一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构的制作方法

一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构
【技术领域】
1.本实用新型涉及公路及多年冻土防护技术领域，尤其涉及一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构。


背景技术：

2.我国北纬48
°
以北，东经118-126
°
，行政区域为内蒙古呼伦贝尔市北部的额尔古纳市、根河市、鄂伦春自治旗，兴安盟阿尔山市部分地区以及黑龙江省大兴安岭地区的漠河县、塔河县，也是我国大兴安岭所在地，地貌以中低山丘陵地貌和河谷阶地地貌为主，本区域多年平均气温-3～-7℃，7月份气温最高，平均为17.9～19.8℃，最高温度达37.1℃，极端最低气温为-46～-49℃。该区域发育大面积岛状多年冻土，多见于河谷阶地地貌地势相对低洼、植被茂密(灌木和塔头草)、阴坡坡脚等地区，恰恰这类地区是公路选线、展线的优质走廊带，这就造成公路大范围穿越岛状多年冻土区，多年冻土一般上限深度0.8-7.8m，一般下限深度3.6-22.8m，体积含冰率一般0.05-0.5％，主要为少冰-饱冰冻土，局部甚至有含土冰层。如国道332线(原省道301线)阿里河至根河、根河至额尔古纳，s308线阿尔山口岸至碾子山公路以及大量的二、三级公路、林区道路等分布于这一地区，大范围的公路受岛状多年冻土的影响出现严重的病害，如路基路面大面积不均匀沉陷，最大沉陷深度超过1.0m，采用浅基础的涵洞、通道断裂也常有发生，严重影响车辆的正常通行。
3.目前，经过多年的探索和实践，进行了多方面的尝试，例如增加路基高度，挖除上部浅层(≤3.0m)多年冻土，采用半挖除半保护的原则，以及未对冻土的类型进行研究，直接采用保护的原则等，公路穿越岛状多年冻土病害仍没有得到有效的解决和控制，依然存在大范围的路基、路面不均匀沉陷、开裂等病害，所以岛状多年冻土地区公路建设的技术难题依然是今后广大公路参与者共同攻关的方向，依然任重而道远。
4.因此，有必要研究一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

5.本实用新型针对以前涉及高纬度寒冷地区公路路基岛状多年冻土病害防治方法的有益部分和存在不足，提供了一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构，本实用新型采用低矮的板凳桥跨越岛状冻土，就高纬度寒冷地区新建公路路基岛状多年冻土病害进行防治，可避免或减轻公路路基病害。
6.一方面，本实用新型提供一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥，所述低矮板凳桥包括上部结构、桥墩柱和桩基础，所述低矮板凳桥上部结构设置在地面上，所述桩基础一端穿过多年冻土下限固定在稳定岩土层中，另一端通过桥墩柱连接上部结构。
7.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述桩基础与桥墩柱连接的一端位于地面下最大季节冻结深度下。
8.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述桥墩柱
和桩基础的总净空高度不超过3.0m。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述桥梁上部结构设置在地面以上2-3m处。
10.所述桥墩为根据桥梁跨度不同选用直径为1.2-1.5m的钢筋混凝土柱式桥墩。
11.所述桩基础规格为：桩径为1.2-1.5m的钻孔灌注桩基础。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种基于多年冻土保护原则的公路结构，所述公路结构包括路基和路面，其中路基为所述的低矮板凳桥。
13.与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：
14.1)：最大限度的避免扰动多年冻土；
15.2)：提高路基整体刚度，将多年冻土的融化控制在合理的范围内。
16.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1是本实用新型一个实施例提供的低矮板凳桥采用低矮的板凳桥取代路基示意图。
19.其中，1-上部结构；2-桥墩柱；3-桩基础；4-地面
【具体实施方式】
20.为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
21.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
23.本实用新型提供一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥，所述低矮板凳桥包括上部结构1、桥墩柱2和桩基础3，所述低矮板凳桥上部结构1设置在地面4上，所述桩基础3一端穿过多年冻土下限固定在稳定岩土层中，另一端通过桥墩柱2连接上部结构1。所述桩基础3一端设置在稳定岩土层中，另一端位于地面4下最大季节冻结深度下，并与墩柱连接。所述桥墩柱2和桩基础3的总净空高度不超过3.0m。所述桥梁上部结构1设置在地面4以上2-3m处。所述桥墩为根据桥梁跨度不同选用直径为1.2-1.5m的钢筋混凝土柱式桥墩。
24.多年冻土上限指多年冻土的上部界限，为多年冻土上限。多年冻土是指呈冻结状态且持续多年不融的冻土。其上部接近地表部分,往往受季节性影响,冬天冻结,夏天融化,
冬冻夏融的部分称为季节融冻层。
25.多年冻土下限指多年冻土层下部的底面，其上温度多年处于0℃以下，其下温度多年处于0℃以上。
26.所述桩基础3规格为：桩径为1.2-1.5m的钻孔灌注桩基础3。
27.本实用新型还提供一种基于多年冻土保护原则的公路结构，所述公路结构包括路基和路面，其中路基为所述的低矮板凳桥。
28.本实用新型可以最大限度的避免扰动多年冻土(保护冻土原则)。在详细分析岛状多年冻土的类型及下限深度，创新性提出，下限深度＞10.0m的不稳定型(ⅲ)含土冰层、饱冰、富冰冻土，采用低矮的板凳桥取代路基，且桩基础3桩端穿越多年冻土下限，进入稳定岩土层中，如图1所示。
29.本实用新型在具体施工时：
30.1、首先在地面4(本实用新型中地面4为冻土活动层上方或原有地表)立入桩基础3，桩基础3桩端穿越多年冻土下限，进入稳定岩土层中，另一端与桥墩柱2连接。
31.在一个具体实施例中，桩基础3与桥墩柱2之间可设有连接件，用于固定桩基础3和桥墩柱2，在实际施工过程中，由于桥的高度不能高于路基，且桥是用来替代原有路基的，因此连接件通过不进行设置，节约经济资源的同时，保证桥面高度不高于预设路基的高度标准，
32.2、在桩基础3上设置桥墩柱2，桥墩柱2与桩基础3数量相同，且不小于桩基础3的数量。
33.3、在铺设完桥墩柱2之后，将上部结构1假设在桥墩柱2上，上部结构1即桥面系，通常为一体结构的混凝土框架。
34.4、以上全部完成之后，用桥替代原有路基，在路基上铺设新建公路。
35.以上对本技术实施例所提供的一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
36.如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
37.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
38.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。
40.4、以上全部完成之后，用桥替代原有路基，在路基上铺设新建公路。
41.以上对本技术实施例所提供的一种基于多年冻土保护原则的低矮板凳桥及公路结构，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
42.如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
43.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
44.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。