一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置

专利2025-05-01  17


本发明涉及土木工程,特别是涉及一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置。


背景技术:

1、(超)软土地区路基在长期车辆荷载以及自身固结等诸多因素下产生了较为显著的不均匀沉降,特别是在城市道路的短跨桥梁两边,过大的不均匀沉降使得桥头跳车问题十分严峻,严重影响行车舒适性的同时,也危及行车安全以及桥梁结构的安全。尽管目前业内都知道桥头跳车问题是由于桥梁基础与地基土的不均匀沉降引起的,但截至目前一直没有很好的处理方法,(超)软土地区桥头跳车现象仍十分严重,亟待切实可行的工程措施。

2、为了解决上述问题,通常采用在过渡段设置液压杆装置或其他人工调节高度的装置,调节高度的装置需要人为监测其沉降情况,人为的进入过渡段,对液压杆装置或其他装置进行高度调节,需要大量人力进行监测和维护,增加成本,且无法做到随时调控。


技术实现思路

1、鉴于背景技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,简单可操作性强,同时可应对不同差异沉降,因而适用范围广。

2、本发明是采取如下技术方案来完成的:一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,包括负泊松比超材料结构,所述负泊松比超材料结构包括第一负泊松比超材料结构,第一负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,第一负泊松比超材料结构由多个负泊松比单胞结构均匀阵列形成,所述负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,负泊松比单胞结构截面呈中空内六边形,负泊松比单胞结构由加筋土构成,负泊松比单胞结构内腔填充土层。

3、进一步的,所述相邻负泊松比单胞结构通过土工筋材拉筋连接。

4、进一步的,所述负泊松比单胞结构的外部截面和内腔截面均呈内六边形。

5、进一步的,所述负泊松比超材料结构上方铺设带筋的钢筋网结构,所述钢筋网结构由多个横向钢筋和纵向钢筋交错组成,所述钢筋网中纵向钢筋朝向桥头的端部向外延伸,纵向钢筋的延伸端向桥台方向折弯,且穿入桥台并与桥台内的钢筋绑扎焊接固定。

6、进一步的,所述外部结构体由多个杆部组成,多个杆部以上支板和下支板的中心轴为轴心呈圆周陈列排布,杆部两侧向外呈凸起,杆部中间处向内部弹性结构体处呈弧形凹陷。

7、进一步的,所述内部弹性结构体包括上弹簧套筒、下弹簧套筒和弹性件,上弹簧套筒顶部固定在上支板下端,下弹簧套筒底部固定在下支板上端,所述下弹簧套筒套接在上弹簧套筒内,所述上弹簧套筒和下弹簧套筒内壁形成伸缩空间,弹性件安装于伸缩空间内,上弹簧套筒可沿下弹簧套筒上下滑动。

8、进一步的,所述上弹簧套筒内腔设置上弹簧座,所述上弹簧套筒内侧壁具有至少一个条形导向槽,所述下弹簧套筒外壁具有导块,导块套接在条形导向槽内并可沿条形导向槽移动,所述下弹簧套筒内腔设置下弹簧座,弹性件两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上。

9、本发明中,将由内六边形单胞结构按照一定的规律组合得到“负泊松比超材料结构”,该超材料在路面竖向荷载的压缩作用下,由于其负泊松比特性,则会发生一定量的膨胀特性。可根据土层条件、车辆荷载特性预估长期沉降量,然后再结合内六边形材料特性,设计合理的六边形单胞尺寸(边长、夹角和高度),使得当不均匀沉降达到需要调控的程度时,“超材料”路基的受压膨胀量与路基的沉降量基本保持一致,从而较为智能的控制不均匀沉降,从而有效控制桥头跳车问题。



技术特征:

1.一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:包括负泊松比超材料结构,所述负泊松比超材料结构包括第一负泊松比超材料结构,第一负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,第一负泊松比超材料结构由多个负泊松比单胞结构周期性排列形成,所述第一负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,负泊松比单胞截面呈中空内六边形,负泊松比单胞由加筋土构成,负泊松比单胞内腔填充土层。

2.根据权利要求1所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述相邻负泊松比单胞通过土工筋材拉筋连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述负泊松比单胞结构的外部截面和内腔截面均呈内六边形。

4.根据权利要求3所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述第一负泊松比超材料结构上方铺设带筋的钢筋网结构,所述钢筋网结构由多个横向钢筋和纵向钢筋交错组成,所述钢筋网中纵向钢筋朝向桥头的端部向外延伸,纵向钢筋的延伸端向桥台方向折弯,且穿入桥台并与桥台内的钢筋绑扎焊接固定。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述负泊松比超材料结构还包括第二负泊松比超材料结构,第二负泊松比超材料结构包括多个杆型胞元体,在刚性桥台和路基面连接处之间设置过渡区域,多个杆型胞元体均匀排列在过渡区域的内腔,负泊松比超材料结构的上下端部分别与过渡区域内腔的上下端内壁相抵。

6.根据权利要求5所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述杆型胞元体包括上支板、下支板、内部弹性结构体和外部结构体拼接而成,所述内部弹性结构体拼接在外部结构体内部,内部弹性结构体和外部结构体的上下端分别连接在上支板和下支板上。

7.根据权利要求6所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述外部结构体由多个杆部组成,多个杆部以上支板和下支板的中心轴为轴心呈圆周陈列排布,杆部两侧向外呈凸起,杆部中间处向内部弹性结构体方向弧形凹陷。

8.根据权利要求6或7所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述内部弹性结构体包括上弹簧套筒、下弹簧套筒和弹性件,上弹簧套筒顶部固定在上支板下端,下弹簧套筒底部固定在下支板上端,所述下弹簧套筒套接在上弹簧套筒内,所述上弹簧套筒和下弹簧套筒内壁形成伸缩空间,弹性件安装于伸缩空间内,上弹簧套筒可沿下弹簧套筒上下滑动。

9.根据权利要求8所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:所述上弹簧套筒内腔设置上弹簧座,所述上弹簧套筒内侧壁具有至少一个条形导向槽,所述下弹簧套筒外壁具有导块,导块套接在条形导向槽内并可沿条形导向槽移动,所述下弹簧套筒内腔设置下弹簧座,弹性件两端分别固定在上弹簧座和下弹簧座上。

10.根据权利要求5所述的一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,其特征是:多个第二负泊松比超材料结构在过渡区域内腔呈单行多列或多行多列陈列分布。


技术总结
本发明公开了一种基于负泊松比内六边形加筋土处理桥头跳车的装置,包括负泊松比超材料结构,所述负泊松比超材料结构包括第一负泊松比超材料结构,第一负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,第一负泊松比超材料结构由多个负泊松比单胞结构均匀阵列形成,所述负泊松比超材料结构埋设于两侧路面与桥台连接的坡面处,负泊松比单胞截面呈中空内六边形,负泊松比单胞由加筋土构成,负泊松比单胞内腔填充土层。该装置结构简单,可操作性强,同时可应对不同差异沉降,因而适用范围广。

技术研发人员:王国波,孙富学,李博,翟玉新,张煜,芮瑞,王垚
受保护的技术使用者:温州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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