论文部分内容阅读
摘要：高速铁路的建设过程中,往往会发生由于桥梁与路基的刚性差异而引起的的轨面弯折和不均匀沉降现象,致使线路结构维修成本的增加和不稳定性的上升,还可能给高速行進中的列车带来极其严重的安全隐患。所以,建设人员应在施工环节和设计环节注重路桥过渡段的沉降控制,为实现列车的高速安全运行奠定坚实的基础，在一定意义上保证轨道平顺可靠。
关键词：高速铁路；路桥过渡段；沉降控制；施工技术
中图分类号：U238文献标识码： A
引言
横向构筑物、桥梁和路堤之间设置掺水泥级配碎石过渡段，由于桥梁是刚性体，路堤是柔性体，路堤的沉降量较桥梁大，掺水泥级配碎石是半柔半钢性材料，有过渡作用很好，受力性能良好，结构的耐久性也良好，水泥用量比较少，且施工简便及便于控制，工程造价比较低廉。现阶段，在铁路、高速铁路、机场得到了普遍的应用。
一、高速铁路路桥过渡段产生沉降差的原因
有关研究发现，受轨道下的路基或桥梁对轨道的刚度的影响，影响系数通轨下路基和桥梁刚度呈正相关。因为钢筋混凝土桥台和桥后路基填土的刚度存在很大的差别，容易引起轨道竖向刚度的变化：当列车运行在路桥过渡段过渡段时，因轨道刚度发生突变，车轮标高骤然改变，会产生一个明显的竖向加速度，致使轮轨动力作用加剧，列车运行均匀性、舒适性、平稳性及质量均变差，。
此外，路桥结构工后沉降通常不一致，路桥过渡段的沉降差上升到某一水平时，会引起轨道平顺性的下降，且列车高速通过时沉降差还会使车体纵横向加速度骤然加剧，造成跳车现象，使轨道结构同列车之间形成较大的冲击。这种往复冲击动力作用会促使沉降差的进一步恶化，使路基的破坏程度增大，路基排水不良，积水渗入路基内部使土体强度有所降低，促使沉降量增大，路基面出现变形，导致CRTSII型轨道板摆动，最终致使铁路产生永久性变形。对路基及桥梁产生附加的冲击荷载，加速了支座、桥台恶化伸缩缝的损坏，此外也加剧了轮轨和车辆部件的磨损，破坏轨面、损伤轨道部件和轨距，降低了列车运行的舒适性和平稳性，不仅增加维修养护的费用难度及其工作量，同时对线路设计的速度值产生一定影响，甚至会危机行车安全、限制运行速度，进而在整体上影响铁路的社会效益和经济效益。
为此，需在台后设置一定长度的过渡段，保证桥梁上轨道与路基刚度平顺过渡段，确保列车的平稳运行，该段线路称为桥梁与路基过渡段。所以，要减少过渡段危害就需保证过渡段刚度的平顺过渡。在软土路基或者松软地段的路桥过渡段，由于沉降差异过大，过渡段问题的突出更为明显。所以。过渡段施工工艺、设置方式和过渡段效果是高速铁路必须加以重点处理的问题。通常，我国通过在台后设置掺水泥级配碎石过渡段，纵向断面形式基本都是正梯形。
二、路桥过渡段施工方法
（一）基坑及路堤基底处理
人工配合机械把基坑内的浮渣、建筑垃圾清理至原基坑开挖的地方,土基采用碾压设备碾压密实。依据现场的实际情况,采取具体的防排水措施；对路堤范围内的地面加以整平、清理和碾压,地基承载力检测需按一定程序进行,填料前基底平整、密实,基底没有树根、草皮等杂物,且无积水；地基系数 K30>60MPa/m;坑穴无质量隐患，已经过彻底的处理；横、纵向坡比及台阶高度都要满足设计图纸的要求。路涵、路桥过渡段路堤按设计要求的纵坡,在路堤本体填筑碾压后预留高度为30cm的台阶。
（二）测量放线
按照设计图纸恢复线路边桩和中桩，放出过渡段纵坡坡度及纵向底宽范围，路堤基底处理结束后，放出外包土分界线、水泥级配碎石及桥台锥坡坡脚线，并用白灰洒上线。在桥台两侧及背面进行其防水聚氨酯处理。
（三）基坑回填土石分界线以下回填C15混凝土，按照现场基坑的实际深度，混凝土从下向上逐层进行浇筑，确保振捣密实；土基和分界线以上最好进行分层填筑水泥级配碎石，依据施工图纸的要求及时进行回填压实，避免基坑积水。按照要求分层进行回填，填筑厚度小于15cm，人工整平后，采用RWBH41。坚决不许将级配碎石直接倒入基坑内，小型平板振动夯压实6遍，人工及时将其整平，最好少于2个小时，级配碎石碾压完后应开始检测。
三、路桥过渡段沉降的具体控制方法
（一）施工中的沉降处理技术
所谓加筋土路堤处理技术即，在路桥过渡段中通过埋设特定数量的加筋材料,以使路基的强度有所增加,减小路基变形，路堤刚度有较大程度的提高。通过调整拉筋材料的位置和布置间距,可将桥梁与桥背路基交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降,进而达到使路桥过渡段平顺的目的。室内试验和现场试验研究表明,加筋土路堤结构能在一定程度上处理由桥背路基土的沉降所造成的线路不平顺。在施工过程中,需根据相关的压实标准进行填筑,拉筋材料要选用合适,并将桥背路基表面沉降控制在4～5 cm内,使其形成线形连续型沉降。
（二）设计环节对高速铁路路桥过渡段沉降的控制
铁路路桥过渡段的设置,大多是通过刚度在一定长度内的不断变化,最大化的降低路桥沉降差对铁路运行带来的干扰,进而保证高速列车的舒适度和安全性。在高速铁路过渡段的结构设计中,应首先制定科学的地基处理方法。其次,应根据实际的工程情况合理选择填料的级配和强度,一般应采用刚度大、强度高的级配粗粒料,包括级配砂砾石、掺水泥级配碎石等。
（三）粗粒料级配填筑技术
粗粒料级配填筑技术是指将碎石、砂砾石和水泥石灰稳定砂石土、低等级混凝土等形变小、强度高的级配粗粒料用于路桥过渡段的填筑施工过程中,以使填料的压缩性有所减少,最大幅度的消除路桥间存在的沉降差异。在实际的操作过程中,通常先对基坑尺寸进行检验并及时将基底压实。压路机无法使用时,可以采用300～700 kg的小型手推式电动打夯机将其压实,压实达到相关要求后才可以加以填筑。第一步，先填筑青石碴,每层青石碴的松铺厚度要保证在20 cm以下,并将其均匀摊铺。整平之后,用500～700 kg的手推式电动夯机压实，直至没有明显碾压痕迹为止,用灌沙法测定干容重,夯实至满足一定标准后才能转入下一层,符合有关标高要求后再进行二灰碎石的填筑。各层二灰碎石的松铺厚度也要小于20 cm。含水量适宜的混合料应采用集中机拌,运至工地整平并摊铺开来,用12～15 t的压路机慢速碾压。
（四）钢混过渡搭板的设置技术
钢筋混凝土搭板在施工过程中可将其设置在过渡段,其一端支撑在刚性桥台上;另一端则简支在枕梁上。通过搭板的设置,可以使柔性路基及刚性桥台之间的变化趋缓。搭板的长度通常≤10 m，多在5～6 m之间,其厚度和放置方式应按照具体的情况加以确定。据有关研究表面,当搭板纵坡变化值低于0.1%～0.4%时,对行车的舒适性不会产生影响。然而，需要强调的是：搭板的设置能显著增加轨道刚度,却不能使地基及路基下部的变形有所减小,所以必须配以其他处理措施才可以科学的控制由此而引起的轨面弯折。
四、结束语
综上,要确保行车舒适度和安全性，高速铁路路桥过渡段的沉降控制极其重要,建设方需加大对该方面的高度重视。除在设计阶段指定正确的填料标准及地基处理方法外,施工过程中还应根据具体情况选择钢混过渡搭板设置技术、加筋土路堤处理技术、粗粒料级配填筑技术等控制措施,使沉降形变对工程的影响降到最低。同时,合理的工艺监测和施工组织也是保证工程质量必不可少的一个环节。
参考文献：
[1]曹先勇. 关于高速铁路路桥过渡段沉降控制的思考[J]. 科技资讯,2012,34:47.
[2]康小玉. 高速铁路路桥(涵)过渡段设计及施工技术[J]. 科技信息,2012,13:346-347.
关键词：高速铁路；路桥过渡段；沉降控制；施工技术
中图分类号：U238文献标识码： A
引言
横向构筑物、桥梁和路堤之间设置掺水泥级配碎石过渡段，由于桥梁是刚性体，路堤是柔性体，路堤的沉降量较桥梁大，掺水泥级配碎石是半柔半钢性材料，有过渡作用很好，受力性能良好，结构的耐久性也良好，水泥用量比较少，且施工简便及便于控制，工程造价比较低廉。现阶段，在铁路、高速铁路、机场得到了普遍的应用。
一、高速铁路路桥过渡段产生沉降差的原因
有关研究发现，受轨道下的路基或桥梁对轨道的刚度的影响，影响系数通轨下路基和桥梁刚度呈正相关。因为钢筋混凝土桥台和桥后路基填土的刚度存在很大的差别，容易引起轨道竖向刚度的变化：当列车运行在路桥过渡段过渡段时，因轨道刚度发生突变，车轮标高骤然改变，会产生一个明显的竖向加速度，致使轮轨动力作用加剧，列车运行均匀性、舒适性、平稳性及质量均变差，。
此外，路桥结构工后沉降通常不一致，路桥过渡段的沉降差上升到某一水平时，会引起轨道平顺性的下降，且列车高速通过时沉降差还会使车体纵横向加速度骤然加剧，造成跳车现象，使轨道结构同列车之间形成较大的冲击。这种往复冲击动力作用会促使沉降差的进一步恶化，使路基的破坏程度增大，路基排水不良，积水渗入路基内部使土体强度有所降低，促使沉降量增大，路基面出现变形，导致CRTSII型轨道板摆动，最终致使铁路产生永久性变形。对路基及桥梁产生附加的冲击荷载，加速了支座、桥台恶化伸缩缝的损坏，此外也加剧了轮轨和车辆部件的磨损，破坏轨面、损伤轨道部件和轨距，降低了列车运行的舒适性和平稳性，不仅增加维修养护的费用难度及其工作量，同时对线路设计的速度值产生一定影响，甚至会危机行车安全、限制运行速度，进而在整体上影响铁路的社会效益和经济效益。
为此，需在台后设置一定长度的过渡段，保证桥梁上轨道与路基刚度平顺过渡段，确保列车的平稳运行，该段线路称为桥梁与路基过渡段。所以，要减少过渡段危害就需保证过渡段刚度的平顺过渡。在软土路基或者松软地段的路桥过渡段，由于沉降差异过大，过渡段问题的突出更为明显。所以。过渡段施工工艺、设置方式和过渡段效果是高速铁路必须加以重点处理的问题。通常，我国通过在台后设置掺水泥级配碎石过渡段，纵向断面形式基本都是正梯形。
二、路桥过渡段施工方法
（一）基坑及路堤基底处理
人工配合机械把基坑内的浮渣、建筑垃圾清理至原基坑开挖的地方,土基采用碾压设备碾压密实。依据现场的实际情况,采取具体的防排水措施；对路堤范围内的地面加以整平、清理和碾压,地基承载力检测需按一定程序进行,填料前基底平整、密实,基底没有树根、草皮等杂物,且无积水；地基系数 K30>60MPa/m;坑穴无质量隐患，已经过彻底的处理；横、纵向坡比及台阶高度都要满足设计图纸的要求。路涵、路桥过渡段路堤按设计要求的纵坡,在路堤本体填筑碾压后预留高度为30cm的台阶。
（二）测量放线
按照设计图纸恢复线路边桩和中桩，放出过渡段纵坡坡度及纵向底宽范围，路堤基底处理结束后，放出外包土分界线、水泥级配碎石及桥台锥坡坡脚线，并用白灰洒上线。在桥台两侧及背面进行其防水聚氨酯处理。
（三）基坑回填土石分界线以下回填C15混凝土，按照现场基坑的实际深度，混凝土从下向上逐层进行浇筑，确保振捣密实；土基和分界线以上最好进行分层填筑水泥级配碎石，依据施工图纸的要求及时进行回填压实，避免基坑积水。按照要求分层进行回填，填筑厚度小于15cm，人工整平后，采用RWBH41。坚决不许将级配碎石直接倒入基坑内，小型平板振动夯压实6遍，人工及时将其整平，最好少于2个小时，级配碎石碾压完后应开始检测。
三、路桥过渡段沉降的具体控制方法
（一）施工中的沉降处理技术
所谓加筋土路堤处理技术即，在路桥过渡段中通过埋设特定数量的加筋材料,以使路基的强度有所增加,减小路基变形，路堤刚度有较大程度的提高。通过调整拉筋材料的位置和布置间距,可将桥梁与桥背路基交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降,进而达到使路桥过渡段平顺的目的。室内试验和现场试验研究表明,加筋土路堤结构能在一定程度上处理由桥背路基土的沉降所造成的线路不平顺。在施工过程中,需根据相关的压实标准进行填筑,拉筋材料要选用合适,并将桥背路基表面沉降控制在4～5 cm内,使其形成线形连续型沉降。
（二）设计环节对高速铁路路桥过渡段沉降的控制
铁路路桥过渡段的设置,大多是通过刚度在一定长度内的不断变化,最大化的降低路桥沉降差对铁路运行带来的干扰,进而保证高速列车的舒适度和安全性。在高速铁路过渡段的结构设计中,应首先制定科学的地基处理方法。其次,应根据实际的工程情况合理选择填料的级配和强度,一般应采用刚度大、强度高的级配粗粒料,包括级配砂砾石、掺水泥级配碎石等。
（三）粗粒料级配填筑技术
粗粒料级配填筑技术是指将碎石、砂砾石和水泥石灰稳定砂石土、低等级混凝土等形变小、强度高的级配粗粒料用于路桥过渡段的填筑施工过程中,以使填料的压缩性有所减少,最大幅度的消除路桥间存在的沉降差异。在实际的操作过程中,通常先对基坑尺寸进行检验并及时将基底压实。压路机无法使用时,可以采用300～700 kg的小型手推式电动打夯机将其压实,压实达到相关要求后才可以加以填筑。第一步，先填筑青石碴,每层青石碴的松铺厚度要保证在20 cm以下,并将其均匀摊铺。整平之后,用500～700 kg的手推式电动夯机压实，直至没有明显碾压痕迹为止,用灌沙法测定干容重,夯实至满足一定标准后才能转入下一层,符合有关标高要求后再进行二灰碎石的填筑。各层二灰碎石的松铺厚度也要小于20 cm。含水量适宜的混合料应采用集中机拌,运至工地整平并摊铺开来,用12～15 t的压路机慢速碾压。
（四）钢混过渡搭板的设置技术
钢筋混凝土搭板在施工过程中可将其设置在过渡段,其一端支撑在刚性桥台上;另一端则简支在枕梁上。通过搭板的设置,可以使柔性路基及刚性桥台之间的变化趋缓。搭板的长度通常≤10 m，多在5～6 m之间,其厚度和放置方式应按照具体的情况加以确定。据有关研究表面,当搭板纵坡变化值低于0.1%～0.4%时,对行车的舒适性不会产生影响。然而，需要强调的是：搭板的设置能显著增加轨道刚度,却不能使地基及路基下部的变形有所减小,所以必须配以其他处理措施才可以科学的控制由此而引起的轨面弯折。
四、结束语
综上,要确保行车舒适度和安全性，高速铁路路桥过渡段的沉降控制极其重要,建设方需加大对该方面的高度重视。除在设计阶段指定正确的填料标准及地基处理方法外,施工过程中还应根据具体情况选择钢混过渡搭板设置技术、加筋土路堤处理技术、粗粒料级配填筑技术等控制措施,使沉降形变对工程的影响降到最低。同时,合理的工艺监测和施工组织也是保证工程质量必不可少的一个环节。
参考文献：
[1]曹先勇. 关于高速铁路路桥过渡段沉降控制的思考[J]. 科技资讯,2012,34:47.
[2]康小玉. 高速铁路路桥(涵)过渡段设计及施工技术[J]. 科技信息,2012,13:346-347.