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
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。
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
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。
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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。
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，
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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。
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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
通过增加道床厚度来提高轨道的刚度。
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在过渡段较硬的一侧，减小轨道的竖向刚度
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。
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。
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。
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。
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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
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。
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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。
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P
桥台
P P
道碴 路基 x
(A) x
(B)
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路桥过渡段变形不一致的原因
➢ 路基与桥梁结构的差异
➢ ➢
➢ 设计及施工问题
➢
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塑性变形
刚度
位置
位置wk.baidu.com
桥台 路基 (a) 塑性变形
桥台
路基
(b) 刚度
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。
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