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高速铁路路桥过渡段的施工分析

2013-01-05 11:44:27来源:用户投稿作者:王耀洲(中国中铁二局集团有限公司)

1路桥过渡段产生沉降差的原因

1.1过渡段与桥台、路基的不同处理

在一般路段的路基上,经常采用的排水固结法难以避免沉降,同时由于次团结沉降使得沉降期延长,地基固结度几乎不能达到100%。过渡段的塑性累积变形经过长期的外力列车荷载和填料自重作用,引起路基的不均匀沉降,则一般路基变形远大于刚性桥台,严重时可能会在台背填土上产生伸缩裂缝和纵坡错缝。

1.2填料长期负重产生塑性变形

减小过渡段填料的塑性变形也是缓解过渡段沉降差的重要手段。施工期过短,反复碾压也无法使填料的空隙完全消除。通车后,列车荷载过重,填料经过长期的碾压,空隙率继续减小,发生塑性变形。

1.3雨水的侵蚀作用

柔性路基施工的主要材料是填土方,线路成型后长期受到雨水侵蚀,填土内部会出现松动,强度降低,同时水的渗透会使粗粒土与细粒土产生寓析,导致局部沉降过大,使得过渡段出现沉降差。

2高速铁路路桥过渡技术

2.1过渡段桥台与地基处理方法

轨面的突变绝大部分是由于过渡段的沉降差导致的。一般路基可采用砂垫层,同时采用排水固结法加土工合成材料,由密而疏,渐变过渡,并利用长短桩渐变,粉喷桩由桥台向一半路段逐渐缩短,可同时防止横向及侧向水土过度流失。土工合成材料宜采用抗拉强度高的土工隔栅,路基铺筑时运用土工合成材料,可以有效缩短固结时间,加快工期进度,减少工后沉降差,是过渡段软基处理、解决轨面不平顺的最有效途径之一。关于竖向排水通道,大通道塑料排水板的处理效果要比袋装砂井好一些,因为在施工中对砂的质量和灌砂率把握不准,可能会出现缩颈或隔断,继而影响排水效果。

2.2过渡段填土选料

路桥过渡段的沉降差主要由地基沉降引起。一般路段的沉降主要是填土在荷载作用下引起的填料沉降。不同填料在相同气候与压实度下,同一荷载作用导致的压密下沉是不相同的。强度低、刚度小的材料在较大荷载作用下仍会产生过量塑性变形。因此为减少轨面的弯折变形,应采用强度高、刚度大的级配粗粒料,包括级配碎石、级配砂砾石、二灰改良土或贫水泥混凝土等。在施工中,运用级配碎石掺和5%的水泥进行路基填料,引发的沉降在控制范围内。因此,过渡段中使用强度高、刚度大的优质填料(如级配良好的级配粗粒料或素混凝土等),可以有效将沉降控制在许可范围内。

2.3过渡段设置

一般在路基与桥台相接部分会设置群桩基础,破桩后分层填筑路基,在过渡段涂刷防水涂料,使塑性变形得以控制。在路桥过渡段范围路基上设置钢筋混凝土搭板,搭板一端置于台后的混凝土基础上,另一端支撵在基床底层填土表面。搭板的布置一方面可缩小轨面弯折,另一方面其较大的抗弯刚度,可以增大轨道的刚度。由于搭板一端铰支于刚度极大的“牛腿”上,可以不考虑压缩值,而另一端可视为支撑于弹性基础上。随着路基下沉,支撑面面板底面弹性层承托转为搭板部分承托,并产生变位角,此时的支撑力发生应力重分布,使面板承受局部拉应力。当应力值超过允许弯拉应力时,搭板断裂,严重影响行车的安全、速度与舒适性。因此,在对过渡段设置群桩基础以及钢筋混凝土搭板时也可采取各种有效措施加固路基。

2.4对雨水侵蚀的控制

为了减小雨水对过渡段的侵蚀作用,在过渡段路基填筑前,应在原路基土拱上设置泄水管或盲沟。泄水管的设置方法是:对路基底部压实平整处理后,填筑横坡为2%~4%的夯实粘土土拱,再在土拱上挖一条人字坡的地沟,在台背全范围内涂刷防水材料,地沟内铺硬塑料管,如PPR管等,管壁应布置尽可能多的小孔。同时,泄水管的两端出口应伸出路基外,用透水性好的级配砂砾石进行回填,再分层填筑过渡段填料,完成路基铺设。

3结语

高速铁路路桥过渡段的施工对高速铁路工程的重要性不言而喻。中国高速铁路设计施工目前正处于起步阶段,设计技术不成熟,本文通过对高速公路桥头搭板相关技术的借鉴,结合生产施工实际,对高速铁路路桥过渡段沉降原因进行分析,进而提出一些可用措施,供设计施工过程中参考。

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