧腹板构成，底板坐落在砂垫层上。所述上部U型槽结构由顶板和两侧的立臂板构成，顶板的横向两端分别延伸出同侧腹板形成外挑，立臂板下端固结在顶板的横向两端上。所述上部U型槽结构内以普通填料分层填筑路基主体，路基主体上由下而上依次构筑基床底层、基床表层。

主权项：1.铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：包括沿路堤延伸方向连续设置的钢筋混凝土鼎式结构节段，各钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成；所述下部箱型结构由顶板（21）、底板（22）、两侧腹板（23）构成，底板（22）坐落在砂垫层（30）上；所述上部U型槽结构由顶板（21）和两侧的立臂板（24）构成，顶板（21）的横向两端分别延伸出同侧腹板（23）形成外挑，立臂板（24）下端固结在顶板（21）的横向两端上；所述上部U型槽结构内以普通填料分层填筑路基主体（10），路基主体（10）上由下而上依次构筑基床底层（11）、基床表层（12）。

全文数据：铁路高填方路堤鼎式结构技术领域本发明涉及铁路路堤结构，特别涉及一种针对用地限制严格、石料缺乏地区的高填方路堤新型结构。背景技术随着我国铁路建设事业的蓬勃发展，在建设过程中对经济性和适应性的要求越来越高。特别是在地形地貌受限、结构物属性受限的地方，例如桥头高填方路基放坡受限的条件。上述情况如采用延伸桥梁段或采用重力式衡重式挡土墙收坡的方案必然会增加较大的投资，同时重力式衡重式挡土墙对地基承载力要求较高。因此为了降低投资，又能满足适用性并确保路基稳定性，高填方路堤结构的设计思路被越来越多地应用到填方边坡设计工作中，具有可预制性、适应性强、经济效益好、造型美观等特点。传统的加筋土挡墙是由墙面板、拉筋、拉接件、填料、基础和帽石等组成，其设计思路是将拉筋受到荷载竖向作用产生的锚固摩擦力直接传递到面板上，用来平衡荷载横向作用力，从而使填筑体形成一个紧固的整体。这样一来，力系直接作用在面板上，对面板整体性、稳定性要求非常高，一旦面板损坏，整个结构物便失效，风险较大，国内已经出现公路加筋土挡墙工点破坏的情况。并且，该类加筋土挡墙单级高度一般不会太高。考虑到铁路车辆运行速度快、等效荷载大、振动加速度影响范围广的特点，有必要研究新型路堤结构用以适应并推动铁路事业的发展。在工程实践中，用于房屋建筑基础的钢筋混凝土箱型结构整体刚度大，具有良好的抗弯和抗扭特性，其顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位，腹板主要承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力，并且箱型结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性。为此，可以将传统的箱型结构进一步改进为底板、顶板均具有外挑长度的新型结构，顶板上部填筑土体，形成铁路路堤的整体箱型结构。然而，目前国内外关于此类路堤结构的研究与应用均未见报道。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路高填方路堤鼎式结构，以有效提高箱型结构的整体刚度，以有效满足铁路高填方路堤边坡的安全稳定性要求，同时解决路堤结构耐久性问题，减小地基差异沉降，适应地基承载力要求。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：本发明的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：包括沿路堤延伸方向连续设置的钢筋混凝土鼎式结构节段，各钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成；所述下部箱型结构由顶板、底板、两侧腹板构成，底板坐落在砂垫层上；所述上部U型槽结构由顶板和两侧的立臂板构成，顶板的横向两端分别延伸出同侧腹板形成外挑，立臂板下端固结在顶板的横向两端上；所述上部U型槽结构内以普通填料分层填筑路基主体，路基主体上由下而上依次构筑基床底层、基床表层。所述钢筋混凝土鼎式结构节段纵向两端设置端墙封闭，相邻两钢筋混凝土箱型节段的端面之间设置沉降缝。本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：一、相较于普通填筑路堤，铁路高填方路堤鼎式结构不需放坡，节省用地。同时，相比于普通加筋土挡墙，在浸水条件下具有更好的耐久性，且施工工艺更为简单、施工质量更易控制。普通加筋土挡墙在浸水区段水位变化和长期浸泡作用下不利于填料自身的稳定性，目前常用的加筋土挡墙依靠填料与筋带之间的摩擦作用保持路堤稳定，水位的变化及长期浸泡对填料与筋带间的摩擦性质有明显不利影响；而铁路高填方路堤鼎式结构采用的是下部钢筋混凝土箱型结构和上部钢筋混凝土U型槽结构，钢筋混凝土结构整体一体化浇筑，具有施工质量易控性和良好的耐久性。二、铁路高填方路堤鼎式结构，比普通加筋土挡墙路堤结构自重小，更易适应于地基承载力的要求。在路堤填高较大的情况下，普通加筋土挡墙适应性差，且自重大；而鼎式结构整体采用钢筋混凝土浇筑，呈内部中空的框架结构，仅在上部存在有限高度的填料，故自重较小，更加适合在软土地基上高填方工程使用。三、相比于普通加筋土挡墙结构，铁路高填方路堤鼎式结构，结构整体性强，特别是下部的钢筋混凝土箱型结构，整体抗弯刚度大，有利于减小地基的不均匀沉降。四、铁路高填方路堤鼎式结构，是整体浇筑的钢筋混凝土结构，结构整体抗压刚度大，自身压缩变形较小，有利于减小路堤的沉降变形，特别是在高路堤情况下优势更加明显。本发明适用于用地界有严格限制的路堤工程，包括深厚软土地基、浸水路堤等特殊条件下。附图说明本说明书包括如下两幅附图：图1是本发明铁路高填方路堤鼎式结构的横断面图；图2是本发明铁路高填方路堤鼎式结构的侧视图；图中示出构件和对应的标记：路基主体10、基床底层11、基床表层12、养护窗口3、砂垫层4、沉降缝20、顶板21、底板22、腹板23、立臂24、养护窗口25、爬梯26、砂垫层30、地面线D1、墙顶设计线D3、路肩设计线D4、涌水线D5。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。参照图1，本发明的铁路高填方路堤鼎式结构包括沿路堤延伸方向连续设置的钢筋混凝土鼎式结构节段，各钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成。所述下部箱型结构由顶板21、底板22、两侧腹板23构成，底板22坐落在砂垫层30上。所述上部U型槽结构由顶板21和两侧的立臂板24构成，顶板21的横向两端分别延伸出同侧腹板23形成外挑，立臂板24下端固结在顶板21的横向两端上。所述上部U型槽结构内以普通填料分层填筑路基主体10，路基主体10上由下而上依次构筑基床底层11、基床表层12。五、参照图1，相较于普通填筑路堤，铁路高填方路堤鼎式结构不需放坡，节省用地。钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成，具有施工质量易控性和良好的耐久性。钢筋混凝土鼎式结构节段呈内部中空的框架结构，比普通加筋土挡墙路堤结构自重小，更易适应于地基承载力的要求，仅在上部存在有限高度的填料，故自重较小，更加适合在软土地基上高填方工程使用。钢筋混凝土鼎式结构节段结构整体性强，特别是下部的下部箱型结构整体抗弯刚度大，有利于减小地基的不均匀沉降。结构整体抗压刚度大，自身压缩变形较小，有利于减小路堤的沉降变形，特别是在高路堤情况下优势更加明显。参照图1，通常情况下，所述两侧的腹板23为等厚的竖直板，所述立臂板24为等厚的竖直板。参照图2，所述钢筋混凝土鼎式结构节段纵向两端设置端墙封闭，防止水、淤泥等进入箱体内部，相邻两钢筋混凝土箱型节段的端面之间设置沉降缝20。所述钢筋混凝土鼎式结构节段的长度一般为20m。参照图2，所述钢筋混凝土鼎式结构节段于两侧腹板23上开设位于涌水线D5以上的养护窗口25，养护窗口25下方设置爬梯26。本发明铁路高填方路堤鼎式结构是一种新型路堤结构。结构主体采用钢筋混凝土材料，有较好的耐久性能，箱体内部无填料，结构自重较小，易适应地基承载力要求，更加适合在软土地基上高填方工程中使用；结构整体刚度大，调节地基差异沉降能力强；上部填土高度为2m重载铁路3m，可以承受列车荷载冲击作用，有利于动应力消散。同时，结构整体采用钢筋混凝土材料，可适于水位较高地区，具有良好的耐久性。以上所述只是用图解说明本发明铁路高填方路堤鼎式结构的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

权利要求：1.铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：包括沿路堤延伸方向连续设置的钢筋混凝土鼎式结构节段，各钢筋混凝土鼎式结构节段由下部箱型结构和上部U型槽结构整体浇筑而成；所述下部箱型结构由顶板21、底板22、两侧腹板23构成，底板22坐落在砂垫层30上；所述上部U型槽结构由顶板21和两侧的立臂板24构成，顶板21的横向两端分别延伸出同侧腹板23形成外挑，立臂板24下端固结在顶板21的横向两端上；所述上部U型槽结构内以普通填料分层填筑路基主体10，路基主体10上由下而上依次构筑基床底层11、基床表层12。2.如权利要求1所述的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：所述两侧的腹板23为等厚的竖直板。3.如权利要求1所述的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：所述立臂板24为等厚的竖直板。4.如权利要求1所述的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：所述钢筋混凝土鼎式结构节段纵向两端设置端墙封闭，相邻两钢筋混凝土箱型节段的端面之间设置沉降缝20。5.如权利要求4所述的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：所述钢筋混凝土鼎式结构节段的长度为20m。6.如权利要求1所述的铁路高填方路堤鼎式结构，其特征是：所述钢筋混凝土鼎式结构节段于两侧腹板23上开设位于涌水线D5以上的养护窗口25，养护窗口25下方设置爬梯26。

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