铁路路基与桥梁过渡段病害与处理措施

浅析铁路路基与桥梁过渡段病害与处理措施摘要：高速铁路路基和桥梁接连处两者的刚度不同，容易导致轨面产生沉降差，高平顺性会受到影响，并且危及列车的安全、平稳的运行。本文对世界高速铁路国家（包括国内京沪高速铁路）在该部位的处理措施进行了分析，并且对各种方法的使用进行了探讨。

关键词高速铁路过渡段技术措施

高速铁路必须安全、可靠。舒适，但是这些都取决于铁路系统各部分的高度可靠性，其中线路的平稳与平顺是必不可少的条件之一。把不平顺控制在一定的范围内才能保证列车的高速，安全、舒适、不间断的运行。由于路基与桥梁刚度差别大，所以尤其要注意两者的连接处，容易出现轨面降沉变形而发生弯折。在路基和桥梁之间设置一定长度的过渡段，轨道刚度逐渐变化，可以最大限度地减少两者的沉降差，可以降低列车与线路的振动，并且减缓线路结构的变形，保证列车的安全运行。而国外十分注重路桥过渡段部位。从结构设计到施工组织，工期安排到质量检测都采取措施。而各个国家处理线路的平顺都有自己的特点：日本在路基与桥梁过渡段设置碎石填筑段，德国则是加宽路基与桥梁过渡段中路基的宽度，以使路线刚度逐渐变化；法国是在路基和桥梁过渡段设置过渡桥台等。我国的铁路建设由于种种原因对路桥过渡段一直没有重视，使得该部位病害加重。下面对过渡段的病害和处理措施进行分析与探究。

一、路桥过渡段线路结构变形不一致的原因分析

由于路桥的过路段受的高速运行车辆动载的作用时，桥头往往会出现振动较大的跳车现象，此种现象在铁路和公路的路桥过渡区段都有可能出现，产生这种现象的原因有以下几个方面：

1、地基条件原因

现在许多线路都是修筑在条件很差而且没有经过很好的处理软弱地基土上的。而软弱地基土，路桥过渡段的路和桥的工后沉降量是不同的，会在过渡段有沉降差。

路桥过渡段产生的沉降比其他路段要大一些，因为其结构的原因，桥头路基的填筑高度比较大，产生的基础应力也比较高。

地基土的性质和结构不一样，产生的沉降和沉降达到稳定所需要的时间也不一样。粉质土地基和中，低压性的黏土地基，其全部完成沉降需要几年的时间；高压缩性黏土地基、饱和软黏土地基，完成全部沉降需要十几年甚至几十年时间。因此，地基工后沉降是地基造成桥头跳车的原因。

2、桥台后路堤填料的原因

桥台后陆堤填料一般是全填上。但是由于施工的因素，经常作业面相对狭小。碾压的质量不容易控制，压实度达不到设计要求。即使施工的时候压实度达到了要求，由于运营时路堤本身的自重和动荷载的作用，也会导致路堤填土进一步压缩变形，使得路桥过渡处出现沉降差。

桥台前的防护工程因为受到土压力的水平作用，会产生一定的

水平位移，而这水平位移会导致路桥段过渡处的路基出现沉降变形。

路桥的过渡处往往会出现细小的伸缩裂缝，经过地表水的渗透后，会出现路基填料土出现病害，强度降低，沉降的现象。也会因为水的渗透流动带走填料中的细颗粒土，导致路桥过渡处出现沉降变形。

3、设计及施工原因

施工碾压过程考虑不周、填料的要求不严格，桥台后的排水设计考虑不周等等都会导致路桥过渡段的施工质量。

施工时对工期或者工序安排不当，导致路桥过渡段的填土碾压工作安排在施工工期的尾部，被迫赶工期，以致不能够很好地控制填土压实质量，填土本身会出现沉降变形。

施工时对路桥过渡段的回填料不按照设计要求填筑，采用不良填料，碾压厚度超过要求，或者压实度达不到设计要求，都会造成质量缺陷。

施工时碾压机械配置达不到要求，压实功率不够，不进行分层次质量检查，也会导致压实质量达不到控制要求。

4、路基与桥台结构差异的原因

路基是柔性的，而桥台一般是刚性的。正式由于这两种结构的差异，在路桥过渡段受到动荷载作用时，在刚柔之间必然会导致沉降差的出现。

与桥墩相比，路桥过渡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一样，会导致桥头受到比较大的水平推力。例如设计施工时没有相应的措施，会导致事故出现；软基上出现桥台移位，桩基剪断等。

此外，桥上轨道技术状态和种类，路桥过渡段轨道技术状态和种类，机车车辆的类型，运行速度和技术状况等等都会影响线路运行质量。

二路桥过渡段的处理措施

路基和桥梁过渡段处理主要考虑以下几方面：为达到减小路基和桥梁之间在刚度和沉降方面的差异，降低路桥间线路不平顺顺要加强路基结构来增大基床的竖向刚度；提高轨道竖向刚度来减小路桥间轨道刚度的变化率；在桥梁一侧设置轨下，枕下，碴底橡胶垫块来减小轨道的竖向刚度。

1、加筋土路堤法

这种方法就是通过在路桥过渡段中埋设一定数量的加筋材料，用来增加路基强度，大幅度提高路基刚度，从而减小路基变形。实验表明，加筋路堤结构能处理桥背路基土的沉降而引起的线路不平顺。施工中，要按照一定的压实标准填筑，选用合适的拉筋材料，将桥背路基表面沉降控制在4到5cm，且沉降为线形连续型。

2、级配粗粒料填筑法

在路桥过渡段填筑强度高、变形小的级配粗料粒可以减少路堤自身的压缩性，降低其工后沉降。包括碎石，砂砾石，水泥石灰稳定砂石土，低标号混凝土等。这种方法是各国告诉铁路设计规范中

推荐的减少路桥间沉降差的处理方法。

3、轻型材料填筑法

级配粗粒料质量相对较大，会导致地基的过大沉降。因此，近年来研究发展了一种减轻结构物质自重的工艺方法。此种方法可以显著减小桥背路堤填料自身的压缩变形，减弱对地基的竖向加载作用以及对桥台结构的水平压力，从而使填料对地基的变形影响减小。

eps、人工气泡混合土、火山灰、粉煤灰等是常用的轻型填料，这些填料都具有良好的力学强度。

4、钢筋混凝土搭板法

路桥过渡段范围内路基填料上可以设置一钢筋混凝土搭板，一端支撑于刚性基础，另一端简支于枕梁上。利用钢筋混凝土搭板的抗弯刚度来增大轨道的刚度。并且搭板可以水平放置，也可以倾斜放置。板的厚度可均匀，也可以渐变。设计的时候，搭板要按简支梁进行，枕梁按弹性地基梁计算。桥台后搭板的设置，可使刚性桥台和柔性路基间刚度逐渐变化。

三、结语

1、日、德、法、西班牙等国的告诉铁路设计规范中都推荐采用级配粗粒料填筑过渡段的处理方法。家进图技术是一种较为成熟的现代土工加固新技术，用来处理路桥过渡段，具有成本低，取材容易，布置灵活等优点。我国《京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定》推荐了这两种方法，并且规定了严格的压实标准。