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标题	拉锚式挡土墙在桥梁工程中的研究与应用
范文	胡靖宇 摘要：本文以中东地区某市政桥梁工程建设为例，介绍了一种新型拉锚式挡土墙（以下简称拉锚墙）工艺，详述了拉锚墙施工的工艺原理和操作要点，使工程在保证质量的前提下，达到缩短工期，降低成本的效果，为今后桥梁设计和施工积累了经验，提供了参考。 Abstract： This paper takes a municipal bridge project in the Middle East as an example， describes a new type technology of MSE wall， describes the key technologies and key points of construction for MSE wall in detail， so that under the premise of guaranteeing quality， to shorten the duration and reduce the cost effectiveness， accumulate experience for future bridge design and construction and provide reference. 關键词：拉锚墙;拉锚块;拉锚带;选择回填料 Key words： MSE wall;concrete panel;geostrip;selected backfill 中图分类号：TU476+.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）13-0170-05 0 引言 中东地区建筑装饰风格具有浓厚的沙漠风情特色，多采用大型直立式带有特殊图案的预制混凝土安装而成。虽构造简单，但不失外形美观大气，可充分体现大型公共建筑独特的表现力。 本文介绍了其中一种被广泛应用于桥梁施工中的拉锚式挡土墙即拉锚墙施工工艺，它具有构造简单，结构稳定，施工快，防震抗裂性能好，易更换维修等特点。期望通过国外比较成熟的施工经验，为国内建筑施工进行技术补充，以及对类似施工均具有一定的指导和推广意义。 1 工程概况 中东地区某市政公园建设项目毗邻著名的波斯湾，位于该城市的休息生活区，施工主要包括人工沙丘、植被绿化、地下水罐、泵站、雨水系统、污水系统、灌溉系统、饮用水消防系统、中低压供电系统及公园照明系统，同时包含河道护岸及桥梁工程。 其中桥梁工程包括一座3孔的景观拱形桥，用于河道两岸的游客和车辆通行。桥面长106.41m，宽13m，拱桥采用预制拱安装成形，桥身填土应用预制拉锚块和拉锚带组成的拉锚墙进行挡土，回填土为标准级配的选择回填料。工程量主要包括拉锚块安装336块，拉锚带铺设8700m，回填料回填6100方。 2 工艺技术研究内容 2.1 拉锚墙结构及工作原理 拉锚墙作为一种挡土结构形式，其作用原理是土体对拉锚墙面板即拉锚块的侧压力通过埋置在土体内的拉锚带与土体之间产生的摩擦力来抵消，形成了自身稳定性，其结构型式如图3示意。 根据受力计算和拱桥形状，将拉锚墙分割成不同尺寸型号的拉锚块，如图4分布。标准块尺寸为1610mm×1980mm，混凝土厚210mm，单块重1.6T，混凝土圆柱体试块抗压强度为C40（等同于立方体试块抗压强度C45）。拉锚块安装的竖向缝通过凹凸式咬合口连接固定，水平缝之间通过插入预留孔的PVC连接销固定，同时放置橡胶垫块支撑。拉锚块顶端设有预留丝孔作为吊点。各部位详图见图5和图6。 拉锚带的安装分为两种，一种是贯通对拉形式（如图7），适用于桥梁等工作空间较大或对拉锚墙抗压要求较高的位置，另一种是土体为端头的非贯通形式（如图8），适用于空间较小或对墙体抗压要求较小的位置。 2.2 拉锚墙安装 2.2.1 拉锚块安装顺序 拉锚块安装顺序由下到上逐层安装，每层逐块安装。 2.2.2 拉锚块安装流程（图9） 2.2.3 底层拉锚块安装 为了抵消在回填过程中的拉锚块外张情况，对拉锚块进行预倾设置，底层块预倾量控制为5mm，标准块预倾量为15mm，在回填至3层高度时对预倾情况进行复核，并对后续预倾量进行校正。 底层拉锚块就位后用木楔作为临时支撑进行加固，同时用钢管对拉锚块进行斜撑，斜撑与拉锚块间使用方木进行隔离，一是可以避免对拉锚块面层的破坏，二是保证后续移除过程顺利，如图11所示。待底层拉锚块调整完毕后，使用非伸缩性砂浆对基础底进行填充。浇筑砂浆前对底层拉锚块的线型、顶标高、预倾量等参数进行复核。 待基础砂浆完成后，进行沥青涂层及土工布作业，由于本工程为水下工程，为了防止在使用期间的回填料流失造成结构破坏，因此，在水下部分每层回填前都铺设土工布包裹进行防护，如图12所示。 底层拉锚块的沥青涂层及土工布施工完成后即可进行回填施工，将回填料分层回填至第一层拉锚带安装位置下5公分，过程中严格控制回填料分层厚度（15公分），并对每层进行压实度检测，压实度不得低于98%。 2.2.4 拉锚带安装 拉锚带规格：本项目所使用的拉锚带共有两种型号，分别是底层使用的50kN和上层使用的30kN，材质为高强聚酯纤维材料。 穿拉锚带作业：首先将安装口附近的回填料移除，根据桥面宽度计算出安装所需拉锚带的长度，将端头从安装口穿出并连接至对面的拉锚块安装口上，以此重复，直至整个拉锚带均较为宽松的铺设在整个安装区域。 对拉锚带进行位置调整，使拉锚带均居中，之后对起点使用人工拉紧，拉锚带不能拉得太紧，以免面板向内倾斜，最终拉锚带将通过中心的压实槽进行紧固，如图13所示。 拉锚带搭接：拉锚带的搭接位置应处于桥梁的中点处，搭接长度不低于50公分，拉锚带通过厚层订书器临时固定，以防止在回填过程中分离。 拉锚带端头处理：起点和端头对折50公分，并使用U型钢筋进行固定，如图14所示。 2.2.5 分层回填压实 首先将压实槽回填并压实，之后将回填料铺设在回填区并摊平、压实，遵循先中间后两边的原则。回填过程中要小心防止拉锚带翻转或扭曲，当使用震动压路机时，压路机每米压力质量不得大于3600kg。每层回填都要进行压实度检测，以满足回填质量要求。距拉锚墙0.5米范围内最小压实度可降至90%。 2.2.6 校正及安装连接销、橡胶垫 压实后再检查拉锚块是否对齐，如拉锚块倾斜或偏移尺寸偏大，则调整后续拉锚块倾斜度。当回填到第一层面拉锚块顶部时，安装PVC连接销，并在每个拉锚块上铺設两块橡胶垫片。 2.2.7 其余拉锚块安装 在安装下一层拉锚块时，检查其标高，倾斜度，水平及垂直对齐必须与放样线一致，将拉锚块安装于PVC连接销上。其余安装、回填顺序相同，直至施工至顶部结构。底部三层都需要安装斜撑，再向上施工时只需木楔对相邻预制块固定即可。 3 工艺技术拓展应用 拉锚墙应用很广泛，因其可以通过设计，在很小的占地面积下形成一个良好的绿化及美化效果，也可以通过面板图案设计传播一个城市的历史文化。 除了图17案例一所论述的拉锚墙应用于拱桥桥身挡土外，还可用于以下两种案例： 图18案例二，应用于市政立交桥，替代大体积的混凝土桥台，达到装饰美观和挡土的效果，同时节省了混凝土用量。 图19案例三，应用于铁路桥涵，处理了高边坡，同时营造了优美的外观视觉效果。 4 工艺实施效果及优势 通过拉锚墙在桥梁工程中的应用，使项目在节约施工成本、加快施工进度、优化施工工艺、开拓创新性工艺取得了明显的成效。 ①拉锚墙构造简单，结构稳定，拉锚块提前预制，安装快捷，有效地缩短了桥梁的施工周期，使工程更快交付使用。②拉锚墙由拉锚块分割组成，混凝土分缝多，可有效防止高温环境下桥身混凝土变形和开裂，延长了桥梁的使用寿命。③拉锚墙通过土体内的拉锚带与土体之间产生的摩擦力拉紧保持平衡，每块板都有独立的若干条拉锚带拉持，相比靠自重和基础受力的其他混凝土结构，有一定的防震效果。④拉锚墙易维修，可进行局部拉锚块的维修更换，解决了维修难度大，维修经费高的问题。⑤拉锚墙结构新颖，造型美观大气，提高了桥梁的整体观赏度。可根据景观造型需要，将拉锚块外面设计成各式的图案。⑥因拉锚墙为直立式板面设计，占地面积小，能最大限度地节省公共空间，需要地基处理范围小，同时直立式结构可充分体现大型公共建筑独特的表现力。⑦拉锚墙应用广泛，安全环保，可用于市政立交桥、铁路桥涵、公园景观设计等建筑。 5 结语 拉锚墙工艺在桥梁工程中的应用，创新了桥梁的结构形式，构造简单，结构安全稳定，同时能有效缩短施工周期，降低成本，抗裂抗震性能好，易更换维修，外型美观大气。通过在该工程的成功应用，证明本工艺技术研究成果具有技术先进、工艺合理、质量可靠、安全环保、施工成本低等特点，为今后桥梁工程的设计和施工积累了经验，提供了参考。 参考文献： [1]Royal Commission Engineering Manual. [2]American Concrete Institute （ACI 318-11）. [3]PCI DESIGN HANDBOOK 7th Edition. [4]Precast Concrete Institute Manual， CAT-16.技术文
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