高速铁路路桥过渡段变形原因分析.docx
- 文档编号:25762262
- 上传时间:2023-06-13
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:36.83KB
高速铁路路桥过渡段变形原因分析.docx
《高速铁路路桥过渡段变形原因分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高速铁路路桥过渡段变形原因分析.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高速铁路路桥过渡段变形原因分析
民营科技
2011年第4期
233
MYKJ市政与路桥
(下转232页
高速铁路以其运营全天候、快捷准时、安全舒适、运输量大、能源消耗低、污染小等特点引起了世界各国的广泛认同与重视;世界高速铁路的运营速度正朝着越来越快的方向发展。
为满足列车高速、平稳、安全运行的要求,高速铁路的设计标准已越来越高,质量控制指标及施工要求也越来越严格。
铁路路基与桥梁的连接处一直是路基工程的薄弱环节。
我国既有线路提速后的轨检测试表明,许多线路桥头都存在严重的轨道动态不平顺,甚至有跳车现象。
高速铁路为消除刚性桥台与柔性路基的沉降变形差及两者的悬殊刚度差异,保证高速列车的平稳舒适运行,在路基与桥梁连接处一定长度范围内设置路桥过渡段,以实现路基与桥梁的平稳连接过渡。
1路桥过渡段变形的成因
高速铁路和高速铁路路桥过渡段出现跳车现象,严重影响行车安
全。
在铁路路桥过渡段由于跳车原因,
产生道碴翻浆、路基下沉变形、线路部件损坏、
轨面变化等严重的线路病害。
路桥过渡段存在着程度不等的跳车现象,而产生这一现象的主要原因有以下几个方面。
1.1地基条件原因
现在许多既有线路是修筑在地基条件较差,并未经很好处理的软地基土上。
在软土基上路桥过渡段的路和桥的工后沉降量是不同的,在路基过渡处必然有沉降差。
路桥过渡段由于结构要求,桥头路基填筑高度较大,产生的基础应力也较高,因此在路桥过渡段产生的沉降较其他路
段大些。
由于地基上的性质及结构的不同,
产生的沉降和沉降达到的稳定所需要的时间是不同的。
对于粉质土地基和中、低压缩性的黏土地基,其全部完成沉降需要几年的时间;对于高压缩性黏土地基、饱和软黏土地基,则其全部完成沉降需要十几年甚至几十年的时间。
所以地基工后沉降是地基造成桥头跳车的成因。
1.2桥台后填料的成因
桥台后路堤填料一般全用的是填土。
由于施工原因,往往作业面相
对狭小,碾压质量不易控制,其压实度达不到设计要求。
即使是施工时压实度全部达到设计要求,而在运营时路堤填土本身的自重和动荷载的作用,都将使路堤填土进一步压缩变形。
这种变形是填土高度的0.59/6~1,
使得路桥过渡处出现沉降差。
桥台前的防护工程由于受到土压力的水平作用,将产生一定的水平位移,会使路桥过渡处的路基出现一定的沉降
变形。
路桥过渡处常会产生细小的伸缩裂缝,
经过地表水或是雨水的渗透后,会使路基填土出现病害,强度降低,产生沉降;或由于水的渗透流动带走填料中的细颗粒土,使得路桥过渡处出现沉降变形。
1.3设计及施工原因
以往在设计中没有把路桥过渡段作为一种结构物来考虑,没有较为合理的设计要求。
设计时对路桥过渡区段的施工碾压过程考虑不周,对填料的要求不严格,桥台后排水设计不周,这些因素将影响其施工质量。
施工时对工期和工序安排不当,以致使路桥过渡区段的填土碾压工作安排在施工工期的尾部,被迫赶工期,不能够很好地控制填土压实质量,使
得填土本身出现沉降变形。
施工时对路桥过渡区段的回填料不按设计要求填筑,采用不良填料,或是碾压厚度超过要求,或是压实度达不到设计
要求,造成质量缺憾。
施工时碾压机械配置欠佳,
压实功率不够,又没有进行分层质量检查,使得压实质量控制达不到要求。
1.4重桥轻路意识的原因
设计及施工中重桥轻路的意识是影响路桥过渡区段施工质量的又
一因素。
以往在铁路建设工程中,
桥梁建设不仅工程建设巨大,投资多,而且有时还是保证线路正常通车的关键。
从以往的施工过程看,
往往是路桥分家,重桥轻路。
桥梁施工集中了大量精干的工程技术人员,而路基施工未能投入必要的技术人员。
在施工中路桥过渡区段又是质量控制的薄弱环节。
往往在铺轨架桥时,或正常运营一段时间后路桥过渡区段的问题才显现出现。
1.5路基与桥台结构差异的原因
桥台一般是刚性的,而路基则是柔性的。
由于这两种结构的差异,在路桥过渡区段内,当受到动荷载作用时,在刚柔之间必然存在着沉降差。
路桥过渡区段由于其刚性不同、自重不同、强度不同,在外力作用下又是应力集中的区域,因此是影响线路运营的薄弱环节。
路基与桥墩相比,路
桥过渡区段桥台的水平稳定性更处于不利的位置。
桥台前后由于荷载条件不同,桥台前没有荷载,桥台后有填土的水平土压力的作用,使桥头受到较大的水平推力。
如设计和施工时没有相应的措施,则往往会造成事
故,如软基上出现的桥台位移,
桩基剪断等。
1.6轨道技术状态的因素
高速铁路要求轨上竖向综合刚度保持均匀一致,即桥上的竖向刚度
与路基上的竖向刚度保持一致。
桥上是有碴轨道还是无碴轨道,
路桥过渡区段内轨枕垫刚度匹配与否,都与传递到路基及桥头上的冲击作用力的大小有关(见图1。
图1过渡塑性变形和刚度突变图2路桥过渡段的工程处理方法
可以说两种不同轨下基础轨道的连接处就存在过渡问题,原因是两种轨道轨下基础刚度不同以及两种轨道间可能产生的沉降差,只不过是
不同的轨道类型连接所产生危害程度不同而已。
有的危害不大只需作简单的处理,有的危害非常严重,则需要特殊设计、严格施工、精心养护。
其中,路桥过渡段就属于第二类性质的问题。
尽管国内外对路桥过渡段的动力分析理论还不尽完善,但在工程实践中采取的种种措施仍起到了一定的作用,可作为借鉴。
这些措施归纳起来可分为以下几类:
2.1在轨道刚度较小一侧增大路基基床的垂向刚度,以减少路基的沉降此类处理方法主要是通过加强路基结构来减少路基与桥台间在刚度和沉降方面的差异。
具体的处理方法有:
1加筋土法。
通过在过渡段路基填土中埋设一定数量的拉筋材料,形成加筋土路基结构以增加路基的强度、
提高路基刚度、减小路基变形。
2土质改性法。
运用各种方法对过渡段的路基上进行土质改性以提高填土的强度、降低填土的压缩变形。
3
碎石填料法。
使用强度高、
变形小的碎石填料或EPS轻型材料、气泡混凝土填料乃至中空构造物等进行过渡段填筑。
4过渡板法。
在过渡范围内路基填土上现浇钢筋混凝土厚板,并使一端支撑在桥台上,利用钢筋混凝土厚板的抗弯刚度来增加轨道的刚度。
2.2在轨道刚度较小一侧增大轨道的垂向刚度
此类处理方法主要是通过增大轨道的垂向刚度来减小路桥轨道刚度的差异。
具体的处理方法有以下几种;1变轨枕的长度和间距法。
在过渡段范围内,通过使用逐步增长的超长轨枕并减小轨枕间距实现轨道刚度的逐渐过渡。
2附加钢轨法。
通过在行车的钢轨两侧增设钢轨,以增大轨排的抗弯刚度来增加轨道的刚度。
3变道床厚度法。
在过渡段范围内逐渐变化道床厚度和路基高度。
2.3在轨道刚度较大的一侧降低轨道的垂向刚度
通过设置高弹性轨下胶垫、
枕下肢垫及碴下胶垫的方法来减小轨道的垂向刚度。
2.4改进桥头路面结构
高速铁路路桥过渡段变形原因分析
莫汉能
(中铁十九局集团有限公司,北京市100176
摘要:
分析了高速铁路路桥过渡段变形的原因,提出了路桥过渡段的工程处理方法。
关键词:
高速铁路;路桥过渡段;路基;沉降差
民营科技
232MYKJ
市政与路桥
软黏土路段及过渡段,三者的累积沉降量同属一个范畴,很难分出优劣。
近年来CFG桩在我国高速铁路软基处理中广为应用,该桩型的处理深度可达20m。
研究表明,与水泥搅拌桩(搅拌桩、粉喷桩复合地基相比,CFG桩复合地基的桩土应力比要大,而且一般而言CFG桩的桩身质量也比水泥搅拌桩更易得到保证。
但研究表明,水泥搅拌桩和CFG桩为“悬浮桩”时,下卧层的加固沉
降仍较大,应用这种桩型时,一般应谨慎采用
“悬浮桩”。
2.3钢筋混凝土桩网(板结构
钢筋混凝土桩网(板结构中的桩通常采用钢筋混凝土现场灌注,桩长一般不受限制,因此当软土层厚度超过20m,在采用其他复合地基结构无法满足要求时,往往采用钢筋混凝土桩网(板结构。
在日本高速铁路改良线路中,有72.7%采用网桩工法(桩网复合地基。
该工法是在软弱地基上打桩,桩底支承在承力层上,桩顶用网眼状钢筋相连结,然后在其上铺设土工布,用以支承填土荷载。
工程实践表明,该工法控制沉降十分有效。
钢筋混凝土桩网(板结构的不足之处是成本高,如果其他复合地基能够
满足工程要求,一般不予采用。
3结语
高速铁路对线路的平稳性要求极高,根据工程条件选用合适的地基加固措施,对于工程安全至关重要。
资料分析表明,CFG桩在我国高速铁路工程中应用很广,在地基处理工程中占了较大比重,有必要加强对其设计方法和加固效果的研究,以确保其在高速铁路工程中的成功运用。
参考文献
[1]庞拓.CFG桩基在武广铁路客运专线软基处理中的应用[J].铁道建筑,
2008(8:
84~85.
[2]中华人民共和国铁道部.TB10202—2002,铁路路基施工规范[S].北京:
中国铁道出版社,2002.
[3]梁保国,郝振贤,尚秀峰.CFG桩技术在地基处理中的应用[J].山西建筑,2008,34(31:
137~138.
[4]龚晓南.复合地基理论及工程应用[M].北京:
中国建筑工业出版社,2002.
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
(上接226页
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
通过改进桥头路面结构体系,使路桥两个质完全不同的线路下部结构体系在抗垂向变形能力方面均匀过渡施工。
综合运用以上几种方法以及改进施工方法等。
3结语
对高速铁路路桥过渡段的处理方法多种多样,但应该根据工程的实
际背景来选择经济、
适用的方法。
若提高车辆运行质量,进行路桥过渡段处理时应以减小路桥结构的沉降差为重点。
若增强轨道结构在动载作用下的稳定性,应以提高路基基床的模量为重点。
路桥过渡段的处理长度应以满足线路(轨面纵坡的变化限值为条件。
参考文献
[1]杨广庆.高速铁路路基与桥梁过渡段施工技术研究[J].铁道标准设计,2000(2.
[2]汤贵海.高速铁路路基的设计[J].铁道建筑,2001(2.
[3]梁波.土工合成材料应用于高速铁路路基的变形控制[J].四川建筑,1996(2.[4]李献民,王永和,律文田.土工格栅加固路桥过渡段的动测试分析[J].中南大学学报(自然科学版,2004(3.
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
主变本体上有主瓦斯和有载瓦斯两个瓦斯继电器,而两
个继电器不在一处,设计时应考虑一个单独设备采用单独电缆。
若使用一根电缆会造成部分电缆芯外露,时间一长就会造成电缆损伤,雨雪天气容易引起直流接地,甚至保护误动。
5其他设计问题的建议
5.1TV操作过程中有一定的危险,在操作过程中有可能因铁磁
谐振等原因产生操作过电压,造成TV损坏、爆炸。
为避免对人员
的伤害,110KV以上TV的刀闸应设计为远方电动操作。
5.2主变各侧电流互感器保护绕组的准确级应一致。
主变的差动保护要接入各侧的电流,为保证在区外故障时差流最小,主变各侧电流互感器保护绕组的准确级应一致。
5.3在设计说明中对站用自投功能的描述中应加上延时的要求。
(上接280页!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
的检查,实践中人们把它们归纳为看、摸、敲、照的检查操作方法。
看,就是根据质量标准进行外观目测。
混凝土拆模后是否有蜂窝、麻面、漏筋现象,施工顺序是否合理,工人操作是否正确等,均是通过
目测检查、
评价。
2量测法。
即使用测量器具进行具体的测量,获得质量特性数据,分析判断质量状况及其偏差情况的检查方式,实践中人们把它归纳为量、靠、吊、套的检查操作方法。
量,是用测量工具和计量仪表等检查断面尺寸、轴线、标高等的偏差。
靠,是用直尺、塞尺检查墙面、地面、屋面
的平整度。
吊,是用托线板以线锤吊线检查垂直度。
套,是以方尺套方,辅
以塞尺检查。
如常用的对门窗口及构配件的对角线(窜角检查,也是套方的特殊手段。
3试验检查。
指必须通过试验手段,才能对质量进行判断的检查方法。
桩基础承载力的静载和动载试验检测;基础及结构物的沉降
检测;大体积混凝土施工的温控检测;对混凝土、
砂浆试块的抗压强度进行试验,确定其强度是否满足设计要求;对钢筋焊接头进行拉力试验,检验焊接的质量等。
(上接218页!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
础上,根据工程实际情况,结合其他方法加以补充评定。
4混凝土桥梁的加固改造技术
桥梁的整治对策是如何运用有效可行的技术手段对桥梁结构物进行补强加固及拓宽的方法;又分为上部结构补强加固和下部结构补强加固;桥梁结构补强加固的根本目的是提高其承载能力。
桥梁上部结构补强加固方法主要有改变结构受力体系方法和不改变结构受力体系方法两类。
改变结构受力体系加固上部结构方法主要有
施加体外预应力法,增加支点或辅助构件方法,简支变连续方法,增设纵
梁加固法等;不改变结构受力体系上部结构方法主要有桥面补强层加固法,增大截面和配筋加固法,锚喷混凝土加固法,粘贴钢板(筋和碳纤维(CFRP加固方法,锚栓钢板加固方法,以及各种裂缝修补技术等。
桥梁下部结构补强加固常用方法主要有扩大基础加固法,增补桩基加固法,钢筋混凝土套箍或护套加固法,桥台新建辅助挡土墙加固法,利用拉杆加固桥台,增设支撑体系加固法、墩台拓宽方法等。
(上接228页迹时可免去终压。
终压对于橡胶沥青的压实密度增加不大,可使用静力压路机或用关了振动的双钢轮振动压路机碾压至少2遍或以上,至无明
显轮迹为止。
在每次摊铺过程中终压一直在进行,
碾压速度3km/h~6km/h,至无明显轮迹为止。
10碾压后的路面在冷却前,任何车辆机械不得在路面上停放,并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。
路面冷却至50℃以下时才能
开放交通。
碾压完成后沥青路面表面应平整、坚实,不得有剥落、掉渣、裂
缝、推挤、烂边等现象。
5结语
橡胶沥青独有的特性特别适用于重交通路段、城区路面工程。
本项目应用橡胶沥青做沥青混凝土路面面层,通过严格控制各项指标及施工工艺,自开放交通至今,无轮迹现象且大大减小了噪声污染,达到了预期的目的,收到了良好的运用效果。
(上接233页
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高速铁路 过渡 变形 原因 分析