[PPT]高速鐵路路基與橋（涵）過渡段施工處理技術(shù)總結(jié)_ppt

1、高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)設(shè)置過渡段的原因 在路基與橋梁連接處，由于路基與橋梁剛度差別很大，一方面引起軌道剛度的變化，另一方面，路基與橋臺(tái)的沉降也不一致，在橋路過渡點(diǎn)附近極易產(chǎn)生沉降差，導(dǎo)致軌面發(fā)生彎折。當(dāng)列車高速通過時(shí)，必然會(huì)增加列車與線路的振動(dòng)，引起列車與線路結(jié)構(gòu)的相互作用力的增加，影響線路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，甚至危及行車安全。在路基與橋梁之間設(shè)置一定長度的過渡段，可使軌道的剛度逐漸變化，并最大限度地減少路基與橋梁之間的沉降差，達(dá)到降低列車與線路的振動(dòng)，減緩線路結(jié)構(gòu)的變形，保證列車安全、平穩(wěn)、舒適運(yùn)行的目的。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)道碴路基橋臺(tái)PPPxx(A)(B)高速鐵路

2、路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)路橋過渡段變形不一致的原因 路基與橋梁結(jié)構(gòu)的差異地基條件的差異 橋臺(tái)后路堤填料 設(shè)計(jì)及施工問題 重橋輕路意識(shí)的影響 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)位置位置剛度塑性變形橋臺(tái)路基橋臺(tái)路基 (a) 塑性變形 (b) 剛度過渡段塑性變形和剛度突變圖 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)路橋過渡段的處理方法 依據(jù)系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到施工組織，從工期安排到質(zhì)量檢測等方面都采取了措施，嚴(yán)格控制軌道的剛度變化和由于沉降不均勻引起的軌面變形（彎折角），以達(dá)到線路的平順度，保證高速列車安全和平穩(wěn)運(yùn)行的目的。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)在過渡段較軟一側(cè)，增大路基基

3、床的豎向剛度 該類處理方法的主要目的是通過加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)來減少路基與橋臺(tái)之間在剛度與沉降方面的差異，進(jìn)而減少路橋間線路的不平順， 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)加筋土路堤法 加筋土路堤法是在過渡段路堤填料（必要時(shí)也可包括地基）中埋設(shè)一定數(shù)量的加筋材料，形成加筋土路堤結(jié)構(gòu)。加筋土不僅能增加路堤的強(qiáng)度，而且還能大幅度提高路堤的剛度，顯著減少路基的變形。 公路部門試驗(yàn)研究表明，使用加筋土路堤結(jié)構(gòu)來處理橋臺(tái)跳車有兩大作用：一是能大大減小橋背路堤的沉降，二是能將橋背路堤與橋臺(tái)交界處的臺(tái)階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降。 因此，通過調(diào)整加筋材料的布置間距和位置，可方便地達(dá)到路橋間線路平順過渡的目的。（a

4、）所示布置方式的主要作用是加強(qiáng)基床結(jié)構(gòu)，增大基床的剛度，減少機(jī)車動(dòng)荷載引起的基床變形。（c）所示布置方式既能增大路堤基床的剛度，又能減小動(dòng)載和自重引起的路堤變形。高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)碎石填料填筑法 碎石填料填筑法是指使用強(qiáng)度高、變形小的優(yōu)質(zhì)材料（如碎石類填料）進(jìn)行過渡段填筑的方法。該方法無論是鐵路系統(tǒng)還是公路系統(tǒng)，都是一種最常用的減小路橋間沉降差的處理方法。其設(shè)計(jì)意圖明確，材料性質(zhì)可靠，易控制，剛度與變形可實(shí)現(xiàn)均勻過渡。該處理方法可能存在的問題是橋臺(tái)臺(tái)背窄小空間的壓實(shí)質(zhì)量不易得到保證，相對(duì)較大的自重引起地基的沉降也較大。 高速鐵路路基與橋（涵

5、）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)使用力學(xué)性能較好的輕型材料填筑路橋過渡段是近年來國內(nèi)外研究、開發(fā)和應(yīng)用的一種減輕結(jié)構(gòu)物自重的方法。該法可顯著減少橋臺(tái)背填料自身的壓縮變形、對(duì)地基的豎向加載作用 及對(duì)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的水平壓力，使路堤對(duì)地基變形的影響減小，并可與地基處理綜合運(yùn)用，可降低地基處理的費(fèi)用，減小地基處理的范圍和縮短施工工期。目前使用的輕型填筑材料有EPS（聚苯乙烯泡沫塑料）、人工氣泡混合土（泡沫水泥砂漿）、輕型廢棄物、火山灰、粉煤灰、中空構(gòu)造物等。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)過渡搭板法 過渡搭板法是在過渡段范圍內(nèi)路堤填料上現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板，并使一端支撐在剛性基礎(chǔ)（

6、橋臺(tái)）上，利用鋼筋混凝土厚板的抗彎剛度來增加軌道的剛度。該法在公路系統(tǒng)得到了最為廣泛的應(yīng)用，也取得了較好的效果。若將其用于高速鐵路路橋過渡段時(shí)，必須注意以下問題： 過渡段的范圍較大，列車的質(zhì)量很大，速度很快，而板底的支撐條件不確定，結(jié)構(gòu)受力情況非常復(fù)雜，一旦破損，更換將極為困難。 該處理方法對(duì)軌道剛度的增加較顯著，但不能減小路堤地基的變形，必須配以其他處理措施才能有效地控制由此引起的軌面彎折。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)在過渡段較軟一側(cè)，增大軌道的豎向剛度通過調(diào)整軌枕的長度和間距來提高軌道的剛度 通過增大軌排的抗彎模量來增加軌道的剛度通過增加道床厚

7、度來提高軌道的剛度。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)在過渡段較硬的一側(cè)，減小軌道的豎向剛度 對(duì)于橋梁和隧道等剛性結(jié)構(gòu)物上的線路，可通過調(diào)整軌下墊板的剛度和設(shè)置枕下墊塊（無碴）的方法，使軌道的剛度值與較軟的一側(cè)軌道的剛度值相適應(yīng)。墊板（塊）的剛度參數(shù)可通過室內(nèi)試驗(yàn)、計(jì)算及現(xiàn)場測試確定。對(duì)于有碴軌道結(jié)構(gòu)，列車荷載的動(dòng)力作用常使道碴發(fā)生磨損粉化。為了解決這個(gè)問題，日本在高速鐵路的剛性結(jié)構(gòu)與道碴間鋪設(shè)了一層厚約25 mm的橡膠墊。該層橡膠墊可降低軌道的豎向剛度，減小路橋間軌道的剛度差。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)路橋過渡段分析與設(shè)置 路橋過渡段的處理有兩方面的問題：一方面是受到列車荷載

8、影響較大的范圍內(nèi)（基床部分）線路結(jié)構(gòu)抵抗變形能力差異的問題，即軌道剛度平順過渡的問題；另一方面是人工結(jié)構(gòu)的剛性橋臺(tái)與土工結(jié)構(gòu)的柔性路堤基間工后沉降差引起軌面彎折的限值問題。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù) 鐵道線路的變形主要由軌道結(jié)構(gòu)、路堤本身及地基土層的變形三部分組成。軌道結(jié)構(gòu)和路堤基基床的變形主要由動(dòng)載引起，靜載作用產(chǎn)生的沉降主要發(fā)生在路堤下部及地基土層。由于鐵路線路結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的特殊性，動(dòng)載引起的軌面變形是不可避免的。通過對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)及路堤基床的強(qiáng)化處理，可將變形控制在比較低的水平，以保證軌面的平順，滿足高速行車的要求。對(duì)于路堤土工結(jié)構(gòu)物，上部建筑及自重載荷作用所產(chǎn)生的沉降占

9、線路總變形的很大部分，數(shù)值也較大。路橋過渡段存在的較大沉降差會(huì)引起軌面彎折，嚴(yán)重時(shí)將影響高速鐵路的安全平穩(wěn)運(yùn)行。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù) 路橋過渡段路堤的變形控制，主要需考慮兩個(gè)問題：將橋背土路基與橋臺(tái)交界處的錯(cuò)落式沉降變成連續(xù)的斜坡式沉降；嚴(yán)格控制過渡段線路的軌面彎折變形，使之滿足高速行車的要求。對(duì)于第一個(gè)問題，采用諸如碎石類材料傾斜填筑、加筋土路堤結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土過渡板等處理措施一般就能較好地解決。對(duì)于第二個(gè)問題，就目前的條件而言，只能根據(jù)列車/線路系統(tǒng)的分析理論，建立路橋過渡段的振動(dòng)分析模型，進(jìn)行全面系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路基與橋（

10、涵）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路橋過渡段合理長度的設(shè)置 理論上，列車以350km/h高速通過時(shí)，過渡段長度大于1520m后，各項(xiàng)指標(biāo)的變化就非常微小了，再繼續(xù)增加過渡段的長度，幾乎無任何作用。 1.52.5的彎折角可得過渡段長度為2033m 高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)高速鐵路路橋過渡段的設(shè)置 路橋過渡段長度的確定 過渡斷長度按式（3-1）確定： L=2（h -0.7）+ A (3-1) 式中：L 過渡段長度（m） h 橋臺(tái)后路堤高度（m） A 常數(shù)35m高速鐵路路基與橋（涵）過渡段處理技術(shù)過渡段處理措施：日本和德國通常采用級(jí)配碎石或級(jí)配砂礫石摻入3左右的水泥填筑的處理方法；對(duì)于過渡段沿線

11、路縱向的幾何布置型式，日本、法國和德國多采用上窄下寬的正梯形。秦沈客運(yùn)專線采用了倒梯形。從過渡段剛性過渡來看，都能滿足要求，但相對(duì)來說采用正梯形對(duì)橋臺(tái)穩(wěn)定和路基施工更為有利。設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)根據(jù)橋臺(tái)和路基的地基條件、高度和施工順序采用。德國和法國高速鐵路一般不主張采用加筋土過渡段結(jié)構(gòu)型式。設(shè)計(jì)咨詢時(shí)法國提供高速鐵路的路橋過渡段形式為靠近橋臺(tái)20m范圍內(nèi)的基床表層級(jí)配碎石中摻入35的水泥，而且在過渡段的梯形中靠橋臺(tái)一側(cè)設(shè)置一個(gè)小梯形，小梯形的級(jí)配碎石中摻入35的水泥，使過渡段的剛度曲線比較平緩。參考德國規(guī)范，設(shè)計(jì)和施工中對(duì)于橋臺(tái)后4倍路堤高度且不小于20m長度范圍內(nèi)的路堤，除過渡段采用級(jí)配碎石摻水

12、泥外，應(yīng)選擇較好填料并加強(qiáng)分層碾壓或采取分層鋪設(shè)加筋材料等措施，加強(qiáng)過渡效果。臺(tái)尾過渡段路堤設(shè)計(jì) 過渡段路堤基床表層應(yīng)滿足要求，并在與橋臺(tái)連接的20m 范圍內(nèi)基床表層的級(jí)配碎石內(nèi)摻入適量的水泥，表層以下以級(jí)配碎石分層填筑, 填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足K30150MPa/m、Evd50MPa和孔隙率n28%。碎石的級(jí)配范圍應(yīng)符合下表的規(guī)定。表 碎石級(jí)配范圍級(jí)配編號(hào)通過篩孔(mm)質(zhì)量百分率（%）50403025201052.50.50.0751100951006090306520501030210210095100609030652050103021031009510050803065205010302

13、10注：顆粒中針狀、片狀碎石含量不大于20%；質(zhì)軟、易破碎的碎石含量不得超過10%；黏土團(tuán)及有機(jī)物含量不得超過2%。 過渡段橋臺(tái)基坑應(yīng)以混凝土回填或以碎石分層填筑并用小型平板振動(dòng)機(jī)壓實(shí)。路堤基底原地面平整后，用振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓密實(shí)，并使K3060 MPa/m。 過渡段路堤應(yīng)與其連接的路堤按一整體同時(shí)施工，并將過渡段與連接路堤的碾壓面，按大致相同的高度進(jìn)行填筑。級(jí)配碎石中，摻入適量的水泥，充分振動(dòng)碾壓壓實(shí)。 路堤與橫向結(jié)構(gòu)物（立交框構(gòu)、箱涵等）連接處，應(yīng)設(shè)置過渡段（見圖）。橫向建筑物頂至軌底高度小于1.5m時(shí)，橫向建筑物頂面以上路堤以及兩側(cè)20m范圍內(nèi)基床表層填筑級(jí)配碎石并摻入適量水泥。過渡段的基

14、坑應(yīng)回填混凝土或分層回填碎石，并用小型平板振動(dòng)機(jī)壓實(shí)?；踊靥钪猎孛嫫秸髴?yīng)用振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓至密實(shí)。路基與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段路堤與路塹過渡段 當(dāng)路堤與路塹連接處為堅(jiān)硬巖石路塹時(shí)，在路塹一側(cè)順原地面縱向開挖臺(tái)階，臺(tái)階高度0.6m左右。并應(yīng)在路堤一側(cè)設(shè)置過渡段，如圖。當(dāng)路堤與路塹連接處為軟質(zhì)巖石或土質(zhì)路塹時(shí)，應(yīng)順原地面縱向挖成1：2的坡面，坡面上開挖臺(tái)階，臺(tái)階高度0.6m左右。如圖，其開挖部分填筑要求應(yīng)同路堤。土質(zhì)、軟質(zhì)巖及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖路塹與隧道連接地段，應(yīng)設(shè)置長度不小于20m的過渡段，并采用漸變厚度的混凝土或摻入適量水泥的級(jí)配碎石填筑。另外，在橋隧之間的長度小于150m或涵洞之間的短路基剛度過渡問題應(yīng)予以重視。 過渡段施工