CN103334441B - 一种公路边坡防护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路边坡防护结构，包括锚索、外层FRP框格梁模板和内部钢筋混凝土框格梁，外层FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板，内部钢筋混凝土框格梁包括分别浇筑于横梁模板和纵梁模板内的钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁。钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁均被包覆在外层FRP框格梁模板内部形成FRP结构和钢筋混凝土结构的组合结构，这就有效减小了钢筋混凝土横梁和纵梁裸露在外界环境中的面积，并有效避免了横梁和纵梁的开裂，提高了公路边坡防护结构的使用寿命；同时节省了大量的钢模板或者木模板以及支架的费用。本发明同时还公开了一种公路边坡防护结构的施工方法。

Description

一种公路边坡防护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程公路技术领域，尤其涉及一种公路边坡防护结构及其施工方法。

背景技术

锚索框格梁是公路高边坡目前广泛采用的边坡防护结构形式，常采用搭支架现场浇筑混凝土法施工。

请参考图1和图2，图1为现有技术的锚索框格梁结构侧面示意图，图2为现有技术的锚索框格梁立面布置图。其中框格梁包括水平布置的横梁01和沿边坡高度方向倾斜顺坡布置的纵梁02，锚索03下端锚固在所述边坡土体深处的岩层中，上端张拉锚固在所述框格梁混凝土表面上。框格梁采用钢筋混凝土结构。相邻两个横梁01和相邻两个纵梁02的间距一般采用3米左右。

由于现有技术中的锚固索框格结构中的混凝土结构是直接裸露在外界环境中的，而处于外界环境中的混凝土容易开裂，这会严重影响到公路边坡防护结构的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种公路边坡防护结构，避免目前锚固索框格结构中的混凝土结构直接裸露在外界环境中混凝土容易开裂的问题，提高公路边坡防护结构的使用寿命。

为解决上述现有技术问题，本发明提供的公路边坡防护结构锚索、外层FRP框格梁模板和内部钢筋混凝土框格梁，所述外层FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板，所述内部钢筋混凝土框格梁包括分别浇筑于所述横梁模板和所述纵梁模板内的钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁。

优选的，所述外层FRP框格梁模板的横梁模板上方还设置有绿化区箱体，所述横梁模板和所述绿化区箱体之间还设置有绿化蓄水箱体。

优选的，所述横梁模板和所述纵梁模板均为由两块侧板构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，所述横梁模板和所述纵梁模板相交区段，紧邻边坡表面的一侧设置有FRP开口箱局部连接底板。

优选的，还包括粘接于所述钢筋混凝土横梁和所述钢筋混凝土纵梁上表面的FRP连接层，所述钢筋混凝土横梁上的FRP连接层的两端与所述横梁模板的两块侧板粘接为一体，所述钢筋混凝土纵梁上的FRP连接层的两端与所述纵梁模板的两块侧板粘接为一体。

优选的，所述锚索的上端穿过所述横梁模板和纵梁模板的中轴线的交点并张拉锚固在所述外层FRP框格梁模板内的混凝土表面，下端锚固在所述边坡土体深处岩层中，且与所述FRP框格梁模板接触的边坡表面还设置有混凝土调平层，且所述混凝土调平层设置于所述锚索的锚孔周边。

优选的，所述外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，所述上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板和相邻两个纵梁模板的距离相等，所述下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板和相邻两个纵梁模板的距离相等，且所述下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板的距离大于所述上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板的距离。

优选的，所述外层FRP框格梁模板为分体组合式结构，所述上部FRP框格梁模板和所述下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，所述外层框格梁模板具体包括：

构成下部FRP框格梁模板的下部边坡左下角FRP构件、下部边坡右下角FRP构件、下部边坡横梁构件、下部边坡底层中部FRP构件、下部边坡纵梁构件、下部边坡中层左侧FRP构件、下部边坡中层右侧FRP构件、下部边坡中层中部FRP构件；

构成交接层模板的交接层左侧FRP构件、交接层右侧FRP构件、交接层中部FRP构件、交接层接上纵梁FRP构件；

构成上部FRP框格梁模板的上部边坡中层左侧FRP构件、上部边坡中层右侧FRP构件、上部边坡中层中部FRP构件、上部边坡顶层左侧FRP构件、上部边坡顶层右侧FRP构件、上部边坡顶层中部FRP构件；

各个所述FRP构件用于与相邻FRP构件相连的端部区段均设置有端部连接板，所述端部连接板紧邻边坡表面一侧设置，且各个所述FRP构件之间通过FRP板和环氧树脂粘接连接成一体。

优选的，所述下部FRP框格梁模板与所述上部FRP框格梁模板沿所述边坡高度方向上的延伸距离之比为2/1-4/1，且所述下部FRP框格梁模板由所述横梁模板和纵梁模板围成的框格内部设置有与围成框格的横梁模板和纵梁模板固定相连的大间距FRP格栅网，所述上部FRP框格梁模板由所述横梁模板和纵梁模板围成的框格内部设置有与围成框格的横梁模板和纵梁模板固定相连的小间距FRP格栅网。

优选的，所述外层FRP框格梁模板内的混凝土表面上还设置有用于防止所述锚索锚具锈蚀的封锚混凝土，且所述封锚混凝土的表面还粘贴有一层FRP方格布。

本发明中同时还公开了一种公路边坡防护结构的施工方法，包括步骤：

1)在工厂采用分体式方法制作外层FRP框格梁模板的各个构件，所述FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板，且所述横梁模板和所述纵梁模板均为由两块侧板构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，然后将各个构件运输到工地；

2)完成锚索下端的锚固施工，并采用混凝土完成锚索的锚索孔周边的边坡地面的调平施工；

3)将工厂制作的各个构件组装成为外层FRP框格梁模板，在所述横梁模板和所述纵梁模板中安装钢筋，并向所述横梁模板和所述纵梁模板内浇筑混凝土完成横梁和纵梁的混凝土浇筑。

4)待浇筑完成的所述横梁和所述纵梁的混凝土达到强度后，用粘接剂在横梁的上表面和纵梁的上表面分别粘贴一层FRP连接层，粘接在横梁上的FRP连接层的两端与横梁模板的两侧板粘接为一体，粘接在纵梁上的FRP连接层的两端与纵梁模板的两侧板粘接为一体；

5)待粘接剂达到强度后，张拉所述锚索的预应力，混凝土龄期3天张拉所述锚索30％的索力，混凝土龄期6天张拉所述锚索60％的索力，混凝土龄期9至10天且强度和弹性模量均达到设计值的80％时，张拉所述锚索100％的索力。

6)完成所述锚索的封锚混凝土施工，在封锚混凝土表面粘贴一层FRP防水层。

优选的，所述外层FRP框格梁模板的横梁模板上方还设置有绿化区箱体，所述横梁模板和所述绿化区箱体之间还设置有绿化蓄水箱体，所述外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，所述上部FRP框格梁模板和所述下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，

所述步骤1)中具体包括：

下部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造下部边坡左下角FRP构件、下部边坡右下角FRP构件、下部边坡横梁构件、下部边坡底层中部FRP构件、下部边坡纵梁构件、下部边坡中层左侧FRP构件、下部边坡中层右侧FRP构件、下部边坡中层中部FRP构件；

交接层模板制作：在工厂采用模具制造交接层左侧FRP构件、交接层右侧FRP构件、交接层中部FRP构件、交接层接上部纵梁FRP构件；

上部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造上部边坡中层左侧FRP构件、上部边坡中层右侧FRP构件、上部边坡中层中部FRP构件、上部边坡顶层左侧FRP构件、上部边坡顶层右侧FRP构件、上部边坡顶层中部FRP构件；

将所述各个构件运到工地；

所述步骤3)中具体包括：

在边坡下部铺设大间距FRP格栅网，在所述边坡上部设置小间距FRP格栅网，从下向上分层安装工厂制造的所述FRP构件，采用环氧树脂将所述FRP构件粘贴在所述锚索出口处锚索孔周边边坡地面处的调平混凝土上，FRP构件之间通过FRP板连接牢固，将所述小间距FRP格栅网与其所在框格内的横梁模板和所述纵梁模板固定连接，将所述大间距FRP格栅网与其所在框格内的横梁模板和所述纵梁模板固定连接，在所述横梁模板和所述纵梁模板内安装钢筋，并向所述横梁模板和所述纵梁模板内浇筑混凝土；

所述步骤6)之后还包括步骤：

7)完成所述绿化区箱体的填土施工，栽植绿化植物。

本发明所提供的公路边坡防护结构，包括锚索、外层FRP框格梁模板和内部钢筋混凝土框格梁，并且外层FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板，内部钢筋混凝土框格梁包括浇筑于横梁模板内的钢筋混凝土横梁和浇筑于纵梁模板内的钢筋混凝土纵梁。由此可见，钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁均被包覆在外层FRP框格梁模板内部，这就有效减小了钢筋混凝土横梁和纵梁裸露在外界环境中的面积，从而有效避免了横梁和纵梁的开裂，提高了公路边坡防护结构的使用寿命；与现场搭设支架和模板的方式相比，该种结构还可以有效降低模板和支架的投入，由于框格梁模板本身即可作为钢筋混凝土横梁和纵梁的浇筑模板，因而无需另外搭设模板，这就节省了大量的模板和部分支架；并且外包有外层FRP框格梁模板的公路边坡防护结构的外观颜色一致，增强了公路边坡防护结构的美观性。

同时本发明中所公开的公路边坡防护结构的施工方法，采用工厂制造和现场安装相结合的方法，可使施工更加快捷方便；并且锚索混凝土龄期3天张拉30％的索力，混凝土龄期6天张拉60％的索力，混凝土龄期9至10天且强度和弹性模量均达到设计值的80％时，张拉100％的索力，可保证混凝土框格梁整体受力更均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术锚索框格梁的侧面结构示意图；

图2为现有技术锚索框格梁的立面布置图(图1的A-A示意图)；

图3为本发明实施例所提供的边坡防护结构的侧面结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的边坡防护结构的立面布置图(图3的B-B剖视图)；

图5为本发明实施例所提供的边坡防护结构的FRP箱体结构的组装示意图；

图6为本发明实施例所提供的下部边坡左下角FRP构件结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的下部边坡右下角FRP构件结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的下部边坡横梁构件结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的下部边坡底层中部FRP构件结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的下部边坡纵梁构件结构示意图；

图11为本发明实施例所提供的下部边坡中层左侧FRP构件结构示意图；

图12为本发明实施例所提供的下部边坡中层右侧FRP构件结构示意图；

图13为本发明实施例所提供的下部边坡中层中部FRP构件结构示意图；

图14为本发明实施例所提供的交接层左侧FRP构件结构示意图；

图15为本发明实施例所提供的交接层右侧FRP构件结构示意图；

图16为本发明实施例所提供的交接层中部FRP构件结构示意图；

图17为本发明实施例所提供的交接层接上纵梁FRP构件结构示意图；

图18为本发明实施例所提供的上部边坡中层左侧FRP构件结构示意图；

图19为本发明实施例所提供的上部边坡中层右侧FRP构件结构示意图；

图20为本发明实施例所提供的上部边坡中层中部FRP构件结构示意图；

图21为本发明实施例所提供的上部边坡顶层左侧FRP构件结构示意图；

图22为本发明实施例所提供的上部边坡顶层右侧FRP构件结构示意图；

图23为本发明实施例所提供的上部边坡顶层中部FRP构件结构示意图；

图24为本发明实施例所提供的下部边坡横梁构件底板结构示意图；

图25为本发明实施例所提供的下部边坡中层中部FRP构件底板结构示意图；

图26为本发明实施例所提供的下部边坡底层中部FRP构件底板结构示意图；

图27为本发明实施例所提供的下部边坡左下角FRP构件底板结构示意图；

图28为图27的A-A剖视图；

图29为图27的B-B剖视图；

图30为图27的C-C剖视图；

图31为图27的D-D剖视图；

图32为图27的E-E剖视图；

图33为图27的F-F剖视图；

图34为本发明实施例所提供的边坡防护结构大间距FRP格栅立面布置图；

图35为本发明实施例所提供的边坡防护结构小间距FRP格栅立面布置图；

图36为本发明实施例所提供的边坡防护结构框格梁FRP构件安装后立面布置图；

图37为本发明实施例所提供的边坡防护结构框格梁混凝土浇筑后立面布置图；

图38为本发明边坡防护结构的锚索立面布置图。

其中，01为横梁，02为纵梁，03为锚索；

11为横梁模板，12为纵梁模板，2为锚索，3为绿化区箱体，4为绿化蓄水箱体，5为大间距FRP格栅网，6为小间距FRP格栅网，7为绿化植物，8为FRP开口箱局部连接底板，9为端部连接板；

101为下部边坡左下角FRP构件，102为下部边坡右下角FRP构件，103为下部边坡横梁构件，104为下部边坡底层中部FRP构件，105为下部边坡纵梁构件，106为下部边坡中层左侧FRP构件，107为下部边坡中层右侧FRP构件，108为下部边坡中层中部FRP构件，109为交接层左侧FRP构件，110为交接层右侧FRP构件，111为交接层中部FRP构件，112为交接层接上纵梁FRP构件，113为上部边坡中层左侧FRP构件，114为上部边坡中层右侧FRP构件，115为上部边坡中层中部FRP构件，116为上部边坡顶层左侧FRP构件，117为上部边坡顶层右侧FRP构件，118为上部边坡顶层中部FRP构件。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种公路边坡防护结构，该公路边坡防护结构中的钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁的外侧包覆有FRP框格梁模板，以避免裸露在外界的横梁和纵梁的开裂。本发明同时还公开了一种上述公路边坡防护结构的施工方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图3-38，本发明实施例提供的边坡防护结构，包括构成边坡防护结构的内部混凝土框格梁和外层FRP框格梁模板，其中外层FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板11和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板12，内部钢筋混凝土框格梁包括横梁和纵梁，其中横梁是浇筑于横梁模板11中的钢筋混凝土横梁，纵梁是浇筑于纵梁模板12中的钢筋混凝土纵梁。

由此可见，钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁均被包覆在外层FRP框格梁模板内部，这就有效减小了钢筋混凝土横梁和纵梁裸露在外界环境中的面积，从而有效避免了横梁和纵梁的开裂，提高了公路边坡防护结构的使用寿命；与现场搭设支架和模板的方式相比，该种结构还可以有效降低模板和支架的投入，由于框格梁模板本身即可作为钢筋混凝土横梁和纵梁的浇筑模板，因而无需另外搭设模板，与现有技术相比，这就节省了大量的钢模板和木模板以及部分支架；并且外包有外层FRP框格梁模板的公路边坡防护结构的外观颜色一致，增强了公路边坡防护结构的美观性。

为了进一步优化上述实施例中的技术方案，本实施例中优选的在外层框格梁模板的横梁模板11上方还设置有绿化区箱体3，横梁模板11和绿化区箱体3之间还设置有绿化蓄水箱体4，当然绿化蓄水箱体4内设置有和公路的供水和排水***连通的进水口和出水口，并且绿化蓄水箱体4内的蓄水用于供绿化区箱体3内所栽培的绿化植物7存活。

具体的，绿化蓄水箱体4的顶板设置有多个开口，绿化区箱体3内栽培的绿化植物7的栽植土底部设置有一层碎石盲沟，碎石盲沟外包有土工布，土工布穿过绿化蓄水箱体4顶板设置的开口，和绿化蓄水箱体4内的水体连通，为绿化区箱体3内栽培的绿化植物7的栽植土缓释供水。

本实施例中所提供的公路边坡防护结构中，横梁模板11和纵梁模板12均为由两块侧板所构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，当然，两块侧板为FRP板，为了增强该外层FRP框格梁模板的整体连接强度，横梁模板11和纵梁模板12相交的区段，紧邻边坡表面的一侧设置有FRP开口箱局部连接底板8，如图25、26和27中所示。并且在横梁模板11和纵梁模板12内设置钢筋，这样，填充在横梁模板11和纵梁模板12内的混凝土与钢筋和模板就形成了钢筋混凝土和FRP板的复合结构，这大大增强了内部钢筋混凝土框格梁的强度。

更进一步的，本实施例中所提供的公路边坡防护结构还包括粘接在钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁上表面的FRP连接层，并且钢筋混凝土横梁上的FRP连接层的两端与横梁模板的两块侧板粘接为一体，钢筋混凝土纵梁上的FRP连接层的两端和纵梁模板的两块侧板粘接为一体，这样可以是裸露在外部的钢筋混凝土横梁和纵梁的上表面被FRP连接层包覆，并且与横梁模板和纵梁模板连为一体，其结构更为稳定。

上述实施例中的FRP连接层具体包括位于中间层的FRP方格布，和分别粘接于FRP方格布上表面和下表面的FRP短切毡。

锚索2的上端穿过外层FRP框格梁模板的横梁模板11和纵梁模板12的中轴线的交点并张拉锚固在外层FRP框格梁模板内的混凝土表面，下端锚固在边坡土体的深处岩层中，为了进一步优化技术方案，本实施例中与FRP框格梁模板接触的边坡表面还设置有混凝土调平层，当然，混凝土调平层应设置在锚索2的锚孔周边。

为了保证整个公路边坡防护结构更加稳定，本实施例中还在横梁模板和纵梁模板的中轴线的交点之间按照2.5至3.5米的间距增加设置锚索。

一般的边坡上部和下部的地质情况是不同的，并且较为普遍的是边坡上部的土层较为松散，下部的土层较为密实，因而公路边坡防护结构中将任意相邻的两个横梁之间的间距设置为与任意相邻的两个纵梁之间的间距相等是不合理的，这会造成公路边坡防护结构不够经济，资源浪费较多，为此，本实施例中所提供的公路边坡防护结构中的外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，并且上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板11和相邻两个纵梁模板12的距离相等，下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板11和相邻两个纵梁模板12的距离相等，且下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板11的距离大于所述上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板11的距离。

如图4、图36和图37中所示，这样所构成的FRP框格梁模板下部的框格要大于上部的框格，由于边坡下部的土层较为密实，因而可以采用较大框格的FRP框格梁模板，而边坡上部的土层较为松散，因而适合采用较小框格的FRP框格梁模板，分别在FRP框格梁模板的横梁模板11和纵梁模板12内浇筑混凝土，使其形成如图37中所示的外层FRP框格梁模板和内层钢筋混凝土框格梁的组合结构。

需要说明的是，本发明实施例提供的公路边坡防护结构，下部FRP框格梁模板的横梁模板11和纵梁模板12均可以采用高40厘米宽40厘米的FRP开口箱体，上部FRP框格梁模板的横梁模板11和纵梁模板12可以采用高20厘米宽20厘米的FRP开口箱体。相应的，上部FRP框格梁模板中的横梁模板11和纵梁模板12的相交区段，紧邻边坡表面的一侧设置的FRP开口箱局部连接底板8的尺寸为长40厘米宽40厘米，下部FRP框格梁模板中的横梁模板11和纵梁模板12的相交区段，紧邻边坡表面的一侧设置的FRP开口箱局部连接底板8的尺寸为长20厘米宽20厘米，FRP开口箱体的侧板壁厚可以采用5毫米。当然，也可以根据需要采用其他尺寸。横梁模板11和纵梁模板12内设置有钢筋和现有技术一致，箱内填充物为混凝土和现有技术一致。其中FRP开口箱体的高度是FRP开口箱体沿垂直于边坡的方向上的尺寸。

同时需要说明的是，本发明实施例提供的公路边坡防护结构，下部FRP框格梁模板的大间距框格的尺寸可以为横向9米和纵向9米。上部FRP框格梁模板的小间距框格的尺寸可以为横向3米纵向3米。当然，还可以根据需要采用其他尺寸，其中本实施中所提到的纵向是与边坡平行，并与边坡高度一致的方向，横向是与边坡平行，并与边坡高度垂直的方向。

同时下部FRP框格梁模板中的绿化区箱体3和绿化蓄水箱体4均可以为宽40厘米高40厘米。上部FRP框格梁模板中的绿化区箱体3和绿化蓄水箱体4均可以为宽40厘米高20厘米。高度和FRP框格梁模板一致。当然，也可以根据需要采用其他尺寸。当然，本实施例中绿化区箱体3和绿化蓄水箱体4的高度为绿化区箱体3和绿化蓄水箱体4沿垂直于边坡的方向上的尺寸。

为生产和运输上的方便，本实施例中的外层FRP框格梁模板为分体组合式结构，上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，该外层FRP框格梁模板具体包括：

构成下部FRP框格梁模板的下部边坡左下角FRP构件101、下部边坡右下角FRP构件102、下部边坡横梁构件103、下部边坡底层中部FRP构件104、下部边坡纵梁构件105、下部边坡中层左侧FRP构件106、下部边坡中层右侧FRP构件107、下部边坡中层中部FRP构件108；

构成交接层模板的交接层左侧FRP构件109、交接层右侧FRP构件110、交接层中部FRP构件111、交接层接上纵梁FRP构件112；

构成上部FRP框格梁模板的上部边坡中层左侧FRP构件113、上部边坡中层右侧FRP构件114、上部边坡中层中部FRP构件115、上部边坡顶层左侧FRP构件116、上部边坡顶层右侧FRP构件117、上部边坡顶层中部FRP构件118；

各个所述FRP构件用于与相邻FRP构件相连的端部区段均设置有端部连接板9，所述端部连接板9紧邻边坡表面一侧设置，且各个所述FRP构件之间通过FRP板和环氧树脂粘接连接成一体，其中FRP板用于分别与相邻的两个FRP构件上的端部连接板9粘接，粘接采用环氧树脂胶实现，从而将相邻两个FRP构件连接成为一体。

本发明实施例提供的公路边坡防护结构，所述的横梁模板11、纵梁模板12、绿化区箱体3和绿化蓄水箱体4为整体的FRP多室箱体结构，其中绿化蓄水箱体4为闭口箱，其余均为开口箱，其中横梁模板11和纵梁模板12的开口方向为垂直于边坡表面的方向，绿化区箱体3的开口方向与边坡平面平行，并且开口位于绿化区箱体3的上部。

需要说明的是，本发明实施例提供的公路边坡防护结构，当框格梁的间距调整时通过调整FRP横梁构件、FRP纵梁构件和交接层接横梁FRP构件的尺寸即可实现框格梁的间距的调整。

还需要说明的是，本发明实施例提供的公路边坡防护结构，各个FRP构件的端部区段，紧邻边坡表面的方向设置的端部连接板9的尺寸为20厘米宽，当然，也可以根据需要采用其他尺寸。

下部FRP框格梁模板与上部FRP框格梁模板沿所述边坡高度方向上的延伸距离之比为2/1-4/1，优选的为2/1，且下部FRP框格梁模板由横梁模板11和纵梁模板12围成的框格内部设置有大间距FRP格栅网5，上部FRP框格梁模板由横梁模板11和纵梁模板12围成的框格内部设置有小间距FRP格栅网6，并且大间距FRP格栅网5和小间距FRP格栅网6均与其自身所在的框格内的横梁模板11和纵梁模板12固定连接。

为了进一步优化方案，本实施例中在下部FRP框格梁模板的横梁模板11以及左右两侧的纵梁模板12上均加设有锚索固定整个公路边坡防护结构，具体的，横梁模板11和纵梁模板12与大间距FRP格栅网5相交的位置均加设有锚索，如图38中所示。

需要说明的是，本发明实施例提供的公路边坡防护结构，大间距FRP格栅网5的网格尺寸可以采用长100厘米宽100厘米，小间距FRP格栅网6的网格尺寸可以采用长5毫米宽5毫米。当然，也可以根据需要采用其他尺寸。

本发明实施例提供的公路边坡防护结构，锚索2的锚具的封锚混凝土表面设置粘贴一层FRP方格布，FRP方格布两侧表面设置粘贴一层FRP短切毡，形成厚度为3毫米的FRP防水层。

所述FRP为较好的抗裂防水材料。所述FRP为Fiber Reinforced Polymer英文缩写，即纤维增强复合材料。纤维采用玻璃纤维时纤维增强复合材料称为GFRP(常称玻璃钢)，以下简称为FRP。玻璃纤维抗拉强度1000MPa左右，环氧树脂抗拉强度60MPa左右，玻璃纤维和环氧树脂结合后形成GFRP结构强度可达到300MPa左右，和钢结构的强度接近。GFRP较经济，施工可塑性好，是混凝土结构提高抗裂防水性能较合适的复合结构材料。本发明实施例提供的边坡防护结构采用GFRP提高过钢筋混凝土框格梁的受力性能和抗裂性能。

本发明实施例提供的公路边坡防护结构主要有益效果是：

边坡下部(即下部FRP框格梁模板所在区域)采用大间框格梁，边坡上部(即上部FRP框格梁模板所在区域)采用小间距框格梁，既满足受力需要，又可节省造价；框格梁采用外包FRP结构，可以节省大量的模板，同时可以节省部分支架，且外观颜色一致；并且外包FRP结构提高了钢筋混凝土的受力性能和抗裂性能；锚索出口处边坡地面设置混凝土调平层，FRP框格梁模板粘贴在所述混凝土上，提高了施工安全性；设置的绿化箱体可美化边坡环境，同时设置的绿化蓄水箱体可蓄水缓释，免养护；在边坡上部铺设大间距FRP格栅网和边坡下部设置有小间距FRP格栅网可以防止落石和局部坍塌。

本发明实施例提供的边坡防护结构的施工方法，施工步骤如下：

第一步：在工厂采用分体式方法制作外层FRP框格梁模板的各个构件，所述FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板11和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板12，且横梁模板和纵梁模板均为由两块侧板构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，然后将各个构件运输到工地；

第二步：完成锚索2下端的锚固施工，并采用混凝土完成锚索2的锚索孔周边的边坡地面的调平施工；

第三步：将工厂制作的各个构件组装成为外层FRP框格梁模板，在所述横梁模板11和所述纵梁模板12中安装钢筋，并向所述横梁模板11和所述纵梁模板12内浇筑混凝土完成横梁和纵梁的混凝土浇筑；

第四步：待浇筑完成的所述横梁和所述纵梁的混凝土达到强度后，用粘接剂在横梁的上表面和纵梁的上表面分别粘贴一层FRP连接层，粘接在横梁上的FRP连接层的两端与横梁模板的两块侧板粘接为一体，粘接在纵梁上的FRP连接层的两端与纵梁模板的两块侧板粘接为一体；

第五步，待粘接剂达到强度后，张拉锚索2的预应力，混凝土龄期3天张拉锚索30％的索力，混凝土龄期6天张拉锚索60％的索力，混凝土龄期9至10天且强度和弹性模量均达到设计值的80％时，张拉锚索100％的索力。

第六步：完成所述锚索2的封锚混凝土施工，在封锚混凝土表面粘贴一层FRP防水层，该防水层体为上下表面均粘贴有FRP短切毡的FRP方格布。

更为优选的方式是，外层FRP框格梁模板的横梁模板11上部还设置有绿化区箱体3，横梁模板11和绿化区箱体3之间还设置有绿化蓄水箱体4，外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，

并且第一步中具体包括：

下部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造下部边坡左下角FRP构件101、下部边坡右下角FRP构件102、下部边坡横梁构件103、下部边坡底层中部FRP构件104、下部边坡纵梁构件105、下部边坡中层左侧FRP构件106、下部边坡中层右侧FRP构件107、下部边坡中层中部FRP构件108；

交接层模板制作：在工厂采用模具制造交接层左侧FRP构件109、交接层右侧FRP构件110、交接层中部FRP构件111、交接层接上部纵梁FRP构件112；

上部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造上部边坡中层左侧FRP构件113、上部边坡中层右侧FRP构件114、上部边坡中层中部FRP构件115、上部边坡顶层左侧FRP构件116、上部边坡顶层右侧FRP构件117、上部边坡顶层中部FRP构件118；

将所述各个构件运到工地；

第三步中具体包括：

在边坡下部铺设大间距FRP格栅网5，在所述边坡上部设置小间距FRP格栅网6，从下向上分层安装工厂制造的所述FRP构件，采用环氧树脂将所述FRP构件粘贴在所述锚索2出口处边坡地面处的调平混凝土上，构件之间通过FRP板连接牢固，并且大间距FRP格栅网5和小间距FRP格栅网6均与其自身所在的框格内的横梁模板11和纵梁模板12固定连接，在所述横梁模板11和所述纵梁模板12内安装钢筋，并向所述横梁模板11和所述纵梁模板12内浇筑混凝土；

在第六步之后还包括：

第七步：完成所述绿化区箱体3的填土施工，栽植绿化植物7。

本发明实施例提供的公路边坡防护结构的施工方法主要有益效果是：

采用工厂制造和现场安装相结合的方法，可实现施工快捷方便；锚索混凝土龄期3天张拉30％的索力，混凝土龄期6天张拉60％的索力，混凝土龄期9至10天且强度和弹性模量均达到设计值的80％时，张拉100％的索力，这就避免了现有技术中锚索一次性张拉到100％而造成的框格梁整体受力不均匀的情况，可保证框格梁整体受力更均匀。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种公路边坡防护结构，其特征在于，包括锚索(2)、外层FRP框格梁模板和内部钢筋混凝土框格梁，所述外层FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板(11)和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板(12)，所述内部钢筋混凝土框格梁包括分别浇筑于所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)内的钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土纵梁；

所述外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，所述上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板(11)和相邻两个纵梁模板(12)的距离相等，所述下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板(11)和相邻两个纵梁模板(12)的距离相等，且所述下部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板(11)的距离大于所述上部FRP框格梁模板中的相邻两个横梁模板(11)的距离；

所述下部FRP框格梁模板与所述上部FRP框格梁模板沿所述边坡高度方向上的延伸距离之比为2/1-4/1，且所述下部FRP框格梁模板由所述横梁模板(11)和纵梁模板(12)围成的框格内部设置有与围成框格的横梁模板(11)和纵梁模板(12)固定相连的大间距FRP格栅网(5)，所述上部FRP框格梁模板由所述横梁模板(11)和纵梁模板(12)围成的框格内部设置有与围成框格的横梁模板(11)和纵梁模板(12)固定相连的小间距FRP格栅网(6)。

2.根据权利要求1所述的公路边坡防护结构，其特征在于，所述外层FRP框格梁模板的横梁模板(11)上方还设置有绿化区箱体(3)，所述横梁模板(11)和所述绿化区箱体(3)之间还设置有绿化蓄水箱体(4)。

3.根据权利要求1所述的公路边坡防护结构，其特征在于，所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)均为由两块侧板构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)相交区段紧邻边坡表面的一侧设置有FRP开口箱局部连接底板(8)。

4.根据权利要求3所述的公路边坡防护结构，其特征在于，还包括粘接于所述钢筋混凝土横梁和所述钢筋混凝土纵梁上表面的FRP连接层，所述钢筋混凝土横梁上的FRP连接层的两端与所述横梁模板(11)的两块侧板粘接为一体，所述钢筋混凝土纵梁上的FRP连接层的两端与所述纵梁模板(12)的两块侧板粘接为一体。

5.根据权利要求1所述的公路边坡防护结构，其特征在于，所述锚索(2)的上端穿过所述横梁模板(11)和纵梁模板(12)的中轴线的交点并张拉锚固在所述外层FRP框格梁模板内的混凝土表面，下端锚固在所述边坡土体深处岩层中，且与所述FRP框格梁模板接触的边坡表面还设置有混凝土调平层，且所述混凝土调平层设置于所述锚索(2)的锚孔周边。

6.根据权利要求1所述的公路边坡防护结构，其特征在于，所述外层FRP框格梁模板为分体组合式结构，所述上部FRP框格梁模板和所述下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，所述外层FRP框格梁模板具体包括：

构成下部FRP框格梁模板的下部边坡左下角FRP构件(101)、下部边坡右下角FRP构件(102)、下部边坡横梁构件(103)、下部边坡底层中部FRP构件(104)、下部边坡纵梁构件(105)、下部边坡中层左侧FRP构件(106)、下部边坡中层右侧FRP构件(107)、下部边坡中层中部FRP构件(108)；

构成交接层模板的交接层左侧FRP构件(109)、交接层右侧FRP构件(110)、交接层中部FRP构件(111)、交接层接上纵梁FRP构件(112)；

构成上部FRP框格梁模板的上部边坡中层左侧FRP构件(113)、上部边坡中层右侧FRP构件(114)、上部边坡中层中部FRP构件(115)、上部边坡顶层左侧FRP构件(116)、上部边坡顶层右侧FRP构件(117)、上部边坡顶层中部FRP构件(118)；

各个所述FRP构件用于与相邻FRP构件相连的端部区段均设置有端部连接板(9)，所述端部连接板(9)紧邻边坡表面一侧设置，且各个所述FRP构件之间通过FRP板和环氧树脂粘接连接成一体。

7.根据权利要求5所述的公路边坡防护结构，其特征在于，所述外层FRP框格梁模板内的混凝土表面上还设置有用于防止所述锚索锚具锈蚀的封锚混凝土，且所述封锚混凝土的表面还粘贴有FRP防水层。

8.一种公路边坡防护结构的施工方法，包括步骤：

1)在工厂采用分体式方法制作外层FRP框格梁模板的各个构件，所述FRP框格梁模板包括水平布置的横梁模板(11)和沿边坡高度方向顺坡布置的纵梁模板(12)，且所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)均为由两块侧板构成的顶部和底部均开口的FRP开口箱体，然后将各个构件运输到工地；

2)完成锚索(2)下端的锚固施工，并采用混凝土完成锚索(2)的锚索孔周边的边坡地面的调平施工；

3)将工厂制作的各个构件组装成为外层FRP框格梁模板，在所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)中安装钢筋，并向所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)内浇筑混凝土完成横梁和纵梁的混凝土浇筑；

4)待浇筑完成的所述横梁和所述纵梁的混凝土达到强度后，用粘接剂在横梁的上表面和纵梁的上表面分别粘贴一层FRP连接层，粘接在横梁上的FRP连接层的两端与横梁模板(11)的两块侧板粘接为一体，粘接在纵梁上的FRP连接层的两端与纵梁模板(12)的两块侧板粘接为一体；

5)待粘接剂达到强度后，张拉所述锚索(2)的预应力，混凝土龄期3天张拉所述锚索(2)30％的索力，混凝土龄期6天张拉所述锚索(2)60％的索力，混凝土龄期9至10天且强度和弹性模量均达到设计值的80％时，张拉所述锚索(2)100％的索力；

6)完成所述锚索(2)的封锚混凝土施工，在封锚混凝土表面粘贴一层FRP防水层；

所述外层FRP框格梁模板的横梁模板(11)上方还设置有绿化区箱体(3)，所述横梁模板(11)和所述绿化区箱体(3)之间还设置有绿化蓄水箱体(4)，所述外层FRP框格梁模板包括上部FRP框格梁模板和下部FRP框格梁模板，所述上部FRP框格梁模板和所述下部FRP框格梁模板相交的位置为交接层模板，

所述步骤1)中具体包括：

下部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造下部边坡左下角FRP构件(101)、下部边坡右下角FRP构件(102)、下部边坡横梁构件(103)、 下部边坡底层中部FRP构件(104)、下部边坡纵梁构件(105)、下部边坡中层左侧FRP构件(106)、下部边坡中层右侧FRP构件(107)、下部边坡中层中部FRP构件(108)；

交接层模板制作：在工厂采用模具制造交接层左侧FRP构件(109)、交接层右侧FRP构件(110)、交接层中部FRP构件(111)、交接层接上纵梁FRP构件(112)；

上部FRP框格梁模板制作：在工厂采用模具制造上部边坡中层左侧FRP构件(113)、上部边坡中层右侧FRP构件(114)、上部边坡中层中部FRP构件(115)、上部边坡顶层左侧FRP构件(116)、上部边坡顶层右侧FRP构件(117)、上部边坡顶层中部FRP构件(118)；

将所述各个构件运到工地；

所述步骤3)中具体包括：

在边坡下部铺设大间距FRP格栅网(5)，在所述边坡上部设置小间距FRP格栅网(6)，从下向上分层安装工厂制造的所述FRP构件，采用环氧树脂将所述FRP构件粘贴在所述锚索(2)出口处锚索孔周边边坡地面处的调平混凝土上，FRP构件之间通过FRP板连接牢固，将所述小间距FRP格栅网(6)与其所在框格内的横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)固定连接，将所述大间距FRP格栅网(5)与其所在框格内的横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)固定连接，在所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)内安装钢筋，并向所述横梁模板(11)和所述纵梁模板(12)内浇筑混凝土；

所述步骤6)之后还包括步骤：

7)完成所述绿化区箱体(3)的填土施工，栽植绿化植物(7)。