阅读说明：本技术 跨座式单轨低置线路的道岔基础结构及其施工方法 (Turnout foundation structure of straddle type single-rail low-mounted line and construction method thereof ) 是由 康承磊 谢淼 张健 焦世杰 盘法侦 李晓娜 杨昆 王海蝶 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种跨座式单轨低置线路的道岔基础结构及其施工方法,道岔基础结构包括用于支撑道岔梁的多个墩台,多个墩台沿道岔梁的长度方向间隔布设；墩台包括承载道岔梁的承载组件以及支撑承载组件的多个钻孔灌注桩,钻孔灌注桩的底端穿过软弱地层后伸入持力层,顶端支撑于承载组件的底端。该道岔基础结构能够用于场地受限地段,且墩台结构设计灵活,可以根据不同位置的地段特性及受力情况,分别对每个墩台进行设计；每个墩台的承载组件与多个钻孔灌注桩构成刚性承力结构,承担道岔梁转动传递的压力、拉力、弯矩和扭矩,钻孔灌注桩穿过软弱地层后伸入持力层,降低道岔梁在转动过程中的变形,确保道岔基础结构的刚度,满足其长期稳定性的要求。(The invention provides a turnout foundation structure of a straddle type monorail low-lying line and a construction method thereof, wherein the turnout foundation structure comprises a plurality of abutments for supporting a turnout beam, and the abutments are arranged at intervals along the length direction of the turnout beam; the pier comprises a bearing assembly for bearing the turnout beam and a plurality of cast-in-situ bored piles for supporting the bearing assembly, wherein the bottom ends of the cast-in-situ bored piles penetrate through the weak stratum and then extend into the bearing layer, and the top ends of the cast-in-situ bored piles are supported at the bottom ends of the bearing assembly. The turnout foundation structure can be used in a section with a limited site, the pier structure is flexible in design, and each pier can be designed according to the characteristics and stress conditions of the section at different positions; the bearing assembly of each abutment and the plurality of cast-in-situ bored piles form a rigid bearing structure to bear the pressure, the tension, the bending moment and the torque transmitted by the rotation of the turnout beam, and the cast-in-situ bored piles penetrate through a weak stratum and then extend into a bearing layer to reduce the deformation of the turnout beam in the rotation process, ensure the rigidity of the turnout foundation structure and meet the requirement of long-term stability.)

跨座式单轨低置线路的道岔基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及跨座式单轨交通工程技术领域，特别涉及一种跨座式单轨低置线路的道岔基础结构及其施工方法。

背景技术

跨座式单轨以高架为主，列车变道是通过道岔梁和与其相接的低置线路的承轨梁来实现的，道岔梁整体转动一定角度后与承轨梁顺接，但道岔梁的转动容易使其下部基础产生不均匀变形，变形严重时会影响列车的正常变道及乘坐的舒适性。现有技术中采取的措施多为将道岔基础结构置于地基基础刚度相对较高且较均匀的地段，以满足道岔基础结构的稳定性要求，但通常不能保持长期的稳定，同时还需要大量的养护、维修费用。

发明内容

本发明提供了一种跨座式单轨低置线路的道岔基础结构及其施工方法，以解决现有技术中道岔基础结构不稳定或者稳定性不持久的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种跨座式单轨低置线路的道岔基础结构，包括用于支撑道岔梁的多个墩台，多个所述墩台沿所述道岔梁的长度方向间隔布设；所述墩台包括承载所述道岔梁的承载组件以及支撑所述承载组件的多个钻孔灌注桩，所述钻孔灌注桩的底端穿过软弱地层后伸入持力层，顶端支撑于所述承载组件的底端。

进一步地，所述承载组件包括设置于所述钻孔灌注桩顶端的承台及固定于所述承台上的凸台，所述凸台的顶端承载所述道岔梁；所述凸台在水平面内的投影面积小于所述承台在水平面内的投影面积。

进一步地，所述承台的下部埋设于地层内；和/或，所述凸台的顶部埋设有连接螺栓。

进一步地，所述钻孔灌注桩与所述承台通过钢筋连接；和/或，所述承台与所述凸台通过钢筋连接。

进一步地，所述道岔基础结构还包括混凝土垫层，所述混凝土垫层设置于所述钻孔灌注桩与所述承载组件之间。

进一步地，所述混凝土垫层在水平面内的投影面积大于所述承载组件在水平面内的投影面积。

根据本发明的另一方面，还提供了一种道岔基础结构的施工方法，应用于上述的道岔基础结构，包括以下步骤：

S1、施工多个钻孔灌注桩，使多个所述钻孔灌注桩间隔布设且每一所述钻孔灌注桩远离道岔梁的一端穿过软弱地层伸入持力层；

S2、在多个所述钻孔灌注桩的顶端施工承载组件，使所述承载组件固定于多个所述钻孔灌注桩上，完成单个墩台的施工；

S3、重复步骤S1～步骤S2，制作多个间隔布设的所述墩台。

进一步地，所述步骤S2具体包括：在多个所述钻孔灌注桩的顶端施工混凝土垫层，使所述混凝土垫层固定于多个所述钻孔灌注桩上；在所述混凝土垫层上施工所述承载组件的承台并在所述承台的顶端施工所述承载组件的凸台，完成单个墩台的施工。

进一步地，所述步骤S1之前还包括以下步骤：开挖施工平台，使所述施工平台的深度为所述承载组件的承台厚度的1/4～3/4。

进一步地，所述步骤S1还包括：在所述钻孔灌注桩的顶部埋设钢筋以连接所述承载组件；和/或所述步骤S2还包括：在所述承载组件的顶部埋设连接螺栓。

本发明提供的跨座式单轨低置线路的道岔基础结构，间隔布设多个墩台，用于共同承载道岔梁，能够用于场地受限地段，且墩台结构设计灵活，可以根据不同位置的地段特性及受力情况，分别对每个墩台进行设计；另外，每个墩台包括承载组件和多个钻孔灌注桩，承载组件与多个钻孔灌注桩构成刚性承力结构，以承担道岔梁转动传递的压力、拉力、弯矩和扭矩，钻孔灌注桩穿过软弱地层后伸入持力层，能够降低道岔梁在转动过程中的变形，确保道岔基础结构的刚度，满足其长期稳定性的要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的跨座式单轨低置线路的道岔基础结构的纵断面示意图；

图2为本发明实施例提供的跨座式单轨低置线路的道岔基础结构的俯视图；

图3为本发明实施例提供的道岔基础结构的施工方法的流程图。

附图标记说明：

10、墩台；11、钻孔灌注桩；12、承台；13、凸台；14、混凝土垫层；15、连接螺栓；20、软弱地层；30、持力层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。在本发明的描述中，相关方位或位置关系为基于图1所示的方位或位置关系，其中，“顶”、“底”是指图1的顶底方向。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1、图2，本申请实施例的第一方面，提供了一种跨座式单轨低置线路的道岔基础结构，包括用于支撑道岔梁的多个墩台10，多个墩台10沿道岔梁的长度方向间隔布设；墩台10包括承载道岔梁的承载组件以及支撑承载组件的多个钻孔灌注桩11，钻孔灌注桩11的底端穿过软弱地层20后伸入持力层30，顶端支撑于承载组件的底端。

本申请实施例的道岔基础结构，在道岔梁的下方间隔布设多个墩台10用于承载道岔梁，道岔梁顺次铺设于多个墩台10上。具体地，参照图2，墩台10的数量、相邻墩台10之间的间距、墩台10的尺寸可以依据受力及道岔梁的数量、尺寸进行选择。比如，图2为三开的道岔结构，墩台10的数量为3个，道岔梁的数量可以为1个或者2个，每个道岔梁都横跨在其下方铺设的三个墩台10上。可以理解地，每一墩台10需要对道岔梁提供的承载力，可以根据墩台10的安装地段以及道岔梁转动传递的压力、拉力、弯矩及扭矩的差异情况来计算，多个墩台10能够实现单独的承载力调整，施工灵活简便，可控性强，能够分别保证墩台10的刚度以确保道岔梁的长期稳定性。另外，墩台10包括承载组件和多个钻孔灌注桩11，承载组件与多个钻孔灌注桩11构成刚性承力结构，以承担道岔梁转动传递的压力、拉力、弯矩和扭矩，钻孔灌注桩11穿过软弱地层20后伸入持力层30，能够降低道岔梁在转动过程中的变形，确保道岔基础结构的刚度，满足其长期稳定性的要求。

本申请实施例的道岔基础结构，应用于跨座式单轨低置线路，能够显著提高道岔基础结构的刚度而确保其长期的稳定性，该道岔基础结构适用的地段条件广泛，突破了现有技术中仅能将道岔基础结构置于地基刚度较好、承载力较均匀位置的常规设计，设计灵活；同时，能够减少道岔基础结构的维护工程量，结构简单，占地面积小且施工可控性强。

在一些实施例中，承载组件包括设置于钻孔灌注桩11顶端的承台12及固定于承台12上的凸台13，凸台13的顶端承载道岔梁；凸台13在水平面内的投影面积小于承台12在水平面内的投影面积。在跨座式单轨低置线路中，一般在道岔梁的下方安装转动装置，道岔梁在转动装置上实现转动，具体地，转动装置安装于凸台13的顶端，道岔梁设置于转动装置上。承台12在水平面内的投影面积一般要大于凸台13的投影面积，使承台12能够具有更大的承载能力并便于在承台12的底端设置合适数量的钻孔灌注桩11。具体地，参照图1，凸台13周边的任一边缘与承台12上对应的边缘分别在水平面内的投影之间的距离大于或等于200mm。另外，多个钻孔灌注桩11间隔布设，相邻钻孔灌注桩11之间的中心间距大于或者等于3m。

可以理解地，道岔梁转动时产生的压力、拉力、弯矩和扭矩直接施加在凸台13上，凸台13将受力传递到承台12并最终传递给钻孔灌注桩11，钻孔灌注桩11、承台12和凸台13共同构成刚性承力结构，显著提高了道岔基础结构的承载能力，能够实现对道岔梁更好地承载，满足列车安全运行的需求。进一步地，承台12的下部埋设于地层内。具体地，在承台12的高度方向上，承台12下部1/4～3/4的厚度埋设于地层内。参照图1，即承台12的下部埋设于地层内的厚度为承台12厚度的1/4～3/4。进一步增强了承台12的稳定性及承载能力，增强了承载组件的刚度，避免道岔梁转动时基础结构的变形。

在一些实施例中，钻孔灌注桩11与承台12通过钢筋连接。承台12与凸台13通过钢筋连接。在施工钻孔灌注桩11和承台12时，可以在两者的顶部埋设钢筋，钻孔灌注桩11顶部的钢筋与承台12绑扎，承台12顶部的钢筋与凸台13绑扎，能够增强钻孔灌注桩11与承台12之间、承台12与凸台13之间的连接，保持三者之间的稳定性，确保其组成的承力结构对道岔梁的承载稳定性。

在另一些实施例中，参照图1、图2，凸台13的顶部埋设有连接螺栓15。在跨座式单轨低置线路中，一般在道岔梁的下方安装转动装置，道岔梁在转动装置上实现转动，具体地，转动装置安装于凸台13的顶端，道岔梁设置于转动装置上。可以理解地，凸台13顶部的连接螺栓15用于连接上述的转动装置，确保凸台13与转动装置之间的连接稳定性，以便设置于转动装置上的道岔梁能够在转动时具有更好地稳定性。

在一些实施例中，参照图1，道岔基础结构还包括混凝土垫层14，混凝土垫层14设置于钻孔灌注桩11与承载组件之间。可以理解地，承载组件的主要作用是将道岔梁的荷载传递到钻孔灌注桩11，但承台12的面积较大，且无法进行悬空浇筑，因而在略低于钻孔灌注桩11的桩顶标高处的地基上施工混凝土垫层14，作为承台12浇筑的底模；同时，混凝土垫层14还能够保护承台12底部不会直接接触土、水的隔离层。

进一步地，混凝土垫层14在水平面内的投影面积大于承载组件在水平面内的投影面积。具体地，混凝土垫层14的厚度至少为0.1m，其与承台12相比，向外延伸的长度大于或等于100mm。即，参照图1，混凝土垫层14周边的任一边缘与承台12上对应的边缘分别在水平面内的投影之间的距离大于或等于100mm，以便于承台12在混凝土垫层14上方的浇筑。

本申请实施例的第二方面，还提供了一种道岔基础结构的施工方法，应用于上述的道岔基础结构，参照图3，包括以下步骤：S1、施工多个钻孔灌注桩11，使多个钻孔灌注桩11间隔布设且每一钻孔灌注桩11远离道岔梁的一端穿过软弱地层20伸入持力层30；S2、在多个钻孔灌注桩11的顶端施工承载组件，使承载组件固定于多个钻孔灌注桩11上，完成单个墩台10的施工；S3、重复步骤S1～步骤S2，制作多个间隔布设的墩台10。

本申请实施例中，多个墩台10间隔布设且可以分开施工，施工方法简单，可控性强，能够根据每个墩台10所需要提供的承载能力进行分别施工，更进一步地确保道岔基础结构的稳定性及其对道岔梁的承载能力。

具体地，钻孔灌注桩11的直径可以根据其对道岔梁的承载力要求来确定，且相邻两个钻孔灌注桩11之间的中心距离大于或者等于3m。钻孔灌注桩11的底端应穿过软弱地层20伸入持力层30，降低道岔梁在转动过程中的变形，确保道岔基础结构的刚度及其长期的稳定性。在一些实施例中，步骤S1还包括：在钻孔灌注桩11的顶部埋设钢筋以连接承载组件。施工过程中，在钻孔灌注桩11的顶部埋设钢筋，浇筑承台12之前，将上述钢筋与承台12的钢筋绑扎，增强钻孔灌注桩11与承台12之间的连接稳定性。类似地，在另一些实施例中，步骤S2还包括：施工承载组件的承台12并在承台12的顶部埋设钢筋以连接凸台13。施工过程中，在承台12的顶部埋设钢筋，浇筑凸台13之前，将上述钢筋与凸台13的钢筋绑扎，增强承台12与凸台13之间的连接稳定性。在另一些实施例中，步骤S2还包括：在承载组件的顶部埋设连接螺栓15。即，在凸台13的顶部埋设连接螺栓15，用于连接设置于凸台13上方使道岔梁转动的转动装置或者其它装置，保证道岔梁的转动稳定性。

在一些实施例中，步骤S2具体包括：在多个钻孔灌注桩11的顶端施工混凝土垫层14，使混凝土垫层14固定于多个钻孔灌注桩11上；在混凝土垫层14上施工所述承载组件的承台12并在承台12的顶端施工承载组件的凸台13，完成单个墩台10的施工。可以理解的，承载组件中承台12的面积较大，且无法进行悬空浇筑，因而在略低于钻孔灌注桩11的桩顶标高处的地基上施工混凝土垫层14，作为承台12浇筑的底模；同时，混凝土垫层14还能够保护承台12底部不会直接接触土、水的隔离层。

在一些实施例中，步骤S1之前还包括以下步骤：开挖施工平台，使施工平台的深度为承载组件的承台12厚度的1/4～3/4。施工承载组件以后，承台12厚度的1/4～3/4埋设于地层内部，增强了承台12的稳定性及承载能力，增强了承载组件的刚度，避免道岔梁转动时基础结构的变形。承台12施工时四周所挖的施工平台用混凝土回填，增加承台12的稳定性，保护承台12及混凝土垫层14下路基结构的稳定，避免附属构筑物对路基造成扰动。

本申请实施例中道岔基础结构的施工方法具体如下：

1、先对施工地段的场地进行平整，再按照1∶1的坡率开挖施工平台，开挖深度约为承载组件的承台12厚度的2/3，并对施工平台两侧边所挖的边坡实施必要的临时防护。

2、施工钻孔灌注桩11，并在钻孔灌注桩11内预埋钢筋。钻孔灌注桩11的直径、数量及间距根据需要对道岔梁提供的承载力要求来确定。相邻钻孔灌注桩11的间距不小于3m。桩身最外层钢筋的混凝土净保护层的厚度为70mm。钻孔灌注桩11的底端穿过软弱地层20伸入持力层30。

3、待钻孔灌注桩11的混凝土凝固期结束后，对施工平台进行夯实整平处理。若地层为填土层，要求压实系数λc(重型击实标准)应不小于0.95，地基承载力应不小于200kPa，否则夯填碎石土直至满足条件为止。

4、将施工平台夯实整平后，现浇混凝土垫层14，使混凝土垫层14水平设置，厚度为0.1m，其相比于将要浇筑的承台12，外延伸长度为100mm。

5、待混凝土垫层14凝固期结束后，绑扎钻孔灌注桩11预埋的钢筋与承台12的钢筋，然后浇筑承台12并将钢筋预埋在承台12内。施工时承台12的顶面和侧面钢筋的混凝土净保护层为50mm，承台12地面钢筋的混凝土净保护层为100mm。承台12施工时，严格控制承台12顶面与底面的平整误差在5mm以内。

6、待承台12的混凝土凝固期结束后，用混凝土回填所挖施工平台的承台12四周。将凸台13所要预埋的钢筋与承台12的预埋钢筋进行绑扎，然后浇筑凸台13，并在凸台13的顶部预埋连接螺栓15，用于连接使道岔梁转动的转动装置或其它装置。凸台13施工时其最外层钢筋的混凝土净保护层厚度为50mm。凸台13边缘与承台12边缘的距离不小于200mm，即凸台13周边的任一边缘与承台12上对应的边缘在水平面内的投影之间的距离大于或等于200mm。至此，完成单个墩台10的施工。

7、重复步骤1～6，制作多个间隔布设的墩台10，完成道岔基础结构的施工。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。