一种公路路堤边坡加固结构及其设计方法与流程

本发明涉及路堤边坡工程，具体地，涉及一种公路路堤边坡加固结构及其设计方法。

背景技术：

1、跨线桥施工期间的临时支撑通常安放在高速公路的路堤上，但在施工期间路堤所承受的荷载极易使其土层结构破坏，导致产生变形沉降，影响高速公路的使用寿命和跨线桥的施工质量。因此，为了稳固边坡，减小施工引起的变形和沉降；同时为便于跨线桥施工，减小施工难度，采用一种可靠的方法设计一种路堤边坡综合加固结构是十分有必要的。

2、公告号为cn 213805444 u的实用新型专利公开了一种阶梯式边坡稳定支护结构，包括安装座a与安装座b，安装座a与安装座b背面均设置有安装座c；所述安装座a正面与位于安装座a背面的所述安装座c背面均设置有悬吊式侧边成型组件；所述安装座a、安装座b和安装座c顶部设置有悬吊式顶部成型组件。然而，尚未有现有技术公开阶梯式边坡加固结构的结构设计方法。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种公路路堤边坡加固结构及其设计方法，阶梯式边坡的结构形式便于跨线桥施工，减小施工难度，而且通过有限元模拟设计的边坡加固结构能提高路堤边坡的稳定性，改变路堤边坡在施工期间受荷载下的滑裂面，减少由于施工造成的边坡破坏。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、步骤s1、创建路堤边坡土层的有限元模型，分析土层结构及其承载能力；

4、步骤s2、计算不同工况下路堤边坡土层的荷载值；

5、步骤s3、通过有限元模拟分析确定使路堤边坡土层稳定状态下加固结构的尺寸，并对其结构形式进行优化；

6、步骤s4、按照模拟分析结果进行现场加固结构施工和变形监测。

7、进一步地，所述步骤s1中，依据采集的土层信息，将土层参数输入有限元软件中，创建路堤边坡土层的有限元模型，分析出现有结构下的滑裂面，并根据不同工况下的荷载进行优化分析，分析出加固结构形式。

8、进一步地，所述步骤s2中，不同工况下的荷载值包括但不限于临时支撑的荷载、跨线桥自重荷载和路面交通荷载。

9、进一步地，所述边坡加固结构包括阶梯式主体和限制杆；所述限制杆倾斜插入所述阶梯式主体底端前部的土层。

10、进一步地，所述步骤s3中，所述边坡加固结构稳定状态下的尺寸包括但不限于台阶数量、单层台阶的长宽高、限制杆的总长度、其插入土层的长度和角度。

11、另一方面，本发明提供一种公路路堤边坡加固结构，其特征在于，所述边坡加固结构包括阶梯式主体和限制杆；所述限制杆倾斜插入所述阶梯式主体底端前部的土层。

12、进一步地，对于路堤高度3.0m、坡率h:v为1.0:1.9、坡角27.76°的土层结构，所述阶梯式主体的尺寸为长12.5m，台阶宽0.6m，台阶高0.45m，台阶数量为3阶。

13、进一步地，所述限制杆插入土层1m，向阶梯式主体侧倾斜3％。

14、与现有技术相比，上述发明具有如下优点或者有益效果：

15、(1)本发明的加固结构体结构形式简单，便于跨线桥施工，减少施工时间和难度；同时可以用在跨线桥施工期间稳固边坡，减小施工对路堤引起的变形和沉降；

16、(2)本发明通过有限元模拟设计边坡加固结构，考虑到施工过程中各种工况下的载荷值，能改变路堤边坡在施工期间受荷载下的滑裂面，提高路堤边坡在施工过程中的稳定性，减少由于施工造成的边坡破坏。

技术特征：

1.一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，所述步骤s1中，依据采集的土层信息，将土层参数输入有限元软件中，创建路堤边坡土层的有限元模型，分析出现有结构下的滑裂面，并根据不同工况下的荷载进行优化分析，分析出加固结构形式。

3.根据权利要求1或2所述的一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，所述步骤s2中，不同工况下的荷载值包括但不限于临时支撑的荷载、跨线桥自重荷载和路面交通荷载。

4.根据权利要求3所述的一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，所述边坡加固结构包括阶梯式主体(1)和限制杆(2)；所述限制杆(2)倾斜插入所述阶梯式主体(1)底端前部的土层。

5.根据权利要求4所述的一种公路路堤边坡加固结构的设计方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述边坡加固结构稳定状态下的尺寸包括但不限于台阶数量、单层台阶的长宽高、限制杆的总长度、其插入土层的长度和角度。

6.一种公路路堤边坡加固结构，其特征在于，所述边坡加固结构包括阶梯式主体(1)和限制杆(2)；所述限制杆(2)倾斜插入所述阶梯式主体(1)底端前部的土层。

7.根据权利要求6所述的一种公路路堤边坡加固结构，其特征在于，所述限制杆(2)插入土层1m，向阶梯式主体侧倾斜0～5％。

8.根据权利要求6所述的一种公路路堤边坡加固结构，其特征在于，对于路堤高度3.0m、坡率h:v为1.0:1.9、坡角27.76°的土层结构，所述阶梯式主体(1)的尺寸为长12.5m，台阶宽0.6m，台阶高0.45m，台阶数量为3阶。

技术总结
本发明公开了一种公路路堤边坡加固结构及其设计方法，涉及路堤边坡加固技术领域。所述设计方法采用有限元模型分析土层结构及其承载能力，计算不同工况下路堤边坡土层的荷载值，分析确定边坡加固结构稳定状态下的尺寸，并对其进行结构优化。本发明采用阶梯式边坡的结构形式，便于跨线桥施工，减小施工难度，而且通过有限元模拟设计的边坡加固结构能提高路堤边坡的稳定性，改变路堤边坡在施工期间受荷载下的滑裂面，减少由于施工造成的边坡破坏。

技术研发人员：姚鑫
受保护的技术使用者：五冶集团上海有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6