一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种钢筋混凝 土箱型路基的配筋方法。


背景技术：

2.随着我国高速铁路工程的不断发展，高速铁路铺设里程数迅速增长，由 于高速铁路铺设地区的地质条件相差较大，传统铁路路基建设过程无法适应 不同地区的差异化地质条件，使其在建设时，整体强度难以达到规定强度指 标，故此急需一种新型路基来代替传统路基来满足工程的需要。针对由于工 程地质条件造成的传统路基难以铺设或者传统路基强度难以满足高速列车的 行车要求，本发明提出一种钢筋混凝土箱型路基及其所配套的配筋方法。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种钢筋混凝土箱型路基 的配筋方法，本发明所要解决的技术问题是：高速铁路铺设地区的地质条件 相差较大，传统铁路路基建设过程无法适应不同地区的差异化地质条件，使 其在建设时，整体强度难以达到规定强度指标的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢筋混凝土箱型路基 的配筋方法，包括底板、顶板及位于顶板和底板之间的两个竖版，所述底板 的下表面设置有若干个短桩，所述顶板、竖板、短桩和底板的配筋方法包括 以下步骤：
5.s1、顶板配筋：顶板配筋过程中通过将顶板简化为有两个刚性支座的梁， 根据高速铁路设计规范，将顶板的受力部分近似为承受均布荷载，并按照每 米宽的板带分别进行计算出顶板跨中弯矩与顶板配筋计算。
6.s2、竖板配筋：由于竖板的受力方式与地下室外墙相似，根据地下室边 墙的配筋方式进行竖板的配筋，分别计算出竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩的 值。
7.s3、底板配筋：底板的受力方式与墙下条形基础类似，按照墙下条形基 础进行配筋，沿墙取单位长度计算，并依据高速铁路设计规范计算出整体上 部机构载荷设计值与基底净反力设计值。
8.s4、短桩配筋：依据底板的对应承重性能及对应地面土壤性质，进行短 桩数量配置。
9.s5、依据顶板、竖板、底板和短桩根据各自的结构形式和受力情况配置 相应的受力钢筋和分布钢筋即可。
10.作为本发明的进一步方案：所述顶板的宽度为8600mm,高度为500mm，所 述竖板高度为5700mm，宽度为500mm，所述底板宽度为8600mm高度为500mm， 所述短桩桩身长度为1000mm，横截面为边长500mm的正方体。
11.作为本发明的进一步方案：所述顶板配筋顶板跨中弯矩与顶板配筋计算 包括以
下步骤：
12.a、跨中弯矩：
[0013][0014]
其中：m为跨中弯矩，q为均布荷载，l为计算跨度，g为自重。
[0015]
b、配筋计算：以单筋界面计算。
[0016][0017]
其中：h0为有效高度，h为梁的高度，c为混凝土保护层厚度，d为钢筋 直径，d
箍
为箍筋直径。
[0018][0019]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，m为跨中弯矩，α1为分 项系数，取1.0，fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。
[0020][0021]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，ξb取0.518。
[0022][0023]
其中：γs为计算截面的剪跨比，αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距 离。
[0024][0025]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为跨中弯矩，fy为钢筋抗拉强 度设计值，γs为计算截面的剪跨比，h0为有效高度。
[0026][0027]
其中：ρ为纵向受力钢筋配筋率，as为受拉区纵向钢筋的截面面积，b为 梁的宽度，h0为有效高度；
[0028][0029]
其中：ρ
min
为最小配筋率，f
t
为混凝土轴心抗拉强度设计值，fy为混凝土 轴心抗压强度设计值。
[0030]
作为本发明的进一步方案：所述顶板配筋判定是否设计为双筋截面的判 断方法如下：基于顶板跨中弯矩公式：根据高速铁路设计规范可 知，q＝54.3kn/m，固得下式：
[0031][0032]
其中：m
u,max
为单筋最大承受弯矩，α1为分项系数，取1.0，α
s,max
取0.384， fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。
[0033]
作为本发明的进一步方案：所述竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩包括以下 计算步骤：
[0034]
c、由地面活载折算的等代土压力：
[0035]
σ1＝γh1ka。
[0036]
其中：σ1为地面活载折算的等代土压力，γ为土的重度，取为18kn/m3，h1为 地面以上建筑物高度，ka为主动土压力系数，h1为地面以上箱型路基的高度。
[0037]
σ
loc
＝σ
tot-σ
1-σ
2-σ
3-σ4＝γh2ka+(γka+γw)h3。
[0038]
其中：σ
tot
为作用于地下室外墙上的侧向土压力，σ1为地面活载折算的等 代土压力，σ2为地下水位以上的土压力，σ3为地下水位以下的土压力，σ4为 水压力，γ为土的重度取18kn/m3，h2为地下水位的高度，h3为竖板底端距离 地下水位之间的高度，ka为主动土压力系数，σ
loc
为地面以下部分作用在地下 室外墙上的侧压力，γw为水的重度，取10kn/m3。
[0039]
d、竖板固端弯矩：
[0040][0041][0042]
其中：ly为竖板受弯矩部分的长度，l
x
为两个竖板之间的水平距离，为 固端弯矩，σ1为地面活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0043]
e、竖板跨中弯矩：
[0044][0045]
其中：为竖板跨中弯矩，my为竖向弯矩，m
x
为水平弯矩，σ1为地面 活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0046]
作为本发明的进一步方案：所述短桩插入对应地面中，并取5m长度的底 板作为模板，进行模板短桩根数计算，包括以下方法：
[0047]
f、根据经验参数法：
[0048]quk
＝q
sk
+q
pk
＝u∑q
sik
li+q
pkap
。
[0049]
其中：q
uk
为单桩竖向极限承载力标准值，q
sk
为总极限侧阻力标准值，q
pk
为总极限端阻力标准值，u为桩身周长，q
sik
为用静力触探比贯入阻力值估算 的桩周第i层土的极限侧阻力，li桩身第i层土的厚度，q
pk
极限端阻力标准值， a
p
桩端面积。
[0050]
g、将经验参数法结合土壤性质获取q
sik
和q
pk
参数进行计算获取每5m长度 模板的应配短桩数量。
[0051]
作为本发明的进一步方案：所述底板按照墙下条形基础进行配筋，沿墙 取单位长度计算如下：
[0052]
g、根据高速铁路设计规范可知，上部结构荷载设计值计算公式为：
[0053][0054]
其中：e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷载，为固端弯矩。
[0055]
h、所述基底净反力设计值计算公式为：
[0056][0057]
其中：p
jmax
为地基最大净反力，e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷 载，b为条形基础的宽度。
[0058]
ii、底板配筋依照上式计算公式为：
[0059][0060]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为截面弯矩设计值，fy为钢筋 抗拉强度设计值，h0为有效高度。
[0061]
本发明的有益效果在于：
[0062]
本发明通过采用钢筋混凝土底板、钢筋混凝土竖板、钢筋混凝土顶板通 过预留钢筋和对应的上开孔或下开孔组成内部是横向封闭的矩形空腔结构， 同步的依据顶板跨中弯矩、双筋路面设计判断和对应的配筋计算，配合竖版 的固端弯矩计算和跨中弯矩计算，以及底板针对于竖板和顶板的整体上部载 荷进行适配性计算基底净反力设计值，进而完成底板的配筋，使其整体形成 的空腔结构，具备良好的结构强度，配筋强度具有高精准性和可靠度高的特 点，该配筋方法构建的矩形空腔结构，满足了承载力要求、使用功能要求和 构造要求，具有经济合理、整体性好、施工效率高、可操作性强的优点，满 足新时代对高速铁路轨道的工程需要。
附图说明
[0063]
图1为本发明新型路基立体的整体状态示意图；
[0064]
图2为本发明新型路基炸开的示意图；
[0065]
图中：1底板、2竖版、3下开孔、4上开孔、5顶板。
具体实施方式
[0066]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0067]
目前传统的高速铁路路基基本均为填方式路基，这种路基受地质土壤条 件和气候的影响非常大，部分地区如在土质疏松或气候恶劣的条件下，导致 其无法铺设，同时传统填方式路基的整体强度和稳定性逐渐无法满足日益增 长的铁路标准需要，并且需要大量的回填土，会造成土壤资源浪费和环境污 染。
[0068]
本方案高速铁路箱型路基作为一种新型的高速铁路路基很好的解决了传 统路基的缺点，不受地质土壤条件和气候条件的影响，整体性好、强度高、 稳定性好、耐久性强、不需要大量的回填土进行地基加固、不会对环境造成 污染、可以量化生产、减小生产成本的特点，基于这些优点，本发明提供， 一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，包括底板、顶板及位于顶板和底板之 间的两个竖版，底板的下表面设置有若干个短桩，顶板、竖板、短桩和
底板 的配筋方法包括以下步骤：
[0069]
s1、顶板配筋：顶板配筋过程中通过将顶板简化为有两个刚性支座的梁， 根据高速铁路设计规范，将顶板的受力部分近似为承受均布荷载，并按照每 米宽的板带分别进行计算出顶板跨中弯矩与顶板配筋计算。
[0070]
s2、竖板配筋：由于竖板的受力方式与地下室外墙相似，根据地下室边 墙的配筋方式进行竖板的配筋，分别计算出竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩的 值。
[0071]
s3、底板配筋：底板的受力方式与墙下条形基础类似，按照墙下条形基 础进行配筋，沿墙取单位长度计算，并依据高速铁路设计规范计算出整体上 部机构载荷设计值与基底净反力设计值。
[0072]
s4、短桩配筋：依据底板的对应承重性能及对应地面土壤性质，进行短 桩数量配置。
[0073]
s5、依据顶板、竖板、底板和短桩根据各自的结构形式和受力情况配置 相应的受力钢筋和分布钢筋即可。
[0074]
顶板的宽度为8600mm,高度为500mm，竖板高度为5700mm，宽度为500mm， 底板宽度为8600mm高度为500mm，短桩桩身长度为1000mm，横截面为边长 500mm的正方体。
[0075]
顶板配筋顶板跨中弯矩与顶板配筋计算包括以下步骤：
[0076]
a、跨中弯矩：
[0077][0078]
其中：m为跨中弯矩，q为均布荷载，l为计算跨度，g为自重。
[0079]
b、配筋计算：以单筋界面计算。
[0080][0081]
其中：h0为有效高度，h为梁的高度，c为混凝土保护层厚度，d为 钢筋直径，d
箍
为箍筋直径。
[0082][0083]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，m为跨中弯矩，α1为分项系数，取1.0，fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高 度。
[0084][0085]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，ξb取0.518。
[0086][0087]
其中：γs为计算截面的剪跨比，αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距 离。
[0088][0089]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为跨中弯矩，fy为钢筋抗拉强 度设计值，γs为计算截面的剪跨比，h0为有效高度。
[0090][0091]
其中：ρ为纵向受力钢筋配筋率，as为受拉区纵向钢筋的截面面积，b为 梁的宽度，h0为有效高度；
[0092][0093]
其中：ρ
min
为最小配筋率，f
t
为混凝土轴心抗拉强度设计值，fy为混凝土 轴心抗压强度设计值。
[0094]
顶板配筋判定是否设计为双筋截面的判断方法如下：基于顶板跨中弯矩 公式：根据高速铁路设计规范可知，q＝54.3kn/m，固得下式：
[0095][0096]
其中：m
u,max
为单筋最大承受弯矩，α1为分项系数，取1.0，α
s,max
取0.384， fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。
[0097]
竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩包括以下计算步骤：
[0098]
c、由地面活载折算的等代土压力：
[0099]
σ1＝γh1ka。
[0100]
其中：σ1为地面活载折算的等代土压力，γ为土的重度，取为18kn/m3，h1为地面以上建筑物高度，ka为主动土压力系数，h1为地面以上箱型路基的高 度。
[0101]
σ
loc
＝σ
tot-σ
1-σ
2-σ
3-σ4＝γh2ka+(γka+γw)h3。
[0102]
其中：σ
tot
为作用于地下室外墙上的侧向土压力，σ1为地面活载折算的等 代土压力，σ2为地下水位以上的土压力，σ3为地下水位以下的土压力，σ4为 水压力，γ为土的重度取18kn/m3，h2为地下水位的高度，h3为竖板底端距离 地下水位之间的高度，ka为主动土压力系数，σ
loc
为地面以下部分作用在地下 室外墙上的侧压力，γw为水的重度，取10kn/m3。
[0103]
d、竖板固端弯矩：
[0104][0105][0106]
其中：ly为竖板受弯矩部分的长度，l
x
为两个竖板之间的水平距离，为 固端弯矩，σ1为地面活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0107]
e、竖板跨中弯矩：
[0108][0109]
其中：为竖板跨中弯矩，my为竖向弯矩，m
x
为水平弯矩，σ1为地面 活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0110]
短桩插入对应地面中，并取5m长度的底板作为模板，进行模板短桩根数 计算，包括以下方法：
[0111]
f、根据经验参数法：
[0112]quk
＝q
sk
+q
pk
＝u∑q
sik
li+q
pkap
。
[0113]
其中：q
uk
为单桩竖向极限承载力标准值，q
sk
为总极限侧阻力标准值，q
pk
为总极限端阻力标准值，u为桩身周长，q
sik
为用静力触探比贯入阻力值估算 的桩周第i层土的极限侧阻力，li桩身第i层土的厚度，q
pk
极限端阻力标准值， a
p
桩端面积。
[0114]
g、将经验参数法结合土壤性质获取q
sik
和q
pk
参数进行计算获取每5m长度 模板的应配短桩数量。
[0115]
底板按照墙下条形基础进行配筋，沿墙取单位长度计算如下：
[0116]
g、根据高速铁路设计规范可知，上部结构荷载设计值计算公式为：
[0117][0118]
其中：e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷载，为固端弯矩。
[0119]
h、基底净反力设计值计算公式为：
[0120][0121]
其中：p
jmax
为地基最大净反力，e0为偏心距，f为底板上部传来的竖 向荷载，b为条形基础的宽度。
[0122]
i、底板配筋依照上式计算公式为：
[0123][0124]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为截面弯矩设计值，fy为钢筋 抗拉强度设计值，h0为有效高度。
[0125]
上述介绍了一种高速铁路箱型路基的配筋方法，来替代传统填方式高速 铁路路基，能够在土质疏松或气候恶劣的条件下，保障铺设工作的正常进行， 并且整体强度和稳定性能够满足未来铁路发展的相关需求，整体无需大量的 回填土配合，降低对土壤资源的依赖，并以此成为满足新时代人们对高速铁 路高效、快速、绿色的要求的新型路基。
[0126]
实施例1：
[0127]
一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，包括以下步骤：
[0128]
由于箱型路基沿线路铺设方向的刚度较大，一般不会发生构造破坏，所 以仅通过计算箱型路基横截面受力情况进行配筋。
[0129]
材料的选用：为了规范化施工和提高施工效率，钢筋选用三级钢，混凝 土选用c40混凝土。
[0130]
顶板配筋：
[0131]
顶板的宽度为8600mm,高度为500mm.将顶板简化为有两个刚性支座的梁， 根据高速铁路设计规范，将顶板的受力部分近似为承受均布荷载，并按照每 米宽的板带进行计算。
[0132]
跨中弯矩：
[0133][0134][0135]
其中：m为跨中弯矩，q为均布荷载，l为计算跨度，g为自重。
[0136]
判断是否设计成双筋截面：
[0137]
按单筋截面计算。
[0138]
根据高速铁路设计规范可知，q＝54.3kn/m。
[0139][0140]
其中：m
u,max
为单筋最大承受弯矩，α1为分项系数，取1.0，α
s,max
取0.384， fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。
[0141]
(3)配筋计算：
[0142][0143]
其中：h0为有效高度，h为梁的高度，c为混凝土保护层厚度，d为钢筋 直径，d
箍
为箍筋直径。
[0144][0145]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，m为跨中弯矩，α1为分 项系数，取1.0，fc为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。
[0146][0147]
其中：αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，ξb取0.518。
[0148][0149]
其中：γs为计算截面的剪跨比，αs为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距 离。
[0150][0151]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为跨中弯矩，fy为钢筋抗拉强 度设计值，γs为计算截面的剪跨比，h0为有效高度。
[0152][0153]
其中：ρ为纵向受力钢筋配筋率，as为受拉区纵向钢筋的截面面积，b为 梁的宽度，h0为有效高度。
[0154]
[0155]
其中：ρ
min
为最小配筋率，f
t
为混凝土轴心抗拉强度设计值，fy为混凝土 轴心抗压强度设计值。
[0156]
ρ
min
×
500
×
1000＝1051mm2。
[0157]
受力钢筋选用c12@100。根据顶板的构造要求，分布钢筋选用c8@250。
[0158]
竖板配筋：
[0159]
竖板高度为5700mm，宽度为500mm。由于竖板的受力方式与地下室外墙 相似，可以根据地下室边墙的配筋方式进行竖板的配筋。
[0160]
(1)由地面活载折算的等代土压力：
[0161][0162]
其中：σ1为地面活载折算的等代土压力，γ为土的重度，取为18kn/m3，h1为地面以上建筑物高度，ka为主动土压力系数，h1为地面以上箱型路基的高 度。
[0163][0164]
其中：σ
tot
为作用于地下室外墙上的侧向土压力，σ1为地面活载折算的等 代土压力，σ2为地下水位以上的土压力，σ3为地下水位以下的土压力，σ4为 水压力，γ为土的重度取18kn/m3，h2为地下水位的高度，h3为竖板底端距离 地下水位之间的高度，ka为主动土压力系数，σ
loc
为地面以下部分作用在地下 室外墙上的侧压力，γw为水的重度，取10kn/m3。
[0165]
固端弯矩计算：
[0166]
(ly/l
x
＝5.7/5＝1.4)。
[0167][0168]
其中，为固端弯矩，σ1为地面活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0169]
(3)跨中弯矩计算：
[0170][0171]
其中：为竖板跨中弯矩，my为竖向弯矩，m
x
为水平弯矩，σ1为地面 活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。
[0172]
通过查地下室外墙壁板弯矩配筋及裂缝宽度表可知，当外壁板厚度为 500mm时，外墙壁板不会产生裂缝。
[0173]
由于配筋都采用hrb400钢筋，所以外墙壁板内侧竖向配筋如下：
[0174]
受力钢筋选用c16@200，分布钢筋选用c6@200。
[0175]
底板6配筋：
[0176]
底板宽度为8600mm高度为500mm。底板的受力方式与墙下条形基础类似， 按照墙下条形基础进行配筋，沿墙取单位长度计算。
[0177]
(1)根据高速铁路设计规范可知，上部结构荷载设计值为：
[0178]
f＝54.3
×5×
1+25
×
(0.5
×
8.6
×
2+2.7
×
0.5
×
2)＝554kn。
[0179][0180][0181]
其中：e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷载，为固端弯矩。
[0182]
(2)基底净反力设计值：
[0183][0184]
其中，p
jmax
为地基最大净反力，e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷 载，b为条形基础的宽度。
[0185][0186]
其中，p
jmin
为地基最小净反力，e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷 载，b为条形基础的宽度。
[0187]
(3)配筋计算：
[0188]
h0＝2.7+0.25＝2.95m。
[0189][0190]
其中：as为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为截面弯矩设计值，fy为钢筋 抗拉强度设计值，h0为有效高度。
[0191]
受力钢筋选用c14@70(双筋截面)，分布筋选用c8@150。
[0192]
短桩11配筋：
[0193]
短桩桩身长度为1000mm，横截面为边长500mm的正方形。短桩整个插入 可塑粘性土中。取5m长的板带进行计算。
[0194]
确定每5m长的板带上短桩根数：
[0195]
当土壤为可塑性黏土时，q
sik
取55kpa,q
pk
取850kpa，根据经验参数法： q
uk
＝q
sk
+q
pk
＝u∑q
sik
li+q
pkap
。
[0196]
其中：q
uk
为单桩竖向极限承载力标准值，q
sk
为总极限侧阻力标准值，q
pk
为总极限端阻力标准值，u为桩身周长，q
sik
为用静力触探比贯入阻力值估算 的桩周第i层土的极限侧阻力，li桩身第i层土的厚度，q
pk
极限端阻力标准 值，a
p
桩端面积。
[0197][0198]
其中：ra单桩竖向承载力特征值，q
uk
为单桩竖向极限承载力标准值，k 为安全系
数，取2，fk为荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力。
[0199]
所以每5m长的板带中设置6根短桩。
[0200]
根据建筑桩基技术规范，采用静压法沉桩时，桩的最小配筋率为0.6％，as＝500
×
500
×
0.6％＝1500mm2，受力钢筋选用四根c22。
[0201]
综上可知，本发明：钢筋混凝土箱型路基，分别由水平放置在地基上的 钢筋混凝土底板；竖直连接在底板上的钢筋混凝土竖板，水平连接在竖板上 的钢筋混凝土顶板及其底板底部设置有钢筋混凝土短桩组成，短桩用于提升 箱型路基的稳定性，竖板底部沿其高度方向预留一段长度的钢筋，预留钢筋 位置对应底板的下开孔，竖板顶部沿其高度方向预留一段长度的钢筋，预留 钢筋位置对应顶板的上开孔，钢筋混凝土底板、钢筋混凝土竖板、钢筋混凝 土顶板通过预留钢筋和对应的上开孔或下开孔组成内部是横向封闭的矩形空 腔结构，顶板和底板均在竖板的外侧延伸预设长度，顶板的延伸长度等于底 板的延伸长度，顶板、竖板、底板和短桩根据各自的结构形式和受力情况配 置相应的受力钢筋和分布钢筋，节点是该箱体结构的重要部位，在箱体结构 中起着传递和分配内力的作用。
[0202]
为了进一步提升箱体结构的整体刚度和承载能力，可根据传统相关施工 经验对连接节点进行针对性加固处理。
[0203]
本新型路基除了具有强度高、稳定性好、耐久性好的优点外，还能适应 不同地区的土壤条件，对环境污染小，可以快速施工的效果。
[0204]
就目前的传统路基建设技术而言，存在诸多的缺陷，本方案采用了顶板、 竖板、底板和短桩所组成的结构，并以此创造性的提出了对应的配筋方案， 是属于本领域的该结构及配筋方式的首次提出，其整体规范化配筋与强度计 算保持的同时，具备整体强度可控度高，地质环境适应性强，施工要求低的 特点。
[0205]
最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对 本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本 发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详 细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所 记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。

技术特征：
1.一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，包括底板、顶板及位于顶板和底板之间的两个竖版，其特征在于：所述底板的下表面设置有若干个短桩，所述顶板、竖板、短桩和底板的配筋方法包括以下步骤：s1、顶板配筋：顶板配筋过程中通过将顶板简化为有两个刚性支座的梁，根据高速铁路设计规范，将顶板的受力部分近似为承受均布荷载，并按照每米宽的板带分别进行计算出顶板跨中弯矩与顶板配筋计算；s2、竖板配筋：由于竖板的受力方式与地下室外墙相似，根据地下室边墙的配筋方式进行竖板的配筋，分别计算出竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩的值；s3、底板配筋：底板的受力方式与墙下条形基础类似，按照墙下条形基础进行配筋，沿墙取单位长度计算，并依据高速铁路设计规范计算出整体上部机构载荷设计值与基底净反力设计值；s4、短桩配筋：依据底板的对应承重性能及对应地面土壤性质，进行短桩数量配置；s5、依据顶板、竖板、底板和短桩根据各自的结构形式和受力情况配置相应的受力钢筋和分布钢筋即可。2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述顶板的宽度为8600mm,高度为500mm，所述竖板高度为5700mm，宽度为500mm，所述底板宽度为8600mm高度为500mm，所述短桩桩身长度为1000mm，横截面为边长500mm的正方体。3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述顶板配筋顶板跨中弯矩与顶板配筋计算包括以下步骤：a、跨中弯矩：其中：m为跨中弯矩，q为均布荷载，l为计算跨度，g为自重；b、配筋计算：以单筋界面计算；其中：h0为有效高度，h为梁的高度，c为混凝土保护层厚度，d为钢筋直径，d
箍
为箍筋直径；其中：α
s
为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，m为跨中弯矩，α1为分项系数，取1.0，f
c
为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度；其中：α
s
为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离，ξ
b
取0.518；其中：γ
s
为计算截面的剪跨比，α
s
为受拉钢筋合力点到受拉区边缘的距离；
其中：a
s
为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为跨中弯矩，f
y
为钢筋抗拉强度设计值，γ
s
为计算截面的剪跨比，h0为有效高度；其中：ρ为纵向受力钢筋配筋率，a
s
为受拉区纵向钢筋的截面面积，b为梁的宽度，h0为有效高度；其中：ρ
min
为最小配筋率，f
t
为混凝土轴心抗拉强度设计值，f
y
为混凝土轴心抗压强度设计值。4.根据权利要求3所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述顶板配筋判定是否设计为双筋截面的判断方法如下：基于顶板跨中弯矩公式：根据高速铁路设计规范可知q＝54.3kn/m，，固得下式：其中：m
u,max
为单筋最大承受弯矩，α1为分项系数，取1.0，α
s,max
取0.384，f
c
为混凝土轴心抗压强度，b为梁的宽度，h0为有效高度。5.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述竖板固端弯矩和竖板跨中弯矩包括以下计算步骤：c、由地面活载折算的等代土压力：σ1＝γh1k
a
；其中：σ1为地面活载折算的等代土压力，γ为土的重度，取为18kn/m3，h1为地面以上建筑物高度，k
a
为主动土压力系数，h1为地面以上箱型路基的高度；σ
loc
＝σ
tot-σ
1-σ
2-σ
3-σ4＝γh2k
a
+(γk
a
+γ
w
)h3；其中：σ
tot
为作用于地下室外墙上的侧向土压力，σ1为地面活载折算的等代土压力，σ2为地下水位以上的土压力，σ3为地下水位以下的土压力，σ4为水压力，γ为土的重度取18kn/m3，h2为地下水位的高度，h3为竖板底端距离地下水位之间的高度，k
a
为主动土压力系数，σ
loc
为地面以下部分作用在地下室外墙上的侧压力，γ
w
为水的重度，取10kn/m3；d、竖板固端弯矩：d、竖板固端弯矩：其中：l
y
为竖板受弯矩部分的长度，l
x
为两个竖板之间的水平距离，为固端弯矩，σ1为地面活载折算的等代土压力，l0为竖板高度；e、竖板跨中弯矩：
其中：为竖板跨中弯矩，m
y
为竖向弯矩，m
x
为水平弯矩，σ1为地面活载折算的等代土压力，l0为竖板高度。6.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述短桩插入对应地面中，并取5m长度的底板作为模板，进行模板短桩根数计算，包括以下方法：f、根据经验参数法：q
uk
＝q
sk
+q
pk
＝u∑q
sik
l
i
+q
pk
a
p
；其中：q
uk
为单桩竖向极限承载力标准值，q
sk
为总极限侧阻力标准值，q
pk
为总极限端阻力标准值，u为桩身周长，q
sik
为用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力，l
i
桩身第i层土的厚度，q
pk
极限端阻力标准值，a
p
桩端面积；g、将经验参数法结合土壤性质获取q
sik
和q
pk
参数进行计算获取每5m长度模板的应配短桩数量。7.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，其特征在于：所述底板按照墙下条形基础进行配筋，沿墙取单位长度计算如下：g、根据高速铁路设计规范可知，上部结构荷载设计值计算公式为：其中：e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷载，为固端弯矩；h、所述基底净反力设计值计算公式为：其中：p
jmax
为地基最大净反力，e0为偏心距，f为底板上部传来的竖向荷载，b为条形基础的宽度；i、底板配筋依照上式计算公式为：其中：a
s
为受拉区纵向钢筋的截面面积，m为截面弯矩设计值，f
y
为钢筋抗拉强度设计值，h0为有效高度。

技术总结
本发明公开了一种钢筋混凝土箱型路基的配筋方法，具体涉及建筑工程技术领域，通过采用底板、竖板、顶板通过预留钢筋和对应的上开孔或下开孔组成横向封闭的矩形空腔结构，同步的依据顶板跨中弯矩、双筋路面设计判断和对应的配筋计算，配合竖版的固端弯矩计算和跨中弯矩计算，以及底板针对于竖板和顶板的整体上部载荷进行适配性计算基底净反力设计值，进而完成底板的配筋，使其整体形成的空腔结构，具备良好的结构强度，配筋强度具有高精准性和可靠度高的特点，该配筋方法构建的矩形空腔结构，满足了承载力要求、使用功能要求和构造要求，具有经济合理、整体性好、施工效率高、可操作性强的优点，满足新时代对高速铁路轨道的工程需要。要。要。


技术研发人员：刘晶磊 刘佳凡 周玮浩 张伯扬 夏彬 张业荣 董捷
受保护的技术使用者：河北建筑工程学院
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/7/5