高速铁路路基过渡段

（2）路桥过渡段的工后沉降差的限值与过渡段长度的关系： 由路桥过渡段工后沉降差引起的轨面弯折对高速行车的平稳 性有显著的影响。根据列车/线路系统动力学分析的结果， 在理论上，列车以350km/h高速通过时，将轨面变形的弯折 角控制在1.5‰～2.5‰以内，就能保证高速列车的正常运行。 基于京沪高速铁路路桥过渡段的工后沉降为5cm的标准。 1.5‰～2.5‰的弯折角可得过渡段长度为20～33m。如果考 虑轨道的正常维修作业（起拨道捣固）周期，由路桥过渡段 的工后沉降差引起的轨面弯折可能并没有这么大，因此过渡 段长度的设置可根据起拨道捣固周期进行适当调整。
5，重桥轻路意识的影响
设计和施工中重桥轻路的意识是影响路桥过渡段施工质 量的又一因素。目前在铁路建设工程中，桥梁建设不仅工 程规模大，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。 桥梁施工中集中了大量精干的工程技术人员，而路基施工 都未能投入必要的技术力量。在设计中没有把路桥过渡区 段作为一种结构物来考虑，没有较为合理的设计要求。在 施工过程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 问题才明显出现。
3）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
钢筋混凝土过渡板增加过渡段刚度
（2）.在过渡段较软一侧，增大轨道的竖向刚度 该类处理方法主要是通过提高轨道竖向刚度来减小路桥
间轨道刚度的变化率，但其不能解决路桥间沉降差引起 的轨面弯折问题
谢谢听讲
路基面至横向结构物顶不小于2m时。涵洞两侧不小于 20m范围内的基床表层采用级配碎石掺5%水泥填筑,涵顶 以下每侧顶宽2m的正梯形采用级配碎石掺5%水泥填筑,其 余部位按路基相同部位正常填筑,形式如图
4）路堤与路堑过渡段
路堤与弱一微风化硬质岩路堑连接时,自路堑一侧沿原硬质岩 坡面按1:2的坡率横向开挖台阶,台阶高度0.6m左右。过渡段基床 表层20m范围内填掺入5%水泥的级配碎石,表层以下自路堤一侧分 层填筑级配碎石掺5%水泥。级配碎石与路堤填料之间的分界线与 线路走向保持垂直,使轨道板下基础保持均质,设置形式见下图。 路堤与强风化硬质岩、软质岩或土质路堑连接时,过渡段设置较 为简单,路堑一侧沿坡面按1:2的坡度挖台阶,然后按路堤各部位 的填料层填筑即可,填筑时特别注意相接处的压实质量
1）通过调整轨枕的长度和间距来提高轨道的刚度 2）通过增大轨排的抗弯模量来增加轨道的刚度
3）通过增加道床厚度来提高轨道的刚度
（3）.在过渡段较硬的一侧，减小轨道竖向刚度
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（无砟）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。美、德等国也铺设过由废旧汽车 轮胎加工制作而成的碴底垫层
以级配碎石分层填筑，填筑压实标准应满足K30≥150MPa/m、 孔隙率n<28%。碎石的级配范围应符合下表的规定
级配编号 50
1
100
2
3
40 95～100
100
30
95～100 100
25 95～100
通过筛孔质量百分率（%）
20 60～90 60～90
10 50～80
5 30～65 30～65 30～65
根据高速铁路路桥过渡段列车/线路系统动力学的计算分
析，在过渡段长度L=20 m、行车速度v=350 km/h条件下，
路桥间由于路桥结构的工后沉降不一致引起的轨面弯折 （如图所示形式）的限制值应为θ≤1.5‰～2.5‰。
轨面弯折限制值
2，路桥过渡段合理长度的设置
我国高速铁路路桥过渡段的合理长度的设置重点考虑了以 下两方面的关系：
（1）路桥过渡段轨道竖向刚度的变化与过渡段长度的关 系：路桥过渡段轨道竖向刚度的变化对高速行车的稳定性 有一定的影响。根据列车/线路系统动力学分析的结果， 随着过渡段长度的增加，车体振动加速度、轮轨接触力等 指标均减小。但是，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。理论计 算分析还表明，过渡段长度缩短至10m甚至5m时，虽然车 体的加速度、轮轨接触力等指标有一定的变化，但其数值 仍处于比较低的水平，不能作为过渡段长度设置的控制因 素。
2，德国 德国高速铁路的路一桥过渡段一般采用倒梯形结构,
桥台台背部位填筑渗水材料,并设有渗水管,渗水材料 与路堤填上之间的填料按颗粒不均匀系数u及夯实度 Dpr 要求进行控制,要求u≥5, 一般使用级配良好的砂砾石 或级配碎石填筑.过渡方式如图
德国倒梯形过渡段示意图
德国铁路土工建筑物规范要求,在土工建筑物向人工 构造物过渡时,应采取适宜措施,以达到尽可能小的沉 陷差和道床模量的渐次过渡。在从土工建筑物到人工 构筑物的过渡结构时,必须遵守建筑物的回填规程。回 填材料应该是透水的级配粗粒料,应该特别认真地铺设 夯实,并在台背后壁设渗流墙用于排水。
南非公司Spoornet在重载线路Coalline的一处隧道进 出口过渡区域分别铺设了梯子型和型轨枕两种类型的轨 道结构。根据每个月进行的一次轨道状态测试数据表明, 该两种轨道结构的工作状态良好,变形小且均匀。
3,西班牙 西班牙马德里一塞维利亚高速铁路赫塔费一科尔多
瓦段要求过渡段进行必要的工程设计,使不同地段的 刚度差异有合适的过渡,并对过渡段铺设完成后的变 形特性进行监测
三，路桥过渡段的受力与变形特点
1，路桥过渡段轨面弯折分析
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。
5，总结
综合国外高速铁路国家和国内处理路桥过渡段的经验，归结 起来主要有以下几类。 （1）.在过渡段较软一侧，增大路基基床的竖向刚度，减少 路基结构的沉降。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 1）加筋土路堤法：加筋土路堤法是在过渡段路堤填料（必要时
西班牙高速铁路过渡段典型结构
4，韩国 韩国首尔一釜山高速铁路路一桥过渡段的典型结构如下图
所示。各部分的填料要求为： A:最大粒径不大于63mm的硬碎石加3％水泥,厚0.7m。 B:最大粒径不大于63mm的硬碎石 C:最大粒径不大于63mm的普通碎石加3％水泥 D:最大粒径不大于63mm的普通碎石
韩国高速铁路过渡段经典结构
5，我国路桥过渡段设计
1，路堤与桥台连接设计
(1) 过渡段长度按下式计算，且不小于20m
L a (H h) n
式中 L:过渡段长度（m） H:台后路堤高度（m） h:基床表层厚度（m） a:常数（3~5m） n:常数 2~5
（2） 台尾过渡段设计方式
过渡段路堤基床表层应满足相关要求，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尾为土质、极软岩或强风化硬质岩路堑时,桥台基坑 回填混凝土,基坑外路堑表层20m范围内换填级配碎石掺5％水 泥，当台尾为硬质岩时,过渡段范围内采用混凝土进行回填, 设置形式见图
3）路堤与横向构筑物过渡段
路基面距横向结构物顶的垂直高度小于2m时,涵洞两侧不 小于20范周内的基床表层采用级配碎石掺5％水泥填筑,表层 以下涵顶及每侧顶宽2m的正梯形采用级配碎石掺5％水泥填 筑,其外侧再设置底宽3m的倒梯形A、B组填料过 渡段,形式如图
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
土工合成材料增加基床刚度
加筋土加强桥过渡段
2）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，如图所示。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
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
2.5 20～50 20～50 20～50
0.5 10～30 10～30 10～30
0.075 2～10 2～10 2～10
（3）以武广高速铁路为例
1）桥与路堤过渡段
路基路堤与桥相连接不小于4倍桥台高度范围内,且不小于 20m的路基基床表层级配碎石中掺人5％的水泥,基床表层以 下过渡段顶宽3的正梯形部分采用级配碎石掺人5％水泥,其 后设置一段倒梯形的过渡段,采用A、B组填料,设置形式见图
与桥梁连接处的路堤一直是铁路路基的一个薄弱环节，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（如下图），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。
高速铁路路基与桥梁过渡段
土木与安全工程学院 杨红亮
目录 一，设置过渡段的原因 二，路桥过渡段变形不一致的原因 三，路桥过渡段的受力与变形特点 四，路桥过渡段的处理方法
一，设置过渡段的原因
铁路线路是由不同特点、性质迥异但又相互作用、 相互依存、相互补充的构筑物(桥、隧、路基等)和轨道 构成的。由于组成线路的结构物强度、刚度、变形、 材料等方面的巨大差异，因此必然会引起轨道的不平 顺。为了满足列车平稳舒适且不间断地运行，必须将 其不平顺控制在一定范围之内。轨道的不平顺有静不 平顺和动不平顺之分。静不平顺是指轮轨接触面不平 顺，如钢轨轨面不平顺、不连续(接头、道岔)、车轮不 圆顺等；动不平顺是指轨下基础弹性不均匀，如扣件 失效、枕下支承失效、路基不均匀以及桥台与路基、 路堤与路堑、路基与隧道等过渡段的弹性不均匀等。