路基边坡装配式变形自适应防护骨架及其拼接方法
【专利摘要】本发明涉及路基边坡装配式变形自适应防护骨架及其拼接方法。冻土区路基边坡防护采用浆砌片石护墙、护坡等刚性结构物，在寒季和高海拔地区施工不能适应冻融循环变形。本发明包括人字形节点板、斜向杆和竖向杆，均为混凝土预制块构件；人字形节点板上设置有四个端头，其中两个位于上下两侧，另外两个斜向位于左右两侧并对称；人字形节点板上下两侧的端头通过竖向杆与竖向相邻的人字形节点板对接；人字形节点板左右两侧的端头对接有斜向杆，横向相邻的人字形节点板上的斜向杆呈人字形对接。本发明具有变形自适用强、加工快速、施工简便、劳动强度低等特点，因而能有效的解决多年冻土区路基传统刚性结构物边坡防护中存在的系列问题。
【专利说明】
路基边坡装配式变形自适应防护骨架及其拼接方法
技术领域
[0001]本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种路基边坡装配式变形自适应防护骨架及其拼接方法。
【背景技术】
[0002]冻土作为一种特殊土，在全球广泛分布，地球上季节冻土区面积约占陆地面积的70%，其中多年冻土分布面积35 X 106平方公里，占陆地面积的25%。我国多年冻土分布面积约21.5 X 105平方公里，位居世界第三，包括位于欧亚大陆高玮度多年冻土区南缘的东北大、小兴安岭，以及西部高山和青藏高原等地。季节性冻土约占国土面积的53.5%。
[0003]在冻土区修筑公路后，由于气温变化强烈，冻土温度场及其稳定性会发生变化。多年冻土尤其是高温极不稳定区的高含冰量冻土，其热稳定性差，路基边坡表层在寒季发生冻胀、暖季发生融沉，伴随冻胀和融沉，边坡表层土的强度下降，极易造成路基边坡下沉、变形、开裂，并引起边坡表层流坍甚至边坡滑塌。冻土区材料缺乏，生态系统脆弱，应避免现场挖取石材，破坏高原生态环境，同时冻土区海拔高，紫外线强，为保障施工人员的健康，这就要求防护工程施工简便、劳动强度低。目前，我国冻土区路基边坡防护常采用浆砌片石护墙、护坡等刚性结构物，在寒季和高海拔地区施工存在很多困难且不能适应冻融循环变形。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种路基边坡装配式变形自适应防护骨架及其拼接方法，能有效的解决多年冻土区路基传统刚性结构物边坡防护中存在的系列问题。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于:
包括人字形节点板、斜向杆和竖向杆；
人字形节点板上设置有四个端头，其中两个位于上下两侧，另外两个斜向位于左右两侧并对称；
人字形节点板上下两侧的端头通过竖向杆与竖向相邻的人字形节点板对接；
人字形节点板左右两侧的端头对接有斜向杆，横向相邻的人字形节点板上的斜向杆呈人字形对接。
[0006]人字形节点板、斜向杆和竖向杆均为混凝土预制块构件。
[0007]人字形节点板的四个端头、斜向杆的两端和竖向杆的两端均设置有错位槽，互相对接时搭接咬合。
[0008]人字形节点板、斜向杆和竖向杆向对接时均留有变形协调缝。
[0009]人字形节点板的中心设置有预留孔，并设置有用于固定的钢垫板和锚杆。
[0010]呈人字形对接的相邻斜向杆的对接处设置有用于固定的钢垫板和锚杆，锚杆自对接处的变形协调缝插入。
[0011 ]路基边坡装配式变形自适应防护骨架的拼接方法，其特征在于: 包括以下步骤:
步骤一:施工前先清理施工场地，修整边坡使砌筑地带的标高和边坡坡度与图纸要求相一致，然后按图纸所示的地点进行施工放样；
步骤二:安装前要按设计形式及尺寸挂线测量放样，开挖沟槽;清刷坡面浮土，填补凹坑，使坡面平整；
步骤三:施工时首先自下而上逐块拼装竖向立柱，具体工艺为:最下部的人字形节点板定位放置好后，其上放置竖向杆，依次类推直至拼装至坡顶；
步骤四:竖向立柱拼装好后，拼装人字形骨架，具体工艺为把斜向杆放入开挖好的沟槽中，并保证与人字形节点板搭接良好，形成的人字骨架顶端形成良好的锚固孔；
步骤五:预制块构件拼接完成后，进行锚杆施工，预制块拼接与锚杆施工采用流水作业；
锚杆的施工根据边坡土质采用打入或钻孔的施工方式:
采用打入方式时，锚杆垂直坡面打人到85 cm时，将钢垫板套在锚杆上继续打入，力量由重渐轻；
采用钻孔方式施工时，锚杆施工先由风钻钻孔，成孔后用高压风枪将孔内浮土吹净，再由压浆栗将M35低温早强水泥砂浆灌入;注浆管到达锚杆孔的底部，边拔边灌。
[0012]本发明具有以下优点:
本发明采用工厂化生产的混凝土预制块进行现场拼接施工，相比冻土区路基边坡传统刚性结构物防护，具有以下优点:
(I)自变形适用能力强。混凝土预制块杆件拼接时，留有Icm宽的变形协调缝，同时骨架(杆件、锚杆等)也可允许有少许位移，有效的避免由于边坡冻融循环变形引起的破坏。
[0013](2)结构简单、制作方便、加工快速、质量可靠。混凝土预制块杆件工厂化预制，能快速、批量生产，同时也能保证成型构件的质量。
[0014](3)施工简便、劳动强度低。混凝土预制块的重量均不超出50kg，现场拼接简单，劳动强度低，能有效的保障高原现场施工人员的健康。
[0015](4)取材方便，环境污染少。混凝土预制块在工厂生产，避免了现场挖取石材，现场施工，破坏高原冻土区脆弱的生态系统和生态环境。
【附图说明】
[0016]图1为本发明结构布置图。
[0017]图2为人字形节点板正面图。
[0018]图3为人字形节点板侧面图。
[0019]图4为人字形节点板立面图。
[0020]图5为斜向杆正面图。
[0021]图6为斜向杆侧面图。
[0022]图7为斜向杆立面图。
[0023]图8为竖向杆正面图。
[0024]图9为竖向杆侧面图。
[0025]图10为竖向杆立面图。
[0026]图中，1-人字形节点板，2-斜向杆，3-竖向杆，4-锚杆，5-钢垫板，6_变形协调缝。
【具体实施方式】
[0027]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0028]本发明涉及的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，属于柔性防护结构，具有变形自适用强、加工快速、施工简便、劳动强度低等特点。包括人字形节点板1、斜向杆2和竖向杆3。人字形节点板I上设置有四个端头，其中两个位于上下两侧，另外两个斜向位于左右两侧并对称;人字形节点板I上下两侧的端头通过竖向杆3与竖向相邻的人字形节点板I对接；人字形节点板I左右两侧的端头对接有斜向杆2，横向相邻的人字形节点板I上的斜向杆2呈人字形对接。
[0029]人字形节点板1、斜向杆2和竖向杆3均为混凝土预制块构件，采用C25混凝土在预制厂进行预制，按尺寸初步预估每种预制块的重量均不超出50kg。这样即能保证杆件质量，同时便于施工人员在高原进行搬运、安装，降低人工劳动强度。预制块应清光抹面，强度满足要求后才允许搬运和安装。搬运和安装时应轻拿轻放，避免菱角损坏。
[0030]人字形节点板I的四个端头、斜向杆2的两端和竖向杆3的两端均设置有错位槽，互相对接时搭接咬合。各构件围成“人字形”骨架结构，将边坡坡面分割成小的土块。人字形节点板1、斜向杆2和竖向杆3向对接时均留有变形协调缝6，使得骨架可允许有少许位移，并与边坡土体牢固联结为一体，增强了边坡土体的整体强度，提高了土体抗剪能力，加强了土体的抗冲刷能力，能实现以点带线、以线带面的平面防护。
[0031]人字形节点板I的中心设置有预留孔，并设置有用于固定的钢垫板5和锚杆4。呈人字形对接的相邻斜向杆2的对接处设置有用于固定的钢垫板5和锚杆4，锚杆4自对接处的变形协调缝6插入。锚杆采用Φ 12mm螺纹钢锚杆，锚杆长100cm，为了方便维修，锚固端采用高强螺母锚固，钢垫板5设置于螺母和混凝土部件之间，尺寸为15cmX 15cmX0.1cm0
[0032]上述路基边坡装配式变形自适应防护骨架的拼接方法，包括以下步骤:
步骤一:施工前先清理施工场地，修整边坡使砌筑地带的标高和边坡坡度与图纸要求相一致，然后按图纸所示的地点进行施工放样；
步骤二:安装前要按设计形式及尺寸挂线测量放样，开挖沟槽;清刷坡面浮土，填补凹坑，使坡面平整；
步骤三:施工时首先自下而上逐块拼装竖向立柱，具体工艺为:最下部的人字形节点板I定位放置好后，其上放置竖向杆3，依次类推直至拼装至坡顶；
步骤四:竖向立柱拼装好后，拼装人字形骨架，具体工艺为把斜向杆2放入开挖好的沟槽中，并保证与人字形节点板I搭接良好，形成的人字骨架顶端形成良好的锚固孔；
步骤五:预制块构件拼接完成后，进行锚杆施工，预制块拼接与锚杆施工采用流水作业；
锚杆4的施工根据边坡土质采用打入或钻孔的施工方式:
采用打入方式时，锚杆4垂直坡面打人到85 cm时，将钢垫板5套在锚杆4上继续打入，力量由重渐轻；
采用钻孔方式施工时，锚杆施工先由风钻钻孔，成孔后用高压风枪将孔内浮土吹净，再由压浆栗将M35低温早强水泥砂浆灌入;注浆管到达锚杆孔的底部，边拔边灌。
[0033]本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 包括人字形节点板(I)、斜向杆(2)和竖向杆(3); 人字形节点板(I)上设置有四个端头，其中两个位于上下两侧，另外两个斜向位于左右两侧并对称； 人字形节点板(I)上下两侧的端头通过竖向杆(3)与竖向相邻的人字形节点板(I)对接； 人字形节点板(I)左右两侧的端头对接有斜向杆(2)，横向相邻的人字形节点板(I)上的斜向杆(2)呈人字形对接。2.根据权利要求1所述的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 人字形节点板(I)、斜向杆(2)和竖向杆(3)均为混凝土预制块构件。3.根据权利要求1所述的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 人字形节点板(I)的四个端头、斜向杆(2)的两端和竖向杆(3)的两端均设置有错位槽，互相对接时搭接咬合。4.根据权利要求1所述的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 人字形节点板(I)、斜向杆(2)和竖向杆(3)向对接时均留有变形协调缝(6)。5.根据权利要求1所述的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 人字形节点板(I)的中心设置有预留孔，并设置有用于固定的钢垫板(5)和锚杆(4)。6.根据权利要求1所述的路基边坡装配式变形自适应防护骨架，其特征在于: 呈人字形对接的相邻斜向杆(2)的对接处设置有用于固定的钢垫板(5)和锚杆(4)，锚杆(4)自对接处的变形协调缝(6)插入。7.路基边坡装配式变形自适应防护骨架的拼接方法，其特征在于: 包括以下步骤: 步骤一:施工前先清理施工场地，修整边坡使砌筑地带的标高和边坡坡度与图纸要求相一致，然后按图纸所示的地点进行施工放样； 步骤二:安装前要按设计形式及尺寸挂线测量放样，开挖沟槽;清刷坡面浮土，填补凹坑，使坡面平整； 步骤三:施工时首先自下而上逐块拼装竖向立柱，具体工艺为:最下部的人字形节点板(I)定位放置好后，其上放置竖向杆(3 )，依次类推直至拼装至坡顶； 步骤四:竖向立柱拼装好后，拼装人字形骨架，具体工艺为把斜向杆(2)放入开挖好的沟槽中，并保证与人字形节点板(I)搭接良好，形成的人字骨架顶端形成良好的锚固孔；步骤五:预制块构件拼接完成后，进行锚杆施工，预制块拼接与锚杆施工采用流水作业； 锚杆(4)的施工根据边坡土质采用打入或钻孔的施工方式: 采用打入方式时，锚杆(4)垂直坡面打人到85 cm时，将钢垫板(5)套在锚杆(4)上继续打入，力量由重渐轻； 采用钻孔方式施工时，锚杆施工先由风钻钻孔，成孔后用高压风枪将孔内浮土吹净，再由压浆栗将M35低温早强水泥砂浆灌入;注浆管到达锚杆孔的底部，边拔边灌。
【文档编号】E01C3/04GK105839651SQ201610320594
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张留俊, 王佐, 尹利华, 张发如, 刘军勇, 苏卫卫
【申请人】中交第公路勘察设计研究院有限公司, 中交第一公路勘察设计研究院有限公司