高速铁路路基和桥梁过渡段技术实践分析,本文是关于高速铁路毕业论文提纲范文与过渡段和高速铁路路基和桥梁方面硕士学位毕业论文范文.
高速铁路论文参考文献：
【摘 要】随着我国经济不断发展,为高速铁路事业发展提供了有利条件,高速铁路路基与桥梁过渡段技术对于整个工程具有重要作用,因此,相关人员应该加强对过渡段技术的重视,通过过渡段能够使轨道的刚度发生相应的变化,降低列车与线路之间的振动,从而保证列车平稳运行.对高速铁路路基与桥梁过渡段而言,铁路路基与桥梁刚度存在较大差异,造成轨道刚度也发生变化,这就需要相关人员加强对铁路路基与桥梁过渡段技术的重视,根据实际情况采取相应的方法,从而降低列车与线路的振动,减缓线路结构的变形.
【关键词】高速铁路路基；桥梁；过渡段；技术实践
对路桥过渡段设计图纸中给定的处理方法,如何选择适当的填料和合理的施工机械、施工工艺、质量检测及沉降观测方法,是过渡段变形控制处理成败的关键.为保证客运列车安全、平稳、舒适地运行,控制沿线路纵向差异沉降,尤其是控制路基与桥涵等构筑物的差异沉降,实现轨道刚度及沉降平顺过渡是一个重要环节.如何合理地解决全线的各类建筑物的差异沉降,实现平顺过渡,有必要研究不同类型过渡段的动静力特性和变形特性,研究有关无砟轨道过渡段的变形参数和施工控制技术,以及对不同填料填筑的路堤在动荷载作用下的动力特性和变形特征作对比性试验研究,对于密集度较大的相邻过渡段之间的相互影响需要作现场试验研究.
1.高速铁路路基与桥梁过渡段概述
高速铁路的发展必须以安全为前提条件,这就需要相关人员加强对高速铁路路基与桥梁过渡段的重视,确保列车在行使过程的平稳性,因此,工作人员要做好路基与桥梁连接处的准备工作,由于两者之间的刚度相差较大,容易使轨面沉降变形而发生弯折,这会对列车的正常行使带来一定程度上的影响.当列车高速通过时,会增加列车与线路的振动,使列车与线路之间的作用力增加,进而给列车带来一定程度上的安全隐患.因此,工作人员要加强对铁路路基与桥梁过渡段的重视,根据实际情况对工程进行合理设计,采取相应的措施控制轨道刚度变化,从而达到线路的平顺度.
提高轨道的刚度是确保列车安全行使的首要条件,提高轨道刚度的主要方法有：①工作人员可以增大路基基床的竖向刚度,这样不但能够确保列车在行使过程中的安全性,还能避免列车受到线路振动的影响,从而提高工程质量.②工作人员可以调整轨枕的长度来提高轨道的刚度,这是工作人员常用的一种方法,对于确保轨道有着重要影响,因此,相关人员要加强对轨道刚度的重视,采取相应的措施来提高轨道刚度,从而确保列车正常行使.③工作人员可以增加道床厚度来提高轨道的刚度,这种方法对工作人员有着较高要求,需要工作人员具有较高的专业技能,能够对道床厚度有一定程度上的了解,才能达到预期的目的.对于过渡段的设置,在德国与日本得到了广泛应用,与其他国家相比,我国对过渡段的设置时间较晚,相关技术还不够完善,近年来,随着我国经济不断发展,科学技术显著提高,为过渡段的设置提供了有利条件.因此,相关人员要加强对过渡段设置的认识,充分发挥桥梁过渡段技术,降低路基与桥梁之间的沉降差,从而达到预期的目的.在德国、日本等国家采取上窄下宽的正梯形,而我国采取倒梯形,根据相关人员调查发现,采取这两种方式都能满足相关要求,这就需要工作人员根据实际情况选择合适的方式,充分发挥过渡段技术的作用,进而提高列车行驶的安全性.此外,在处理铁路路基与桥梁过渡段存在一些问题,需要相关人员加以重视：①轨道刚度平顺过渡问题,这个问题在前面已经提出了提高轨道刚度的解决方法,工作人员可以根据实际情况选择合适的方法,从而确保整个工程顺利进行.②轨面弯折的限值问题.
2、桥路过渡段特性分析路桥过渡段是桥台与路基间的连接部分,长度与2 倍桥台高度相近.要想分析过渡段的特性,应先分析其连接的桥台和路基的特性.1) 桥台情况分析.根据目前高铁桥梁设计原则,桥梁基础绝大部分采用钢筋混凝土孔桩形式,而桩基础又以嵌岩式支撑桩为主,这就意味着桥台从下至上依次为基岩、钢筋混凝土桩基、钢筋混凝土承台和钢筋混凝土台身,其受力模型完全可视为刚性结构; 这种受力结构的桥梁在施工结束后,沉降值基本不变,完全可以满足工后零沉降要求.另外,由于其本身为钢筋混凝土结构,基本不受外界环境的影响,在开通运营后,不容易产生新的病害.2) 路基情况分析.路基根据其填料的受力可塑性,在计算过程中将其视为柔性基础; 在施工过程中,路基施工质量受外界温湿度变化和填料本身影响非常大,特别是对水的敏感度非常高,而且水对路基质量的影响是一个长期的过程,就我国的高铁建设速度而言,很难在短短几个月的工后沉降观测和沉降评估中给出一个客观、真实的评价.在实际运营检查过程中,路基病害相对较多,特别是因降雨和地下水位变化而引起的路基沉降,往往不能提前预判并及时消除.根据对桥台和路基的分析,桥路过渡段属于铁路线下土建刚柔连接的过渡部分,其施工质量直接影响列车运行安全.因此,我们必须提高认识,加强管理,确保该部位的施工质量,坚决杜绝发生类似“跳车”情形.
3、过渡段的主要问题过渡段具有特殊的位置性,所以狭窄的施工作业面会导致最后难以控制碾压质量,导致设计中所要求的密实度无法达到.就算施工过程中完全满足了设计要求,在实际的运营中,路堤本身的动载荷和自身重量都会导致填土被压缩而产生变形,而桥台沉降较小甚至是不发生沉降,导致出现沉降差.由于填土在水平方向上会受到压力的作用,桥台的防护工程会在水平方向上产生位移,这个水平位移会使路基在过渡段发生沉降和形变.路基面受架桥机的集中载荷要远大于列车机车.如预应力混凝土的梁高为32 米,梁重为111.48 吨,当对该梁进行架设时,地面受前轮组的压力值为265.0 吨,后轴组对地面产生的压力为152 吨,满载时的重量为417.0 吨,长度为21 米.在高速铁路中,要对轨下的基础形变进行降低,通常情况下是对荷重进行降低,降低车体的自重.时常会有伸缩裂缝产生在路桥的过渡段,在受到雨水和地表水的渗透作用和列车载荷的作用后,过渡段内会出现路基下沉、轨枕悬空、部件损坏等病害.
路基沉降：路基沉降会导致桥头跳车,若沉降不均匀,路基和桥涵之间会出现台阶,若台阶数量大于车辆的承受范围,车辆就会颠簸和跳动.
行车载荷对台阶会产生作用导致中间低而两边高的线性,进而使车辆发生跳动现象.相较于高速路的路基,桥梁的刚性结构通常并不会发生沉陷现象,路基受到沉降的作用,会发生严重的压缩和形变,致使路基和桥梁的连接处会产生沉降,导致桥头跳车.路面问题：车辆行驶的舒适性和安全性都会受到路面平整度的影响,由于高速公路上的行驶车辆车速较快,路面平整度对车辆行驶产生的影响会更为明显,导致事故发生率升高.
除此之外,路面的不平整会影响后期的保养和维修工作,需要投入大量的资金和人物力,缩短过渡段和路基的使用年限.软土地基问题：设计高速路桥的过程中经常出现地质钻探数量较少的现象,施工深度不足就会导致施工工人不能够对软土地基进行及时发现,另外,若无法对软土地基的理化性质、深度等进行充分地了解,施工工人在实际的施工过程中就无法采取相应的有效措施处理软土地基.软土地基若无法满足设计的要求,就会出现地基下降致使桥头出现跳车,或者施工工人回填时并没有压实,雨季时其强度就会下降进而流失填土,导致沉降现象的出现.裂缝问题：在进行施工时,各种操作疏忽都会对工程的质量安全产生影响,在施工中,过渡段的施工是至关重要的,在实际的操作中,桥头会出现沉陷或裂缝,裂缝会带来严重的安全隐患.为了避免出现裂缝,施工工人要对填土工程和相邻的路基进行同时施工,若不能够同时施工,也要在施工中增加台背的宽度.
4.过渡段施工技术及质量控制
4.1 施工准备施工准备要点如下: 复核图纸,进行详细施工技术交底; 测量放样,在现场标记出具体的范围和位置; 核查现场地质情况,选择合适的地基处理方案; 选择合适的路基填料.
4.2 地基处理方案选择和实施地基处理常用的方式有碾压密实( 适用于地基情况特别好的情况)、挖除换填( 适用于只有地表浅层存在软弱地基的情况) 和地基加固桩复合地基( 适用于存在深层软弱地基的情况),根据不同的地质情况选用不同的处理方式.该部位的地基处理施工应尽量先于桥台施工,避免因桥台施工后对地基处理产生较大制约或出现死角.地基处理结束后,如有渗水,应采用渗水盲沟的形式将水引出路基边坡以外.渗水盲沟结构形式如图1 所示.
过渡段结构形式需根据地质情况分析确定,一般情况下,强风化岩和土质地基应选用碎石类填料进行填筑,只有过渡段非常短且地基为弱风化岩时,才考虑选择混凝土进行填筑过渡段; 混凝土填筑过渡段并不能很好地起到刚柔过渡的作用,选用时应非常慎重; 其中采用填料填筑的过渡段应首先进行试验段填筑,确定填筑参数.
1) 桥台基坑回填.桥台基坑一般采用混凝土或级配碎石回填.回填前,必须将桥台施工时基坑遗留的软弱土清理干净并出现原状土,经过验收合格后方可进行回填.如采用混凝土回填,混凝土的强度应符合设计要求,浇筑时分层振捣密实,高度与处理后的地基面等高.如采用级配碎石回填,分层厚度应控制在15cm 左右,人工利用小型夯机夯填密实,压实质量应满足动态变形模量Evd ≥ 30MPa.2) 利用填料填筑的过渡段.采用倒梯形结构,填料采用级配碎石+3% ～ +5%水泥为宜,填筑范围以测量放样为准.过渡段结构形式如图2 所示.
填筑施工前,首先对桥台台背进行防水处理,并用无砂混凝土砖砌筑渗水墙,降水引出桥梁锥坡外侧.填筑开始前,首先对运至现场的填料进行检测,确保粒径符合要求、含水率在允许变动幅度内; 分层厚度要≤ 20cm,以大型压实机械静压即可达标为准,靠近桥台2m 范围内分层厚度要≤ 15cm,采用小型夯机人工夯实.压实后,采用K30 和孔隙率双指标进行压实质量控制,达标后方可进行下一层填筑,直至完成.3) 采用混凝土回填的过渡段.混凝土施工前,应按设计要求进行基底处理,基底应平整密实无积水,并且压实质量达到设计要求; 应精确定位中线,复核纵向长度和横向宽度.混凝土施工时,浇筑应连续进行,并应在下层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完成; 浇筑过程中,应加强振捣,确保混凝土密实平整.4) 及时砌筑锥坡.锥坡填筑可选用砂类土、细砾土、碎石类及粗砾土等合格土类作为填料.锥坡填筑前应核查基底无软土、松软土,并处理检验合格; 填筑时与过渡段级配碎石按水平分层同步填筑并均匀夯实.填筑完成后,对锥坡坡面进行刷坡修整,及时砌筑坡面.砌筑时首先按设计尺寸开挖并施做锥坡基础,然后砌筑抹面; 砌筑坡面时,应特别注意反滤层和泄水孔的施工质量; 砌筑结束后,沿基础设置一条拦水沟,将锥坡排水引排至路基排水沟内.
4.4 级配碎石填料填筑法
这种方法是为了减少路堤自身的压缩性,在路桥过渡段中填筑强度高、变形小的级配粗粒料,主要包括碎石、混凝土等,这就需要工作人员根据工程实际情况选择合适的施工材料,从而达到预期的目的,这种方法在很多高速铁路中都得到了广泛影响,并且取得了显著的成果.因此,工作人员应该加强对级配碎石填料填筑法的重视,充分发挥级配碎石填料填筑法的优势,进而确保工程质量.这种方法设计意图较为明确,主要通过使用级配来减小路基自身的压缩性,由于工作人员能够对施工材料进行有效控制,根据实际情况选择合适的施工材料,确保刚度与变形均匀过渡.如果工作人员使用了优质的填料,但没有对其进行压实,也会产生沉降,不能发挥过渡段的功能,从而影响工程效果,所以,工作人员要对级配碎石填料进行严格选择,确保其达到规定的标准,进而确保施工质量.
4.5 加筋土路堤法这种方法主要通过在路桥过渡段中埋设一定数量的加筋材料,增加路基强度,提高路堤刚度,从而减少路基变形.加筋土路堤法对于加强路桥过渡段处理有着重要作用,因此,工作人员应该加强对加筋土路堤法的重视,充分发挥加筋土路堤法的作用,这就需要工作人员对加筋土路堤法有一定程度上的了解,从而根据实际情况进行有效处理.根据调查结果显示,通过在路基与桥梁过渡段采用加筋土路堤结构具有一定的优点：①能够有效减少桥背路堤的沉降,这样不但能够提高轨道的刚度,避免桥背路堤发生沉降,还能达到路桥过渡段平顺的目的.②能够把桥背路堤与桥头交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降,这样工作人员通过调整拉筋材料的位置就能达到预期的目的,从而确保列车行驶的安全性.
所以,工作人员要加强对加筋土路结构的重视,最大程度内发挥加筋土路的优势,从而确保线路平顺,因此,在施工过程中,施工人员要按照相关要求合理操作,工作人员要加大对施工人员的监督力度,确保施工人员选择合适的拉筋材料,进而使其沉降为线形连续型.
4.6 过渡搭板法
这种方法主要在路桥过渡段设置一钢筋混凝土搭板,一端作为刚性基础,另一端支于枕梁上,通过这种方法能够增大轨道的刚度,这种过渡段处理技术在公路系统中得到了广泛应用,并且取得了良好的效果.与其他技术相比,过渡搭板法能够有效提高轨道刚度,从而达到预期的目的,确保列车行使的安全性.工作人员在运用过渡搭板技术时要注意过渡段的使用范围,由于列车质量较大,并且运行速度较快,需要板底有较大的承压力,一旦板底出现问题,会给整个工程带来较大影响.因此,工作人员要根据实际情况对搭板进行合理设置,确保路基具有较大的强度,并且把严格控制路桥间的沉降差,充分发挥搭板的作用,进而确保工程质量.从工程实践效果来看,工作人员在对过渡段处理时要注意几个方面问题：①要确保过渡段路堤基床表层满足相关要求,这样不但能够确保工程的安全性,还能保证列车安全行驶.②在路堤与横向结构物连接处应该设置过渡段,在基床基层填筑级配碎石并掺入适量的水泥,充分发挥级配碎石填料的优势,这就需要工作人员对过路段与路基进行有效连接,并且选择合适的级配碎石,从而提高工程质量.
4.7 完善地表防排水
路基填筑完成后,应立即对坡面进行刷坡整理,同时砌筑骨架防护并栽树植草防护坡面,及时完善边坡坡脚地表排水沟,将排水盲沟出口引至地表排水沟内,并统一引至附近的排水系统.
4.8 质量控制要点和检验标准
质量控制要点如下: 地质情况核查必须仔细认真,这是选择地基处理方式的前提基础; 地基处理后,必须对处理后的地基进行检测,地基承载力或复合地基承载力必须满足设计要求,并有一定的排水横坡; 渗水路基的渗水盲沟必须注意保护,避免在填筑时大型机械碾压失效; 过渡段填筑施工前,桥台台背位置不论桥台排水是否流向路基,都需要做渗水墙,并沿桥台引至锥坡外侧; 因高速列车风压作用,台背难免有水渗入;因填料中掺入水泥,拌制的填料必须及时运输摊铺碾压,避免水泥因时间较长而失效; 填筑碾压时,利用小型夯机人工夯实的部分应重点检测,避免出现压实死角.
5、高速铁路施工期间路基与桥梁、涵洞过渡段的处理措施5.1 选择优质填料建筑法,进行土质改
良在高速铁路施工期间高速铁路施工期间路基与桥梁、涵洞过渡段进行处理时应当选择优质的填料作为过渡段建设,通过优质的填料选择,加大过渡段较软的一侧的硬度,增进材料稳定和易控制性,减小路基沉降,稳定的填充过渡段的空间性.此外也可以对选择填充的土质进行适当改良,提高填土的强度,增加填土的压缩性,减小路桥之间刚度的差异性,避免由于填土的强度过低造路基与桥梁进行连接的过渡段变形,造成路面平整度受到损失.
5.2 加筋土法和使用过渡板
在过渡段的建设过程中在过渡段的基层建设时适当的增加筋材数量,保障过渡段的基层强度,而筋材的空间布置位置应该依据过渡段的实际情况给予相应的变化,加筋土的方式主要可以增加过渡段的抗压能力,增强过渡段的负荷承受能力,避免过过渡的变形.其次,可以选择使用过渡板的方式对过渡段经行保护和处理,过渡板可以缓解由于高铁运行过快,质量过重造成的过渡段受损严重的弥补,直接增加过渡段的抗压强度,安全系数相对较高,保障过渡段的安全且操作性较容易.
5.3 增大轨道刚度
增大轨道刚度是通过改变轨道刚度的办法提升过渡段的可承载能力.首先可以通过调节轨枕的长度和间距来增大轨道刚度.通过调节轨枕的长度,增加间距来增大轨道受力面积,使轨道所承受的压力减缓,实现减轻过渡段上部的轨道压力,从而减轻过渡段的受重能力；其次增大轨道刚度.过渡段的基层相对于其他直接建设在地面上的基础相比较脆弱,因此应当加大轨道的刚度,增加轨道的受重能力以缓和过渡段的承重能力.
5.4 设置橡胶垫层减少过渡重力
将橡胶层应用到过渡段较硬的一侧能够减轻轨道与过渡段之间进行直接摩擦.使过渡段的硬侧刚度值与软侧的硬度值相互平衡,形成过渡段受力平衡,避免由于一侧受力过大造成路面的变形坍塌.同时,由于过渡段的建筑以钢筋和土质填充为主,路面由于受到严重的挤压,造成过渡段内部土质板结,形成土质之间的空隙,也会造成路面的变形,承重能力下降,是过渡段造成破坏.
在过渡段中设置橡胶层能够缓解过渡段整体受压程度,平衡过渡段两侧的受压能力,一定程度上减缓了过渡段的承重,能够保护过渡段的使用.结论：
随着我国经济的快速发展,人们对高铁不仅有量的需求,更有质的需求.这就要求施工人员在施工中要不断提高施工技术和质量控制水平,提升高铁建设的整体质量.文章对高铁施工中桥路过渡段这一薄弱环节进行简要分析,并提出了相应的解决方案和控制要点,随着我国的经济发展,高速铁路的建设必然会不断进行技术革新,因此应不断加强对相关技术和质量的管理,进一步提升我国高速铁路桥梁的建设水平.
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综上所述,此文为适合过渡段和高速铁路路基和桥梁论文写作的大学硕士及关于高速铁路本科毕业论文，相关高速铁路开题报告范文和学术职称论文参考文献.
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