路桥过渡段

高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
在过渡段较软一侧，增大路基基床的竖向刚度
该类处理方法的主要目的是通过加强路基结构来减少 路基与桥台之间在刚度与沉降方面的差异，进而减少 路桥间线路的不平顺，

高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术

加筋土路堤法
加筋土路堤法是在过渡段路堤填料（必要时也可包括地 基）中埋设一定数量的加筋材料，形成加筋土路堤结构。 加筋土不仅能增加路堤的强度，而且还能大幅度提高路 堤的刚度，显著减少路基的变形。 公路部门试验研究表明，使用加筋土路堤结构来处理 桥台跳车有两大作用：一是能大大减小桥背路堤的沉降， 二是能将桥背路堤与桥台交界处的台阶式跳跃沉降变成 连续斜坡式沉降。

碎石填料填筑法 碎石填料填筑法是指使用强度高、变形小的 优质材料（如碎石类填料）进行过渡段填筑的 方法。该方法无论是铁路系统还是公路系统， 都是一种最常用的减小路桥间沉降差的处理方 法。其设计意图明确，材料性质可靠，易控制， 刚度与变形可实现均匀过渡。该处理方法可能 存在的问题是桥台台背窄小空间的压实质量不 易得到保证，相对较大的自重引起地基的沉降 也较大。
路基与横向结构物过渡段


路堤与横向结构物（立交框构、箱涵等）连 接处，应设置过渡段（见图）。横向建筑物顶 至轨底高度小于1.5m时，横向建筑物顶面以 上路堤以及两侧20m范围内基床表层填筑级配 碎石并掺入适量水泥。 过渡段的基坑应回填混凝土或分层回填碎石， 并用小型平板振动机压实。基坑回填至原地面 平整后应用振动碾压机碾压至密实。


土质、软质岩及强风化硬质岩路堑与隧道连接 地段，应设置长度不小于20m的过渡段，并采 用渐变厚度的混凝土或掺入适量水泥的级配碎 石填筑。 另外，在桥隧之间的长度小于150m或涵洞之 间的短路基刚度过渡问题应予以重视。
过渡段施工技术参数


级配碎石 虚铺厚度参考参数： 压路机：小于30cm；冲击夯实机具：小于25cm； 平板振动器：不大于13cm。 重型压路机碾压方式： 静压+弱振+强振+静压
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过渡搭板法
过渡搭板法是在过渡段范围内路堤填料上现 浇钢筋混凝土厚板，并使一端支撑在刚性基础 （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。该法在公路系统得到了最 为广泛的应用，也取得了较好的效果。

若将其用于高速铁路路桥过渡段时，必须注意 以下问题： ①过渡段的范围较大，列车的质量很大，速 度很快，而板底的支撑条件不确定，结构受力 情况非常复杂，一旦破损，更换将极为困难。 ②该处理方法对轨道刚度的增加较显著，但 不能减小路堤地基的变形，必须配以其他处理 措施才能有效地控制由此引起的轨面弯折。
路堤与路堑过渡段
当路堤与路堑连接处为坚硬岩石路堑时，在路 堑一侧顺原地面纵向开挖台阶，台阶高度0.6m左右。 并应在路堤一侧设置过渡段，如图。

当路堤与路堑连接处为软质岩石或土质路 堑时，应顺原地面纵向挖成1：2的坡面， 坡面上开挖台阶，台阶高度0.6m左右。如 图，其开挖部分填筑要求应同路堤。
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术

在过渡段较软一侧，增大轨道的竖 向刚度
通过调整轨枕的长度和间距来提高轨道的刚度 通过增大轨排的抗弯模量来增加轨道的刚度 通过增加道床厚度来提高轨道的刚度。


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高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术

在过渡段较硬的一侧，减小轨道的竖向刚度
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路桥过渡段合理长度的设置 理论上，列车以350km/h高速通过时，过渡段 长度大于15～20m后，各项指标的变化就非常 微小了，再继续增加过渡段的长度，几乎无任 何作用。 1.5‰～2.5‰的弯折角可得过渡段长度为20～ 33m
台尾过渡段路堤设计
过渡段路堤基床表层应满足要求，并在与桥 台连接的20m 范围内基床表层的级配碎石内 掺入适量的水泥，表层以下以级配碎石分层填 筑, 填筑压实标准应满足K30≥150MPa/m、 Evd≥50MPa和孔隙率n＜28%。碎石的级配范 围应符合下表的规定。
表
级 配 编 号
碎石级配范围


设计咨询时法国提供高速铁路的路桥过渡段形 式为靠近桥台20m范围内的基床表层级配碎石 中掺入3～5％的水泥，而且在过渡段的梯形中 靠桥台一侧设置一个小梯形，小梯形的级配碎 石中掺入3～5％的水泥，使过渡段的刚度曲线 比较平缓。 参考德国规范，设计和施工中对于桥台后4倍 路堤高度且不小于20m长度范围内的路堤，除 过渡段采用级配碎石掺水泥外，应选择较好填 料并加强分层碾压或采取分层铺设加筋材料等 措施，加强过渡效果。

高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
铁道线路的变形主要由轨道结构、路堤本身及地基土 层的变形三部分组成。轨道结构和路堤基基床的变形 主要由动载引起，静载作用产生的沉降主要发生在路 堤下部及地基土层。由于铁路线路结构构造上的特殊 性，动载引起的轨面变形是不可避免的。通过对轨道 结构的合理设计及路堤基床的强化处理，可将变形控 制在比较低的水平，以保证轨面的平顺，满足高速行 车的要求。对于路堤土工结构物，上部建筑及自重载 荷作用所产生的沉降占线路总变形的很大部分，数值 也较大。路桥过渡段存在的较大沉降差会引起轨面弯 折，严重时将影响高速铁路的安全平稳运行。
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
P
桥台
道碴 路基 x
(A) P x
(B)
P
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
路桥过渡段变形不一致的原因


路基与桥梁结构的差异 地基条件的差异 桥台后路堤填料 设计及施工问题 重桥轻路意识的影响
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塑性变形
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
路桥过渡段分析与设置 路桥过渡段的处理有两方面的问题： 一方面是受到列车荷载影响较大的范围内（基 床部分）线路结构抵抗变形能力差异的问题， 即轨道刚度平顺过渡的问题；另 一方面是人工结构的刚性桥台与土工结构的柔 性路堤基间工后沉降差引起轨面弯折的限值问 题。





小型夯实机具： 靠近桥台2m范围内，重型压路机无法靠近，掺 入5%水泥。14t压路机碾压12～14遍，18t压路 机碾压10～12遍。 施工质量检测技术 地基系数K30 和颗粒间孔隙率n（核子湿度密度 仪和灌水法），在无法使用K30时，可只用颗 粒间孔隙率检测。当地基系数满足、孔隙率不 满足时，可加入石屑。
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术

设置过渡段的原因
在路基与桥梁连接处，由于路基与桥梁刚度差别很 大，一方面引起轨道刚度的变化，另一方面，路基 与桥台的沉降也不一致，在桥路过渡点附近极易产 生沉降差，导致轨面发生弯折。当列车高速通过时， 必然会增加列车与线路的振动，引起列车与线路结 构的相互作用力的增加，影响线路结构的稳定，甚 至危及行车安全。在路基与桥梁之间设置一定长度 的过渡段，可使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度 地减少路基与桥梁之间的沉降差，达到降低列车与 线路的振动，减缓线路结构的变形，保证列车安全、 平稳、舒适运行的目的。
因此，通过调整加筋材料的布置间距和 位置，可方便地达到路桥间线路平顺过渡的目 的。（a）所示布置方式的主要作用是加强基 床结构，增大基床的刚度，减少机车动荷载引 起的基床变形。（c）所示布置方式既能增大 路堤基床的刚度，又能减小动载和自重引起的 路堤变形。
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
对于桥梁和隧道等刚性结构物上的线路，可通过调整 轨下垫板的刚度和设置枕下垫块（无碴）的方法，使 轨道的刚度值与较软的一侧轨道的刚度值相适应。垫 板（块）的刚度参数可通过室内试验、计算及现场测 试确定。对于有碴轨道结构，列车荷载的动力作用常 使道碴发生磨损粉化。为了解决这个问题，日本在高 速铁路的刚性结构与道碴间铺设了一层厚约25 mm的 橡胶垫。该层橡胶垫可降低轨道的竖向刚度，减小路 桥间轨道的刚度差。
刚度
位置
位置 桥台 (b) 刚度 路基
桥台
路基
(a) 塑性变形
过渡段塑性变形和刚度突变图
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
路桥过渡段的处理方法 依据系统工程的观点，从结构设计到施工组织， 从工期安排到质量检测等方面都采取了措施， 严格控制轨道的刚度变化和由于沉降不均匀引 起的轨面变形（弯折角），以达到线路的平顺 度，保证高速列车安全和平稳运行的目的。
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术


使用力学性能较好的轻型材料填筑路桥过渡段 是近年来国内外研究、开发和应用的一种减轻 结构物自重的方法。该法可显著减少桥台背填 料自身的压缩变形、对地基的竖向加载作用 及对桥台结构的水平压力，使路堤对地基变形 的影响减小，并可与地基处理综合运用，可降 低地基处理的费用，减小地基处理的范围和缩 短施工工期。 目前使用的轻型填筑材料有EPS（聚苯乙烯泡 沫塑料）、人工气泡混合土（泡沫水泥砂浆）、 轻型废弃物、火山灰、粉煤灰、中空构造物等。
60～ 90
2～10
3
2～10
注：颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%；质软、易破 碎的碎石含量不得超过10%；黏土团及有机物含量不得超 过2%。


过渡段桥台基坑应以混凝土回填或以碎 石分层填筑并用小型平板振动机压实。路堤基 底原地面平整后，用振动碾压机碾压密实，并 使K30≥60 MPa/m。 过渡段路堤应与其连接的路堤按一整体同 时施工，并将过渡段与连接路堤的碾压面，按 大致相同的高度进行填筑。级配碎石中，掺入 适量的水泥，充分振动碾压压实。

高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
高速铁路路桥过渡段的设置 路桥过渡段长度的确定 过渡断长度按式（3-1）确定： L=2（h -0.7）+ A 式中：L — 过渡段长度（m） h — 桥台后路堤高度（m） A — 常数3～5m

(3-1)
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术

过渡段处理措施：日本和德国通常采用级配碎 石或级配砂砾石掺入3％左右的水泥填筑的处 理方法；对于过渡段沿线路纵向的几何布置型 式，日本、法国和德国多采用上窄下宽的正梯 形。秦沈客运专线采用了倒梯形。从过渡段刚 性过渡来看，都能满足要求，但相对来说采用 正梯形对桥台稳定和路基施工更为有利。设计 和施工时应根据桥台和路基的地基条件、高度 和施工顺序采用。德国和法国高速铁路一般不 主张采用加筋土过渡段结构型式。
通过筛孔(mm)质量百分率（%）
50
40
95～ 100 100
30
25
20
60～ 90
10
5
2.5
0.5
0.075
1
100
30～ 20～ 10～ 65 50 30 30～ 20～ 10～ 65 50 30 50～ 30～ 20～ 10～ 80 65 50 30
2～10
2
95～ 100 100 95～ 100
高速铁路路基与桥（涵）过渡段处理技术
路桥过渡段路堤的变形控制，主要需考虑两个问题： ①将桥背土路基与桥台交界处的错落式沉降变成连续 的斜坡式沉降；②严格控制过渡段线路的轨面弯折变 形，使之满足高速行车的要求。对于第一个问题，采 用诸如碎石类材料倾斜填筑、加筋土路堤结构、钢筋 混凝土过渡板等处理措施一般就能较好地解决。对于 第二个问题，就目前的条件而言，只能根据列车/线 路系统的分析理论，建立路桥过渡段的振动分析模型， 进行全面系统的动力学计算。