一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基及方法与流程

本发明涉及高速铁路路基、地基处理技术领域，尤其是涉及一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基及方法。

背景技术：

在交通工程领域，为了追求高速铁路列车的安全性、舒适性和平稳性，对轨道平顺性有着很高的要求。高速铁路路桥过渡段是衔接路基结构之间的特殊地段，承受轨道结构及高速列车静动荷载，由于路基和桥台之间的差异沉降和刚度不均难以避免，路桥过渡段控制不当，则会引起轨面出现高低不平顺及弯折角，影响乘客舒适性，甚至存有安全隐患。

目前，高速铁路多采用级配碎石掺水泥或设置过渡板作为路桥过渡段结构进行路桥刚度匹配，采用水泥搅拌桩、高压旋喷桩、灰土挤密桩等复合地基进行差异沉降控制。虽然在一定程度上缓解了路桥过渡段之间差异沉降较大的问题，但都存有一些缺点，比如级配碎石材料紧缺，采用级配碎石掺水泥材料用量大，路基自重增加，使得地基产生的沉降量加大；采用过渡板时当台后填土路基处理不当时，路基沉降会导致搭板脱空，甚至引起搭板断裂；由于路桥过渡段的位置特殊，路基填料难以碾压到位，致使桥台后的填料压实度较低，产生差异沉降。鉴于以上问题，本发明提出一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基，包括路基本体以及设置于路基本体和桥台之间的过渡路基，所述的过渡路基上方铺设有路基表层，下方设有沿横向和纵向排布且伸入地下土层的地基加固桩，所述的过渡路基包括梯形钢筋混凝土体、第一泡沫混凝土体和分别设置于第一泡沫混凝土体上顶面和下底面的第二泡沫混凝土体，所述的梯形钢筋混凝土体设置于第一泡沫混凝土体上顶面的第二泡沫混凝土体的上方，所述的第一泡沫混凝土体与梯形钢筋混凝土体相互配合，与路基本体之间形成阶梯结构的接触过渡面。

进一步地，所述的第一泡沫混凝土体的底面与第二泡沫混凝土体之间以及侧面与路基本体之间，分别铺设有钢丝网片。

进一步地，所述的第一泡沫混凝土体为分层浇筑的无加筋泡沫混凝土，所述的第二泡沫混凝土体为复合加筋泡沫混凝土，所述的梯形钢筋混凝土体为空心结构的预制拼装钢筋混凝土，减轻过渡段路基结构自重，使受力均匀。

进一步地，所述的第一泡沫混凝土体单层浇筑的厚度范围为0.3～0.8m，为加强泡沫混凝土段抗动荷载冲击能力，使行车平稳，相邻两层之间铺设钢丝网片，形成刚柔相济的连续体，当第一泡沫混凝土体单层浇筑长度超过15m时，每隔5～15m在断面突变处加设变形缝，所述的变形缝的厚度范围为10～20mm。

进一步地，所述的钢丝网片的网眼的面积范围为25cm²～100cm²，钢丝直径范围为3mm-8mm，且相邻幅的钢丝网片重叠铺设。

进一步地，所述的第二泡沫混凝土体中的加筋材料为玻璃纤维，长度范围为3mm-12mm，加筋材料含量范围为1％-5％，增强整体的强度。

进一步地，所述的阶梯结构的坡度为1:1，为增加路基本体的稳定性及便于现场施工，所述的阶梯结构的台阶宽度从上到下依次增加，且其最小的台阶高度为梯形钢筋混凝土体的高度。

进一步地，由于路基越靠近中线位置所受压力越大，因此所述的地基加固桩的长度从路基中心线向两边依次递减，保证复合地基稳定可靠的情况下缩减施工周期并节约成本。

进一步地，所述的桥台朝过渡路基一侧设有防震层，所述的防震层中预设有渗水沟，可更好地实现防震效果，保证列车平稳通过。

一种所述的控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基的施工方法，包括以下步骤：

1)在过渡路基对应的地基土中施工地基加固桩形成复合地基；

2)在桥台背部喷涂防震层，底部设置渗水沟；

3)在地基加固桩上填筑第二泡沫混凝土体，在第二泡沫混凝土体及路基本体上设置钢丝网片；

4)在钢丝网片上分层浇筑第一泡沫混凝土体，完成浇筑后在第一泡沫混凝土体顶部铺设钢丝网片；

5)在顶部的钢丝网片上浇筑第二泡沫混凝土体；

6)在第二泡沫混凝土体上拼装预制的梯形钢筋混凝土体，在梯形钢筋混凝土体的上表面铺设路基表层；

7)安装路基防护结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过设计空心结构的梯形钢筋混凝土体，有效减轻过渡段路基结构自重，本发明第一泡沫混凝土体使用无加筋泡沫混凝土，第二泡沫混凝土体使用复合加筋泡沫混凝土，两者不同强度的混凝土体复合应用，最大程度发挥材料的功能，降低造价，体现其经济性，提高过渡段的整体强度，减小桥台与路基间的材料刚度差异；

2)本发明所用的泡沫混凝土压缩模量大，抵抗变形的能力强、自重为普通道路填料的25％左右，有效地降低地基的附加应力、可固化自立，对桥台背后无推挤作用，减小台后路基填料回弹形成的桥台侧压力、施工不需振捣和碾压，自密实性好，对地基扰动小，施工方便，符合环保要求；

3)本发明通过在第一泡沫混凝土体的上顶面、下底面和侧面分别铺设钢丝网片，且分层浇筑的第一泡沫混凝土体的每两层之间均铺设钢丝网片，形成刚柔相济的连续体，提高抗动荷载冲击能力，使行车平稳；

4)本发明的组合路基结构通过第一泡沫混凝土体、第二泡沫混凝土体和梯形钢筋混凝土体不同强度部件之间的相互配合，增加了行车安全性，组合结构可减弱桥台与路基本体之间的动力响应，从而减小动荷载对于路基本体的冲击作用；

5)本发明适用范围较广，该组合过渡段结构不仅适用于桥梁与路基之间的过渡，也适用于隧道与路基之间、涵洞与路基之间的过渡。

附图说明

图1为本发明路基结构的纵剖面示意图；

图2为本发明路基结构的横剖面示意图；

图3为本发明地基加固桩的俯视剖面图。

其中，1、桥梁梁体，2、支座，3、桥台，4、桥墩，5、防震层，6、路基表层，7、第一泡沫混凝土体，8、梯形钢筋混凝土体，9、路基本体，11、钢丝网片，12、地基加固桩，13、渗水沟，14、第二泡沫混凝土体，15、填土，16、边坡防护。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明提供一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的路基，包括路基本体9以及设置于路基本体9和桥台3之间的过渡路基，过渡路基上方铺设有路基表层6，下方设有沿横向和纵向排布，且伸入地下土层的地基加固桩12。

过渡路基包括梯形钢筋混凝土体8、第一泡沫混凝土体7和分别铺设于第一泡沫混凝土体7上顶面和下底面的第二泡沫混凝土体14，梯形钢筋混凝土体8设置于第一泡沫混凝土体7上顶面的第二泡沫混凝土体14之上，第一泡沫混凝土体7与梯形钢筋混凝土体8相互配合，与路基本体9之间形成阶梯结构的接触过渡面。

如图1、图2和图3所示，地基加固桩12纵横向间隔成排设置在过渡段的天然地基土中形成复合地基，且地基加固桩12的长度从路基中心线向两边依次递减，复合地基的地基加固桩12上铺设一层第二泡沫混凝土体14，第二泡沫混凝土体14上方铺设一层钢丝网片11，作为底钢丝网片11，该钢丝网片11上部分层浇筑第一泡沫混凝土体7，第一泡沫混凝土体7的上表面依次铺设一层顶钢丝网片11、一层第二泡沫混凝土体14、一层梯形钢筋混凝土体8以及一层路基表层6。桥台3朝向过渡路基的一面设置防震层5，防震层5内预施工设有渗水沟13。梯形钢筋混凝土体8和第一泡沫混凝土体7与路基本体9之间的接触部分，形成阶梯结构，该阶梯结构的坡度为1:1，台阶宽度从上到下依次增加，且最小的台阶高度与梯形钢筋混凝土体8等高。且第一泡沫混凝土体7与路基本体9之间也铺设有钢丝网片11。

本实施例中，第二泡沫混凝土体14为高强复合加筋泡沫混凝土体，其内的加筋材料为玻璃纤维，筋材长度为3mm，筋材含量为1％。

本实施例中，第一泡沫混凝土体7为分层浇筑而成的无加筋泡沫混凝土体，其单层浇注的厚度，除狭小面积可按小于等于1.0m控制外，其他按0.3m～0.8m控制，相邻两层的顶部和底部之间设置一层网眼为5cm×5cm的钢丝网片11，钢丝直径3mm，相邻幅的钢丝网，应重叠铺设20cm，重叠部位宜用铁丝绑扎，相邻绑扎点间距不应超过10倍网眼边长。且当填筑泡沫混凝土长度超过15m时，应按5m～15m设置一道变形缝，在断面突变处加设变形缝，变形缝材料为10mm～20mm模板。

本实施例中，梯形钢筋混凝土体8为预制梯形钢筋混凝土体，在施工时直接进行拼装，可以有效缩短工期，减少现场维护时间，如图1和图2所示，其内部为空心结构，可以有效减轻自重，使受力均匀。

本实施例中，防震层5为喷涂在桥台3侧面的高分子聚合物层。

本实施例中，铺设在表面的路基表层6为级配碎石+5％水泥。

本发明适用范围较广，该组合过渡段结构不仅适用于桥梁与路基之间的过渡，也适用于隧道与路基之间、涵洞与路基之间的过渡。

本实施例中，以路桥过渡段为例，提供该路基结构的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤1：在桥墩4上修筑桥台3，路基本体9填筑为阶梯状。

步骤2：在过渡段天然地基土中施工地基加固桩12形成复合地基。

步骤3：在桥台3朝向过渡路基一侧底设置渗水沟13，且喷涂高分子聚合物层。

步骤4：在地基加固桩12上填筑第二泡沫混凝土体14，在第二泡沫混凝土体14及路基本体9上设置钢丝网片11。

步骤5：在钢丝网片11上分层浇筑第一泡沫混凝土体7，在第一泡沫混凝土体7上表面设置钢丝网片11。

步骤6：在顶部钢丝网片11上浇筑第二泡沫混凝土体14。

步骤7：在梯形钢筋混凝土体8上拼装梯形钢筋混凝土体8，在梯形钢筋混凝土体8上铺设路基表层6。

步骤8：在整体结构基本完成之后，进行刷坡满足铁路设计要求，刷坡坡度为1:1.75，并进行填土15和边坡防护16。

步骤9：在桥台3的前侧的上表面开设凹槽，在凹槽内通过支座2安装桥梁梁体1。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。