专利名称：无碴轨道板桩结构的制作方法
技术领域：
本结构是一种考虑高速铁路列车荷载-无碴轨道板桩结构-土共同作用下的新桩型，尤其涉及一种无碴轨道板桩结构。
背景技术：
无碴轨道板桩结构因具有稳定性、刚度均勻性和耐久性好、平顺性高、维修工作量显著减少的突出优点被广泛用于高速铁路的已建路提的补强加固，工程地质条件复杂的路堑地段以及两桥隧之间短路基道岔路基等。国内现有的桩板结构路基，是由下部钢筋混凝土桩基、路基本体与上部钢筋混凝土承载板组成，承载板直接与轨道结构连接，桩、板固结与土路基共同组成一个承载结构体系。结构设计主要综合考虑竖向和水平方向的承载力，依据规范而设计。在高速铁路时代， 列车荷载水平向荷载应占主要因素，先前的设计过多的考虑竖向荷载，导致承台板过厚，桩的根数较多，群桩效应明显，水平承载力并没有发挥出来，造成现有高速铁路工程量大，造价较高的缺陷。根据前人的研究，桩间土动应力在路基填土表层较小，桩底附近动应力较大， 路基动应力由桩传递到路基深处。路基土动应力沿深度变化受动荷载位置影响，由于土体的阻尼和扩散作用，跨中截面板下土体动应力随深度增大而呈衰减，但由于桩身变形的影响，局部略有增大，列车时速对桩板结构路基的动应力影响较小。列车荷载作用下， 承载板挠曲应力在列车到达该点时响应值最大，列车离开该点后应力迅速衰减，在桩截面处的承载板受力不利，在桩板相连处的剪力也是最大。荷载作用下板端转角和跨中挠度挠度较大，影响了线路的平顺性。所以，设计一种新的桩基形式，以适应高速列车的横向荷载，降低群桩效应，发挥结构及土的承载力，提高纵横向稳定性，有效控制沉降，并降低工程量及造价。
实用新型内容本实用型提供一种更加有效地承担横向荷载的无碴轨道板桩结构。本实用型采用如下技术方案一种无碴轨道板桩结构，包括承台板和下部桩身，在承台板与下部桩身之间设有伞撑形，并且，下部桩身中的主筋经过伞撑形延伸至承台板，在伞撑形内设有抗剪钢筋且抗剪钢筋自伞撑形延伸并进入承台板。与现有技术相比，本实用型具有如下优点(1)伞形桩头桩基与承台板刚性连接，有效限制了上部结构的纵向及侧向位移， 保持整体结构的纵横向稳定性；(2)伞形桩头在土体内形成拱托作用，提高桩体承载力，可以有效地解决现有刚性桩身单桩承载力不足的缺陷；伞形桩头托起上部承台板，可使板端转角减小，又可使跨中挠度减小结构整体平顺性显著提高；[0012](3)水平承载力显著提高。在图6中左图是一根单桩桩顶受水平力H和弯矩M，其剪力Q沿桩身曲线如图6中右图所示，明显在桩头位置所受的剪力最大。在承载板和桩头相连接处设置伞形结构，伞形结构截面特性和内部加强钢筋可使板桩基的整体水平抗剪、 水平抗弯能力大大的提高，增强了地基在列车制动等水平荷载作用下的水平承载力。(4)伞形桩头的使用，可使结构总体桩的数量减少，降低群桩效应，亦可使水平承载力显著提高，减少工程量，工程造价显著降低。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是钢护筒浇注下部桩体示意图。图3是伞形桩头形成示意图。图4是本实用新型的配筋示意图。图5是本实用新型的A-A剖视图。图6是桩在水平荷载下的剪力图。图7是结构的受弯示意图。图中1.承台板；2.伞形桩头；3.下部桩体；4.地基土 ；5.待切削的土体；6.钢护筒；7.主筋；8.箍筋；9.板的配筋；10.伞形骨架；11.加强筋。
具体实施方式
一种无碴轨道板桩结构，包括承台板1和下部桩身3，在承台板1与下部桩身3之间设有伞撑形2，并且，下部桩身3中的主筋7经过伞撑形2延伸至承台板1，在伞撑形2内设有抗剪钢筋11且抗剪钢筋11自伞撑形2延伸并进入承台板1。更具体地说，本实用新型由三部分组成承台板，伞形桩头和下部桩体及钢筋骨架组成，其特征是伞形桩顶的桩。桩顶为伞撑形，钢筋骨架由沿桩长排布的主筋和绑扎主筋的箍筋形成框架，桩头部分的伞形钢骨架与下部桩身钢筋焊接，上部延伸主筋与承台板钢筋焊接，伞形骨架钢筋与桩身主筋之间的部分添加一排抗剪钢筋。本实用新型可以通过以下步骤来实现(1)可以在设计阶段通过理论分析获得桩板体系中桩所承受荷载的大小，设计桩径，利用钢护筒做护壁，用打桩机定位钻孔至设计标高，下钢筋笼，灌注下部桩体至桩头连接处，并留出钢筋接头，如图2所示。(2)挖除待切削的土体，切割桩体以上的钢护筒，作为伞形桩头的支撑，焊接伞形桩头钢筋骨架，并在伞形钢骨架和桩身之间绑扎加强筋，并预留与上部承台板结构相连的钢筋头，浇注伞形桩头，桩板连接处扩大桩头截面，形成桩头如图3所示。(4)最后按设计布置承台板钢筋，与预留钢筋相连，浇注承台板，整体刚性连接，形成
图1的无碴轨道板桩结构，这样达到提高纵横向稳定性的目的，板厚度又可以大大减小。(5)伞型结构桩顶周围配有加强钢筋，这样主筋、箍筋、加强钢筋和板上配筋共同组成如图4和图5的钢骨架，可以利用抗弯钢筋和箍筋，抵抗横向荷载。在图7，列车经过时，其列车荷载为q，长度为1，原有结构的力臂是X1,则原有结构的弯矩为qL\\，有伞形桩头后可使力臂减小为X2，弯矩减小为，这样
就使结构水平抗剪，水平抗弯能力大大提高。同时托起上部承台板，可使板端转角减小，在土体内形成拱托作用，提高桩体承载力。
权利要求1. 一种无碴轨道板桩结构，包括承台板(1)和下部桩身(3)，其特征在于，在承台板 (1)与下部桩身(3)之间设有伞撑形(2)，并且，下部桩身(3)中的主筋(7)经过伞撑形(2) 延伸至承台板(1)，在伞撑形(2 )内设有抗剪钢筋(11)且抗剪钢筋(11)自伞撑形(2 )延伸并进入承台板(1)。
专利摘要一种无碴轨道板桩结构，包括承台板和下部桩身，在承台板与下部桩身之间设有伞撑形，并且，下部桩身中的主筋经过伞撑形延伸至承台板，在伞撑形内设有抗剪钢筋且抗剪钢筋自伞撑形延伸并进入承台板。本实用型的伞形桩头桩基与承台板刚性连接，有效限制了上部结构的纵向及侧向位移，保持整体结构的纵横向稳定性；伞形桩头在土体内形成拱托作用，提高桩体承载力，可以有效地解决现有刚性桩身单桩承载力不足的缺陷；伞形桩头托起上部承台板，可使板端转角减小，又可使跨中挠度减小结构整体平顺性显著提高。
文档编号E01B1/00GK202039254SQ20112005846
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者吴志斌, 张乾, 梅国雄, 陈健 申请人:南昌市建筑工程集团有限公司