【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程、地震工程、结构工程，特别涉及强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构、设计及施工方法。
技术介绍
1、边滑坡是指地质体在重力作用下，沿地质体层间软弱面向下向外滑动，是一种岩土体物质、能量均衡的结果。我国西部山区广泛分布着边滑坡、堆积体等不同成因的不良地质体，具有地层岩性复杂、构造极其发育、岩体支离破碎等特征。对于此类不良地质体，除了以清方减载、堆土反压、截排水系统等方法改善不良地质体自身条件外，工程上多采用大截面深长抗滑桩、锚索桩组合应用锚索或微型桩等措施进行稳定控制。大型、巨型不良地质体具有下滑推力大、致灾风险高等特征，常规抗滑措施难以实现稳定与变形控制。为解决上述难题，论文“基于创新方法的林织铁路滑坡路堑加固结构研究”在传统框架式双排抗滑桩(h型桩)的基础上，提出了框架式抗滑支挡结构；“横穿古滑坡框架式抗滑支挡结构工程技术研究”依托林织铁路(清镇林歹至织金)建设，提出了适应实际工程的框架式抗滑支挡结构设计方法与施工技术。
2、然而，对于近断层强震区高陡边坡，特别是位于动加速度峰值达到0.6g的高烈度地震区高陡边坡傍山侧修建铁路路基，现有框架式抗滑支挡结构难以达到近断层高陡边坡抗震设计要求。为解决近断层强震区高陡边坡抗震加固难题，在现有框架式抗滑支挡结构的基础上，提出一种新型强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构、设计及施工方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：本专利技术的目的就是针对目前存在的技术不足，提供一种新型强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，包括：
4、前桩，沿线路纵向间隔成排设置在高陡边坡靠山侧；
5、后桩，沿线路纵向间隔成排设置，所述后桩位于所述前桩远离靠山侧的一侧；
6、横梁，一端锚固于所述前桩上，另一端锚固于所述后桩上；
7、次梁，设置在横梁下方，所述次梁一端锚固于所述前桩上，另一端锚固于所述后桩上；
8、盖板，设置在所述横梁上方；
9、锚索，锚固于所述前桩位于横梁下方的部分，所述锚索用于连接前桩与高陡边坡坡体。
10、本申请所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，所述前桩和后桩通过横梁和次梁固定连接形成框架式结构，其中：
11、所述前桩的作用包括以下2方面：
12、一是承受高陡边坡坡体下滑推力和地震作用力，控制高陡边坡稳定性，减小坡体变形；
13、二是将承担的下滑推力和地震作用力传递至稳定地层。
14、所述横梁的作用在于将前桩承担的坡体下滑推力和地震推力传递至后桩；
15、所述次梁的作用在于锚固连接前桩与后桩使之与横梁形成框架式结构，使得整体稳定性更好。
16、所述盖板的作用在于防止异物或地灾体侵入框架空间内，避免威胁次梁上方运行车辆的安全。
17、在上述方案中，下滑推力和地震作用力传递至稳定地层主要包括3种传递路径：
18、①通过前桩桩体锚固作用传递至下部稳定地层，
19、②通过锚固于横梁下方的锚索锚拉作用传递至边坡稳定地层；
20、③通过锚固于前桩的横梁刚性作用传递至后桩，再由所述后桩将承担的坡体下滑推力和地震作用力通过桩体锚固作用传递至下部稳定地层。
21、优选地，所述前桩上用于锚索孔数n满足以下条件：
22、在近场地震：
23、当ag≤0.15g，n＝0；当0.15g＜ag≤0.3g，n＝1；当0.3g＜ag≤0.5g，n＝1或2；
24、当0.5g＜ag≤0.6g，n＝2；当0.6g＜ag≤0.6g，n≥3；
25、在远场地震：
26、当ag≤0.2g，n＝0；当0.2g＜ag≤0.4g，n＝1；当0.4g＜ag≤0.5g，n＝1或2；
27、当0.5g＜ag≤0.6g，n＝2；当0.6g≤ag，n≥2；
28、其中，ag为地震动峰值加速度，单位m/s2；n为前桩设置的锚索孔数；所述近场地震指高陡边坡强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构设计工点与断层的距离小于20km；所述远场地震指高陡边坡强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构设计工点与断层的距离不小于20km。
29、本专利技术的用于所述强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，包含如下步骤：
30、s1.将前桩靠山侧的高陡边坡滑坡体从上至下划分为k块滑体，确定第k(＝1，2，3…k)块滑体沿滑动面的长度lk；
31、s2.确定第k块滑体的重力wk、第k块滑体所在滑动面的内摩擦角和第k块滑体所在滑动面的黏聚力ck；
32、s3.基于第k块滑体的重力wk、第k块滑体所在滑动面的内摩擦角和第k块滑体所在滑动面的黏聚力ck确定前桩靠山侧高陡边坡滑坡体的剩余下滑力；
33、s4.基于前桩靠山侧高陡边坡滑坡体的剩余下滑力构建强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构分析模型，并将所述强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构分析模型分解为框架区模型和锚固段模型；
34、s5.计算框架区模型转角和位移参数；
35、s6.计算框架区结构桩梁内力；
36、s7.确定第i根锚索的轴向拉力；
37、s8.判定锚索轴向拉力是否满足设计要求：
38、若锚索轴向拉力ri满足设计要求，第i根锚索的初始预应力r0i取步骤拟定值作为设计值，
39、若锚索轴向拉力ri不满足设计要求，则应调整步骤s4中的第i根锚索的初始预应力r0i拟定值或调整步骤s7中每孔锚索钢绞线束数n，直至满足设计要求；
40、s9.确定前桩、后桩锚固段桩身内力。
41、优选地，所述步骤s3中，通过传递系数法确定强震条件下强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构前桩靠山侧高陡边坡滑坡体的剩余下滑力tk。
42、优选地，所述步骤s3中，第k块滑体末端的下滑推力按以下模型确定：
43、
44、式中tk、tk-1为第k、k-1块滑体末端的下滑推力，单位：kn/m；αk、αk-1为第k、k-1块滑体所在滑动面的倾角，单位：rad；fkhe为第k块滑体质心处的水平地震力，单位：kn；ψ为传递系数，k'为安全系数，视工程的重要性、外界条件对边滑坡的影响、边滑坡的性质和规模、滑动的后果及整治的难易综合考虑，可采用1.05～1.25。
45、优选地，步骤s3中，所述第k块滑体质心处的水平地震力fkhe按下式确定：
46、
47、式中：η为水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，其特征在于：所述前桩(1)上用于锚索孔数n满足以下条件：
3.一种用于权利要求1或2所述的强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：步骤S3中，通过传递系数法确定强震条件下强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构前桩(1)靠山侧边坡滑坡体的剩余下滑力TK。
5.根据权利要求2所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：步骤S4具体包含以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：步骤S5具体为：
7.根据权利要求6所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：步骤S6具体为：
8.根据权利要求7所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：所述步骤S7具体为：<...
【技术特征摘要】
1.一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构，其特征在于：所述前桩(1)上用于锚索孔数n满足以下条件：
3.一种用于权利要求1或2所述的强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计方法，其特征在于：步骤s3中，通过传递系数法确定强震条件下强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构前桩(1)靠山侧边坡滑坡体的剩余下滑力tk。
5.根据权利要求2所述的一种强震区高陡边坡锚拉框架式支挡结构的设计...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟志，李安洪，姚裕春，孙晓，余鹏程，胡会星，郭在旭，王智猛，刘刚，李宁，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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