一种滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构及其施工方法与流程

本发明涉及滩涂地区交通便道的搭建技术，尤其涉及一种滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构及其施工方法。

背景技术：
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滩涂，指高潮位与低潮位之间的潮浸地带或滩地，在地貌学上称谓“潮间带”。滩涂是中国重要的后备土地资源，具有面积大、分布集中、区位条件好、农牧渔业综合开发潜力大的特点。滩涂是水产养殖和发展农业生产的重要基地，是开发海洋、发展海洋产业的一笔宝贵财富。

滩涂地区土层松软，不利于人员通行及简易物资的搬运。故在利用滩涂进行农牧渔业生产过程中，部分重要地段需修建交通便道，方便行人通行。此类交通便道，承受的交通荷载不大，一般仅供行人及非机动车通行，且需考虑水位变化及季节性因素而具有临时性、间歇性使用特征，故不宜采用钢筋混凝土修建成永久性形式。

而另一方面，我国每年产生的废旧轮胎居世界前列，2013年我国废旧轮胎产生量已经达到2.99亿条、重量达到1080万吨，并以每年约8%~10%的速度增长。到2020年，我国废旧轮胎年产量将达2000万吨。如何安全、环保的处理与日俱增的废旧轮胎，是亟待解决的问题。

若能够把废旧轮胎用于滩涂地区交通便道的建设，一方面可以降低滩涂地区交通便道的造价与施工难度，另一方面也为废旧轮胎的再利用提供新途径，显然符合资源再利用的发展需求。

可见，有必要探讨利用废旧轮胎修建滩涂便道的设计方法，促进现有技术的革新与进步。

技术实现要素：
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为了弥补现有技术问题的不足，本发明的目的是提供一种滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构及其施工方法，其整体稳定性高、施工简便，为滩涂地区交通便道的修建提供一种新思路。

本发明的技术方案如下：

滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，其特征在于，包括废旧轮胎配重块、两种工字钢、横向连接板、混凝土板，根据场地环境及地质条件设计滩涂便道尺寸，在设计指定滩涂位置打入两排间隔分布的、顶面标高相同的工字钢二，每根工字钢二上均套入多个相互叠压的旧轮胎配重块，把各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷且顶部标高一致；

每排工字钢二上套入并固定工字钢一构成钢梁，两根工字钢一之间间隔设有横向连接板，横向连接板之间平铺混凝土板，横向连接板两端设有等间距的立柱，立柱上焊接栏杆。

所述的滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块为废旧轮胎内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土形成，且在中心处设有预留孔，预留孔呈工字形状，其尺寸大于工字钢二外轮廓尺寸。

所述的滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，其特征在于，所述的工字钢一上等间距的开设工字形孔，工字形孔尺寸大于工字钢二截面外轮廓尺寸；工字钢一的型号与尺寸大于工字钢二的型号与尺寸；相邻工字形孔之间的中心距等于相邻工字钢二之间的中心距。

所述的滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，其特征在于，所述的横向连接板的两端各设两个卡口，卡口由焊接在主钢板上的两块相邻小钢板形成，卡口的净宽度略大于工字钢一翼板的厚度，两端相邻两个卡口的中心距离为工字钢一腹板的高度，横向连接板内侧的两个卡口的中心距离等于两排工字钢一钢梁内侧翼板之间的距离。

所述的滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，其特征在于，所述的废旧轮胎配重块在最低水位以上的外露面喷射水泥砂浆并抹面。

一种滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、设计滩涂便道构型：

根据场地地质条件、地形地貌、通行量、交通荷载、水位变动范围等因素，设计滩涂便道的构型，确定各位置处工字钢二的入土深度及总高度；

2）、打入工字钢二：

根据设计方案，在滩涂指定位置打入工字钢二，工字钢二应打入强度较高的地层中，各工字钢二呈竖直状态，且各工字钢二的顶面标高相同；

3）、套入废旧轮胎配重块：

基于预留孔把废旧轮胎配重块套入各工字钢二上，使各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷，且各列废旧轮胎配重块的顶部标高一致；

4）、套入工字钢一：

基于工字型孔把工字钢一套入各排工字钢二的上部形成平行的两排钢梁；工字钢一应设计成标准长度，且两端设有多个螺栓孔；各相邻标准长度的工字钢一之间通过辅助钢板与螺栓固定，从而达到相互连接与延长；

5）、卡入横向连接板：

按照一定间距把各横向连接板的两侧卡口卡在两排钢梁的上部翼板上，形成两排工字钢一钢梁之间的横向固定结构；

6）、水泥砂浆填充工字钢一凹槽：

在两排工字钢一钢梁的上部凹槽中，填充水泥砂浆并抹平，使混凝土板两端与两排钢梁之间具有一定的搭接长度与搭接面积；

7）、铺设混凝土板：

基于吊装孔搬运混凝土板，使其整齐、平行的铺设在两排工字钢一钢梁上，构成便道的路面；

8）、焊接立柱与栏杆：

在两排工字钢一钢梁的外侧等间距的焊接立柱，再在立柱上焊接栏杆，构成便道的安全护栏；

9）、水泥砂浆抹面：

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆并抹面。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用废旧轮胎制作配重块，一方面废旧轮胎为外框架可省去模板，另一方面废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，混凝土内仅配少量构造钢筋即可，且可把适度粒径的建筑垃圾、碎石等拌入混凝土中，取材方便，整体价格低廉；

2、本发明竖向荷载由废旧轮胎制作配重块承担并传递至地层中，水平荷载由各打入在地层中工字钢承担，整体强度大，能满足一般条件下滩涂地区的农牧渔业生产需求；

3、本发明一般作为临时性、过渡性构筑物使用，即可根据需要进行移位与重建，按照建造相反的工序，可实现本发明的快速拆除与改建；

4、本发明结构简单，施工方便，废旧轮胎配重块的相互堆砌施工速度快，整体造价较低。

附图说明：

图1为本发明的废旧轮胎配重块结构示意图。

图2为本发明的水泥板结构示意图。

图3为本发明的工字钢一结构示意图。

图4为本发明的横向连接板结构示意图。

图5为本发明的各工字钢搭接示意图。

图6为本发明的便道路墩结构示意图。

图7为本发明的路墩与工字钢搭接示意图。

图8为本发明隐藏水泥板的便道结构示意图。

图9为本发明的便道结构示意图。

图10为本发明的便道纵断面剖面示意图。

图11为本发明的便道横断面剖面示意图。

附图标记说明：1、废旧轮胎；2、钢筋混凝土；3、预留孔；4、混凝土板；5、吊装孔；6、工字钢一；7、工字形孔；8、横向连接板；9、卡口；10、工字钢二；11、栏杆；12、立柱；A、水位面；B、滩涂泥面。

具体实施方式：

参见附图：

滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构，包括废旧轮胎配重块、两种工字钢、横向连接板8、混凝土板4等，根据场地环境及地质条件设计滩涂便道尺寸后，在设计指定位置打入工字钢二10并使各工字钢二10的顶面标高相同，基于预留孔3把废旧轮胎配重块套入各工字钢二10上，把各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷且顶部标高一致，再基于工字型孔7把工字钢一6套入各工字钢二10的上部形成平行的两排钢梁，按照一定间距把各横向连接板8的两侧卡口9卡在两排钢梁的翼板上形成横向固定结构，并用水泥砂浆把两排工字钢一6钢梁的中间凹槽填充抹平，再把混凝土板4平铺于两列钢梁上，在两排工字钢一6钢梁的外侧等间距的焊接立柱12，再在立柱12上焊接栏杆11，由此构成滩涂地区的交通便道。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成，且在中心处设有预留孔3，预留孔3呈工字形状，其尺寸大于工字钢二10的外轮廓尺寸。由于废旧轮胎可有效保护其内槽内的钢筋混凝土，故混凝土中可掺入粒径适度的建筑垃圾与碎石等，进一步降低造价。废旧轮胎配重块的构型如图1所示。

本发明中用到两种工字钢：工字钢二10的作用类似于桥墩，工字钢一6相当于桥墩之间的钢梁。工字钢一6的型号与尺寸大于工字钢二10的型号与尺寸。如工字钢二10可选用规格10或12的工字钢，工字钢一6可选用规格36a或40a的工字钢。工字钢一6的构型如图3所示。

工字钢一6上等间距的开设工字形孔7，工字形孔7的尺寸大于工字钢二10的外轮廓尺寸，方便套住工字钢二10。工字钢一6上相邻工字形孔7之间的中心距等于相邻工字钢二10之间的中心距。

工字钢一6应设计成标准长度，且两端设有多个螺栓孔。各相邻标准长度的工字钢一6之间通过辅助钢板与螺栓固定，从而达到相互连接与延长。

横向连接板8起到连系、固定两排工字钢一6钢梁的作用，形成便道的横向连接；横向连接板8的两端各设两个卡口，卡口由焊接在主钢板上的两块相邻小钢板形成，卡口的净宽度略大于工字钢一6翼板的厚度，两端相邻两个卡口的中心距离为工字钢一6腹板的高度，横向连接板8内侧的两个卡口的中心距离等于两排工字钢一6钢梁内侧翼板之间的距离；横向连接板8的构型如图4所示。

横向连接板8直接卡在两排工字钢一6翼板上，安装与拆除方便。后续的混凝土板4压在横向连接板8上，故横向连接板8能有效的、牢固的连接两排钢梁。

混凝土板4的两端设置吊装孔5，供吊装与搬运使用。混凝土板4的长度等于两排工字钢一6钢梁外缘之间的距离；混凝土板4的宽度可根据搬运与吊装需求灵活确定。

两排工字钢一6钢梁的上部凹槽用水泥砂浆填充抹平，形成一定范围的平面。混凝土板4的两端搭接在该填充平面上，有利于减小应力集中，达到保护混凝土板4的作用。

立柱12等间距的焊接在两排工字钢一6钢梁的外侧。当然，为了今后拆卸方便，也可在工字钢一6钢梁的外侧开设螺栓孔，立柱12下部呈板状也设相匹配螺栓孔，两者可通过螺栓连接；立柱12与工字钢一6钢梁的连接与具有足够的强度，能够满足日常交通中的安全需求；栏杆11可与立柱12通过焊接连接，也可通过螺栓连接。

本发明的竖向荷载传递路径为：混凝土板4把交通荷载作用传递给两侧平行的工字钢一6，工字钢一6再把荷载传递给各列废旧轮胎配重块，交通荷载基于各列废旧轮胎配重块传递给滩涂地层；废旧轮胎配重块的接地面积比较大，能把荷载传递到较大面积的土层中去，基底应力较小，相对其他传统截面积较小的基础形式而言更具优势；由于工字钢一6上的工字形孔7尺寸大于工字钢二10的尺寸，故工字钢二10不会约束、阻止工字钢一6的下沉，工字钢二10不承担竖向的交通荷载。

交通荷载导致各列废旧轮胎配重块进一步下沉、陷入滩涂地层中，进而引起工字钢一6的下沉；只要各列废旧轮胎配重块下沉的竖向位移相同，则交通便道仍能够保持平整性；当然，若某些位置的废旧轮胎配重块下沉过大导致路面不平顺时，可在该位置处的废旧轮胎配重块之间加入垫块，补偿其下沉量，维护便道路面的平整性；便道应进行定期维护，对下沉过大的位置加入垫块进行补偿。本发明使用一段时间后，其沉降达到最大值，废旧轮胎配重块不再下沉，此时便道处于较稳定的阶段。

本发明的水平荷载由工字钢二10承担。由于工字钢二10打入强度较高的地层中，其整体性较高，能承受较大的水平荷载；各工字钢二10通过工字钢一6与横向连接板8连接形成整体，相互约束与牵制，构成稳定性便道结构。

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止其在特殊条件发生燃烧，也可延缓橡胶的老化。

滩涂地区利用废旧轮胎搭建的便道结构的施工工艺，详细描述如下：

1）、设计滩涂便道构型：

根据场地地质条件、地形地貌、通行量、交通荷载、水位变动范围等因素，设计滩涂便道的构型，确定各位置处工字钢二10的入土深度及总高度。

便道的参数包括路面长度、宽度、标高、工字钢二10的入土深度与间距、混凝土板4的尺寸等。各构件的尺寸应相互匹配，能够组装成整体。

2）、打入工字钢二：

根据设计方案，在滩涂指定位置打入工字钢二10，工字钢二10应打入强度较高的地层中，各工字钢二10呈竖直状态，且各工字钢二10的顶面标高相同。

一般地，在泥面起伏比较大的滩涂地区不同位置处的工字钢二10的长度不相同。一方面其应插入强度较高的土层形成稳定结构，另一方面其顶部标高应相同，才能使所建便道的路面标高一致。

实际施工过程中，工字钢二10的位置有一定误差也是正常的。由于工字形孔7的尺寸略大于工字钢二10外轮廓，其能够适应工字钢二10在一定范围内的偏移。但若工字钢二10的位置偏移太大，导致工字钢一6无法套入工字钢二10时，需重新施工工字钢一6。故施工过程中尽可能的保证施工精度。工字钢一6应打入强度较高的滩涂地层中，才能确保便道的整体稳定性。

3）、套入废旧轮胎配重块：

基于预留孔3把废旧轮胎配重块套入各工字钢二10上，使各列废旧轮胎配重块压入滩涂至不再下陷，且各列废旧轮胎配重块的顶部标高一致。

废旧轮胎配重块为废旧轮胎1内部凹槽空间内绑扎构造钢筋并浇筑混凝土2形成。以常见小轿车轮胎型号195/60R15为例，其内腔体积约为0.055 m³，内槽浇筑钢筋混凝土后整体重量约为130kg。2~4人能把该重量的废旧轮胎配重块抬起套入工字钢二10中。同一工程中应选用同一规格的废旧轮胎制作配置块。施工中应尽可能的较少废旧轮胎配重块对工字钢二10的碰撞，以维护整体的稳定性与安全性。图6给出了废旧轮胎配重块套入各工字钢二10的示意图。

由于滩涂表层地质松软，各列废旧轮胎配重块在自重作用下将陷入一定深度的土层中，在后续交通荷载作用下将进一步下陷一定的深度。施工中尽量使废旧轮胎配重块完成一定沉降量。各列废旧轮胎配重块的顶部标高一般难以严格一致，可在废旧轮胎配重块之间加入不同厚度的垫层的方式，使各列废旧轮胎配重块的顶部标高基本一致。

4）、套入工字钢一：

基于工字型孔7把工字钢一6套入各排工字钢二10的上部形成平行的两排钢梁。工字钢一6应设计成标准长度，且两端设有多个螺栓孔。各相邻标准长度的工字钢一6之间通过辅助钢板与螺栓固定，从而达到相互连接与延长。

施工结束后，工字钢一6构成两列平行的钢梁，供搭接与支撑混凝土板4。

5）、卡入横向连接板：

按照一定间距把各横向连接板8的两侧卡口9卡在两排钢梁的上部翼板上，形成两排工字钢一6钢梁之间的横向固定结构。

可把横向连接板8设置在相邻工字钢二10的中部位置。图5给出了详细搭接情况，图7表示了工字钢一6与横向连接板8组装结束后的示意图。

6）、水泥砂浆填充工字钢一凹槽：

在两排工字钢一6钢梁的上部凹槽中，填充水泥砂浆并抹平，使混凝土板4两端与两排钢梁之间具有一定的搭接长度与搭接面积。

混凝土板4的两端搭接在该填充平面上，有利于减小混凝土板4与钢梁接触面上的应力集中，对提高混凝土板4的使用寿命有利。

7）、铺设混凝土板：

基于吊装孔5搬运混凝土板4，使其整齐、平行的铺设在两排工字钢一6钢梁上，构成便道的路面。

相邻混凝土板4之间尽可能紧密相连，提高今后便道使用的平顺性与舒适性。

8）、焊接立柱与栏杆：

在两排工字钢一6钢梁的外侧等间距的焊接立柱12，再在立柱12上焊接栏杆11，构成便道的安全护栏。

立柱12与栏杆11的高度应满足相关规范要求，应具有足够的强度，能满足日常通行的安全需求。

9）、水泥砂浆抹面：

对最低水位以上的废旧轮胎的外露面喷射水泥砂浆进行抹面防护，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧，也可有效延缓废旧轮胎中橡胶的老化。

在特殊情况下，如雷击、明火引燃等作用下，废旧轮胎可能发生燃烧，造成便道路墩的失效；故应在最低水位以上的废旧轮胎外露面喷射水泥砂浆形成抹面，防止废旧轮胎在特殊情况下发生燃烧；施工中，可在废旧轮胎表面附着、固定、包裹辅助土工织物，使水泥砂浆能牢固、有效的包裹住废旧轮胎外表面，形成稳定的保护层。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。