一种高速铁路路桥过渡段结构及构筑方法与流程

本发明涉及岩土工程，特别涉及高速铁路路基与桥梁过渡段工程。

背景技术：

高速铁路对平顺性、舒适性要求很高，不同结构之间的差异沉降以及刚度匹配直接决定了线路的最终使用状态。高速铁路路基通常情况是采用土工材料进行填筑，而桥梁结构是钢筋混凝土构筑物，这两者之间的差异沉降控制和刚度匹配是高速铁路修建的关键技术之一。目前高速铁路多采用级配碎石掺水泥作为路桥过渡段结构进行路桥刚度匹配，采用较长并且间距较小的复合地基进行差异沉降控制。目前采用的措施对控制路桥刚度匹配和差异沉降具有较好的效果，也存在一定的缺点，比如邻近桥台处路堤填筑高度通常是最高的，采用的级配碎石掺水泥材料用量大，并且产生的重度大，使得地基土产生的沉降量加大；当桥头地基土为软弱土时，地基加固措施施工困难、投资大、沉降控制难度加大。由此，提出一种新的高速铁路路桥过渡段结构及构筑方法具有十分重要的意义和发展前景。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高速铁路路桥过渡段结构，以实现路桥过渡段刚度匹配和差异沉降可控，并具有较好的经济性、施工方便、环保等特点。

本发明解决该技术问题采用技术方案如下：

本发明的一种高速铁路路桥过渡段结构，其特征是它包括：地基加固桩和腔体框架，地基加固桩纵横向间隔成排设置在过渡段天然地基土中形成复合地基，腔体框架设置在复合地基之上；柔性封闭袋，放置在腔体框架中，连接管穿过腔体框架，一端与柔性封闭袋连接，另一端伸出腔体框架外；保护填筑体和表层结构，保护填筑体分层填筑在腔体框架两侧外，表层结构填筑在腔体框架顶部之上。

本发明所要解决的另一技术问题是提供以上一种高速铁路路桥过渡段结构的构筑方法，该方法包括如下步骤：

①在过渡段天然地基土中施工地基加固桩形成复合地基；

②整平复合地基场地，施工腔体框架的底部及两侧壁；

③在腔体框架中放入柔性封闭袋，连接管与柔性封闭袋密封连接；

④施工腔体框架顶部，连接管外端伸出腔体框架之外；

⑤通过连接管向腔体框架内的柔性封闭袋中注入高压气体，加气完成后封闭连接管；

⑥分层填筑腔体框架两侧的保护填筑体；

⑦填筑腔体框架顶部的表层结构。

本发明的有益效果是，能有效控制路桥过渡段差异沉降，实现路桥过渡段刚度匹配和可控；通过在腔体框架内充填高压气体，替代传统级配碎石掺水泥结构，具有重量轻、刚度大、经济性好等特点，而且施工方便，符合环保要求。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本发明一种高速铁路路桥过渡段结构的横断面示意图。

图2是本发明一种高速铁路路桥过渡段结构的纵剖面示意图。

图中示出构件名称及所对应的标记：地基加固桩1、腔体框架2、柔性封闭袋3、连接管4、保护填筑体5、表层结构6、天然地基土a、桥台桩基b、桥梁承台c、地面线d。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参照图1和图2，本发明的一种高速铁路路桥过渡段结构包括：地基加固桩1和腔体框架2，地基加固桩1纵横向间隔成排设置在过渡段天然地基土a中形成复合地基，腔体框架2设置在复合地基之上；柔性封闭袋3，放置在腔体框架2中，连接管4穿过腔体框架2，一端与柔性封闭袋3连接，另一端伸出腔体框架2外；保护填筑体5和表层结构6，保护填筑体5分层填筑在腔体框架2两侧外，表层结构6填筑在腔体框架2顶部之上。。

设置在天然地基土a中的地基加固桩1与地基土共同承担上部结构及列车荷载，并控制天然地基土a的沉降量，解决路桥间的差异沉降问题。腔体框架2作为上部表层结构和列车荷载的承载结构，腔体框架2的大刚度满足路桥过渡段的刚度匹配，腔体框架2替代了传统的级配碎石掺水泥过渡段结构，并且具有重量轻，能大大减小对地基产生的沉降，从而减小地基加固桩1的处理深度，节约工程投资。通过在柔性封闭袋3中注入高压气体，使得腔体框架2呈现为实体受力结构体，从而可以大大减小腔体框架2的截面尺寸，节约工程投资，采用柔性封闭袋3使得其在高压气体作用下能与腔体框架2的内壁之间具有良好的面接触，使腔体框架2受力均匀，设置连接管4使得柔性封闭袋3可以在腔体框架2外进行高压充气，并利于气体封闭施工。保护填筑体5固定腔体框架2，并与非过渡段路堤工程具有良好的衔接。在腔体框架2顶部之上设置表层结构6，可以缓冲列车动荷载对腔体框架2的冲击作用，同时能与相邻路堤结构良好衔接。本发明的最大特点是通过在腔体框架2内充填高压气体，替代传统级配碎石掺水泥结构，具有重量轻、刚度大、经济性好等特点。

参照图1、图2，腔体框架2采用钢筋混凝土浇筑，截面厚度不小于0.3m，并能承受上部所有荷载和柔性封闭袋3内的高压气体作用，其纵向设置宽度一般5-8m。柔性封闭袋3可利用橡胶等柔性材料制作，其充气后的体积应不小于腔体框架2空腔体积的1.2倍，其形状可采用立方体或球状体，立体面应与腔体框架2匹配并对应放置。连接管4封闭后应满足耐久性要求。保护填筑体5可采用路堤本体部位要求类型的填料进行填筑，表层结构6采用级配碎石掺5％水泥填筑，过渡段纵向设置长度不小于20m。

参照图1，本发明一种高速铁路路桥过渡段结构的施工方法，包括如下步骤：

①在过渡段天然地基土a中施工地基加固桩1形成复合地基；

②整平复合地基场地，施工腔体框架1的底部及两侧壁；

③在腔体框架2中放入柔性封闭袋3，连接管4与柔性封闭袋3密封连接；

④施工腔体框架2顶部，连接管4外端伸出腔体框架2之外；

⑤通过连接管4向腔体框架2内的柔性封闭袋3中注入高压气体，加气完成后封闭连接管4；

⑥分层填筑腔体框架2两侧的保护填筑体5；

⑦填筑腔体框架2顶部之上的表层结构6。

所述步骤⑤中，注入柔性封闭袋3内的高压气体压力略大于上部表层结构6自重和列车荷载之和。

以上所述只是用图解说明本发明一种高速铁路路桥过渡段结构及构筑方法的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和施工方法适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

技术特征：

技术总结
一种高速铁路路桥过渡段结构及构筑方法，以实现路桥过渡段刚度匹配和差异沉降可控，并具有较好的经济性、施工方便、环保等特点。它包括：地基加固桩和腔体框架，地基加固桩纵横向间隔成排设置在过渡段天然地基土中形成复合地基，腔体框架设置在复合地基之上；柔性封闭袋，放置在腔体框架中，连接管穿过腔体框架，一端与柔性封闭袋连接，另一端伸出腔体框架外；保护填筑体和表层结构，保护填筑体分层填筑在腔体框架两侧外，表层结构填筑在腔体框架顶部之上。

技术研发人员：姚裕春;许佑顶;袁碧玉;李安洪;赵青海;肖朝乾;曾永红
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2017.06.11
技术公布日：2017.12.08