塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法

2023-06-22 06:38:51

專利名稱：塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法
技術領域：
本發明涉及塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，尤其適用於治理塌陷區大幅度不均勻下沉的水上交通設施。
背景技術：
由於地下開採強度和廣度的擴大，地面變形和地面塌陷的危害不斷加劇。地面塌陷已在我國23個省區內發現了800多處，塌陷坑超過3萬個，全國每年因地面塌陷造成的損失約10多億元。目前塌陷區內的鐵路或公路橋等設施的設計只是按照普通地區的設計規範進行設計的，其抵抗變形的能力較小，一般的允許下沉量均是毫米數量級。而由開採造成的地表沉陷量一般都是以米計算，如此大的沉降量，現有的設施是不能滿足正常使用要求的。對於此類問題，目前一般都是採用鐵路改道，水系改移的解決方案，即將鐵路移至塌陷區外，由此造成佔用耕地多，手續繁瑣，工期較長，費用高，影響煤礦生產。隨著煤炭開採的深入，開採的難度在不斷的加大，如何有效的開採鐵路下、建築物下、水體下(簡稱「三下」)的煤炭資源成為了一個戰略性的課題。特別是在華東地區，礦區內水系發達，溝渠縱橫，水上的鐵路或公路設施幾乎遍布每個礦區，煤炭的地下開採活動必定要影響到礦區水上鐵路或公路設施的正常使用。
三、技術內容1.發明目的鑑於已有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，可用於地表塌陷區新建或改造鐵路或公路橋，使其降低成本，效果好的。
2.技術方案本發明的目的是這樣實現的在塌陷區鐵路或公路橋下至少設置一個箱型框架鐵路或公路橋結構，該結構下填充混凝土抗變形基礎，以提高橋體結構的整體抗變形能力，當箱型框架鐵路或公路橋或橋下基礎不滿足承載力要求時，對箱型框架鐵路或公路橋或橋底板下地基基礎進行加固。橋底板下地基基礎加固是在箱型框架橋底板打若干個鑽孔，採用高壓旋噴成樁，每個箱型框架橋之間各自獨立施工，並保證每個箱型框架橋能獨立變形。根據箱型框架橋底板的配筋量及鋼筋間距確定旋噴樁鑽孔直徑為50mm～80mm，鑽孔布置和樁長根據地基承載力的要求確定，鑽孔間距為1000mm～2000mm，樁長為5m～15m，具體設計參數根據現場實際情況確定。當箱型框架鐵路或公路橋結構不滿足承載力要求時，還可在跨中設置鋼筋混凝土支撐牆，以提高箱型框架橋的承載能力；當下沉使橋的高度不滿足使用要求時，可在原橋體上增加新橋體。在箱型框架橋之間及橋體與路堤之間注入柔性可壓縮的填充材料，可以吸收地表變形能，避免橋體之間的擠壓；滿足箱體在擠壓和拉開時的變形要求。
3.技術效果本發明塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，最適用於治理塌陷區水上鐵路或公路交通設施。採用箱型框架鐵路或公路橋結構，當箱型框架鐵路或公路橋或橋下基礎不滿足承載力要求時，對箱型框架鐵路或公路橋或橋底板下地基基礎進行加固。能有效滿足採動區地表不均勻沉降、屈曲變形等地表大變形的影響，保證在地表下沉過程中不中斷鐵路或公路交通，並能滿足地表累計下沉量達0-8米鐵路或公路的正常運輸，大大節約了改線路改河道佔用的土地資源，而且投資較少，改造所需手續簡便，效果好，不會影響煤礦的生產，有很高的經濟效益和社會效益，具有廣泛的實用性。


圖1是本發明橋結構示意圖。
圖2是本發明地基基礎加固示意圖。
圖3是本發明橋結構加固示意圖。
五具體實施例方式
下面將結合附圖中的實施例對發明作進一步的說明本發明塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，為了適應由於地下採動引起的地表大變形，在塌陷區鐵路或公路橋下地基上填充混凝土抗變形基礎5，在抗變形基礎5上放置鋼筋混凝土箱型框架鐵路或公路橋1結構，以提高橋體結構的整體抗變形能力，如圖1所示。由於地表變形及上部荷載的增加，造成箱型框架鐵路或公路橋1或橋下基礎不滿足承載力要求時，可在箱型框架橋1下進行高壓旋噴樁施工，使每個箱型框架橋下的土和旋噴樁2組成複合地基，具體方法是在箱型框架橋1底板打若干個鑽孔，在孔內進行高壓旋噴成樁2，根據箱型框架橋1底板的配筋量及鋼筋間距確定旋噴樁鑽孔直徑為50mm～80mm，鑽孔布置和樁長根據地基承載力的要求確定，鑽孔間距為1000mm～2000mm，樁長為5m～15m，具體設計參數根據現場實際情況確定，如圖2所示。當箱型框架鐵路或公路橋1結構不滿足承載力要求時，在跨中設置鋼筋混凝土支撐牆3，改變結構受力體系，提高箱型框架橋1的承載能力；當下沉量很大，下沉使橋的高度不滿足使用要求時，可在原橋體上增加新橋體4來保證運輸要求，如圖3所示。根據鐵路或公路橋面的寬度，可放置多個箱型框架橋1，每個箱型框架橋1之間各自獨立施工，並保證每個箱型框架橋1能獨立變形，每個箱型框架橋1之間及橋體與路堤之間注入有可壓縮抗大變形的橡膠柔性充填材料，它可以吸收地表變形能，避免橋體之間的擠壓，滿足箱體在擠壓和拉開時的變形要求。
權利要求
1.塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，其特徵在於在塌陷區鐵路或公路橋下至少設置一個箱型框架鐵路或公路橋(1)結構，該結構下填充混凝土抗變形基礎(5)，當箱型框架鐵路或公路橋(1)或橋下基礎不滿足承載力要求時，對箱型框架鐵路或公路橋(1)或橋底板下地基基礎進行(5)加固。
2.根據權利要求1所述的塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，其特徵在於所述的橋底板下地基基礎加固是在箱型框架橋(1)底板打若干個鑽孔，採用高壓旋噴成樁(2)，每個箱型框架橋(1)之間各自獨立施工，並保證每個箱型框架橋(1)能獨立變形。
3.根據權利要求2所述的塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，其特徵在於根據箱型框架橋(1)底板的配筋量及鋼筋間距確定旋噴樁鑽孔直徑為50mm～80mm，鑽孔布置和樁長根據地基承載力的要求確定，鑽孔間距為1000mm～2000mm，樁長為5m～15m。
4.根據權利要求1所述的塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，其特徵在於當箱型框架鐵路或公路橋(1)結構不滿足承載力要求時，還可在跨中設置鋼筋混凝土支撐牆(3)，以提高箱型框架橋(1)的承載能力；當下沉使橋的高度不滿足使用要求時，可在原橋體上增加新橋體(4)。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，特徵在於在箱型框架橋(1)之間及橋體與路堤之間注入柔性可壓縮的填充材料，以滿足箱體在擠壓和拉開時的變形要求。
全文摘要
一種塌陷區鐵路或公路橋抗大變形加固方法，最適用於治理塌陷區大幅度不均勻下沉的水上交通設施。採用箱形抗變形結構交通橋，根據水面寬度，採用一個或多個獨立箱形抗變形結構橋組合排列。能有效地抵抗採動區不均勻沉降、屈曲變形等地表大變形的影響，保證在地表下沉過程中鐵路或公路的正常運輸；並能滿足地表累計下沉量達0－8米鐵路或公路的正常運輸，大大節約了改線路和改河道的土地資源，而且投資較少，改造所需手續簡便，效果好，不會影響煤礦的生產，具有廣泛的實用性。
文檔編號E02D27/34GK1566545SQ0313187
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月10日 優先權日2003年6月10日
發明者於廣雲, 夏軍武, 王東權, 王立波, 盛平, 常虹 申請人:中國礦業大學