高速铁路路基工程技术(2010-10)

高速铁路路基工程技术(2010-10)
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标准类别:交通标准
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高速铁路路基工程技术(2010-10)

高速铁路路基工程技术是现代铁路建设中一项关键性技术领域,主要涉及高速铁路路基的设计、施工、材料选择及维护管理等方面。随着我国《中长期铁路网规划》的实施和高铁网络的快速扩展,高速铁路路基工程技术在保障列车运行安全、平稳和高效方面发挥了重要作用。

2010年左右,我国高速铁路建设进入快速发展阶段,《高速铁路设计规范》等相关技术标准相继出台,为路基工程提供了科学依据。高速铁路路基工程技术的核心目标是确保路基具有足够的强度、稳定性和耐久性,以适应高速列车运行时对轨道几何状态的高要求。为此,路基工程采用了先进的设计理念和技术手段,例如采用CFG桩复合地基、粉喷桩等地基处理技术来提高软土地基的承载力;通过严格的填料控制和分层压实工艺,确保路基的均匀性和密实度;同时,利用高性能土工合成材料(如土工格栅)增强路基的整体稳定性。

此外,高速铁路路基工程技术还注重环保与可持续发展。例如,在施工过程中尽量减少对周围生态环境的影响,合理利用当地资源,并通过监测系统实时掌握路基沉降和变形情况,及时采取措施进行调整和维护。这些技术的应用不仅提高了路基工程的质量,也推动了我国高速铁路建设技术水平的全面提升。

总之,高速铁路路基工程技术是一项综合性强、技术含量高的领域,它的发展为我国高铁事业奠定了坚实的基础,同时也为全球高速铁路建设提供了宝贵经验。

1.1工后沉降:铺轨工程完成以后,基础设施产生的沉降量。 (1)工后均匀沉降:铺轨工程完成后,一定区域范围内线下工程沉降量的相同性及其分 布。 (2)工后不均匀沉降:铺轨工程完成后上海医科大学附属医院门急诊医技楼改扩建工程施工组织设计,一定区域范围内线下工程测点不同沉降量的差 异大小及其分布。 (3)差异沉降:铺轨工程完成后,路基与桥台、隧道等结构物间的沉降变形量差。 不均匀沉降、差异沉降大小直接影响到列车运行中的舒适度指标和安全性指标,尤其 对于无作轨道直接影响到其安全使用寿命。

高速铁路路基了程技术

我国高速铁路科技攻关研究表明:高速铁路高安全性、高舒 适性要求轨道结构在列车荷载长期动力作用下保持高平顺性,这 就要求要严格控制路基、桥涵和隧道工程的工后沉降和不均匀沉 降。 从概念上来看,差异沉降包含在不均匀沉降中,不均匀沉降 均匀沉降则包含在工后沉降中。 线路设计、施工的目的就是要最大限度地减小工后沉降、消 除不均匀沉降和差异沉降。 从满足列车安全、高速、舒适度要求出发,控制线路 的沉降满足规范要求是最终目标,追求差异沉降、不均 匀沉降为零是线下工程的理想目标。

1.2路基工后沉降量控制标准演化过程

高速铁路路基了程技术

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工后沉降标准与设计速度、轨道类型、施工工期、轨道维修养护标准和维修周 期、工程投资大小等因素有关,工后沉降控制措施与精度与地质勘察试验手段 和精度,沉降计算、观测、评估分析的方法和精度密切相关。

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1.3 不同国家工后沉降控制标准

为了保证250km/h新干线轨道高低不平顺折 角限值3%.及振动叠加要求,规定沿线路10m长 地段的下部结构最大沉降差不大于15mm,并且 每公里低于0.1处

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(1)工后沉降一般不应超过扣件允许调高量 15mm; (②)沉降比较均匀、长度大于20m的路基,其工后 沉降量不大于30mm,但同时应满足调整后的竖 曲线半径要求。 (③)路桥、路隧等过渡段区段路基与结构物间的 差异沉降量不应大于5mm,过渡段沉降造成的路 基与结构物间的折角不应大于1%

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·1.3.2有轨道路基

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(1规定有作轨道在基床滤水层验收后剩余沉降量应小于2cm,并 且在第一列高速车开行之前和最后一次捣固之后完全稳定,或最 晚在滤水层验收后的18个月内沉降完全稳定。 ②)其管理标准:每30m不均匀沉降量应小于4mm/年,每200m不 均匀沉降量应小于10mm/年。 2 (③)强调应重视路基的不均匀沉降控制,尤其是设置涵洞的地段

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(1)时速300km/h高速铁路路基工后沉降量不应大子 5cm,年沉降速率应小于2cm/年。 ②)桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm

对比分析上述三个国家的沉降变形控制指标,不 论是有矿轨道路基、还是无矿轨道路基,日本、德 国、法国均非常重视路基不均匀沉降变形控制。 同样,我国也非常重视路基了后沉降变形量和差 异沉降变形量要求,即无矿轨道路基了后沉降变形 量小. 于15mmo

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路基刚度指标:K3o(MPa/m),Ev2(MPa),Evd(MPa) 与此相关的基本条件:路基填料和压实系数必须满足相应的要求

2.1路基填料和压实标准

(1)基床以下路基填料和压实标准

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填料最大粒径不超过75mm。

(2)基床底层填料和压实标准

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1.无作轨道可采用K3o或Ev2。当采用Ev2时,其控制标准为Ev2≥80MPa且Ev2/Ev1≤2.5。 2.括号内数字为寒冷地区化学改良土考虑冻融循环作用所需强度值。 3.填料最大粒径不得大于60mm。

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.2重型击实标准、轻型(普式)击实标准、南实处击实成果

2.3我国路基压实标准与德、法压实标准比较

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最大干密度 1.97 2.04 2.07 2.10 2.15 2.19 孔隙率 n=0.31 0.93 0.9 0.89 0.877 0.857 0.84 n=0.28 0.975 0.94 0.928 0.915 0.894 0.877 n=0.25 1.01 0.98 0.967 0.953 0.93 0.914 n=0.23 1.04 1.008 0.993 0.979 0.956 0.938 n=0.20 1.08 1.047 1.031 1.02 0.99 0.975 n=0.18 1.11 1.07 1.057 1.04 1.018 0.999

路基施工过程控制中,以压实系数为主要控制指标

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2.4中外路基压实标准对比

备注:德国、法国采用普氏击实标准(即轻型击实标准),击实功为 中国、日本、韩国采用重型击实标准,击实功为2682.7kj/㎡²。

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目前我国的路基填料多采用A、B组填料和C组改良土;A、B组 填料粒径控制标准趋近于德国标准,例如武广试验段、京津城际 目前采用的填料控制标准。

①)压实密度:无论是有轨道路基还是无轨道路基,我国的 压实标准即压实系数大于德、法等国制定的压实度Dpr标准。 ②)刚度标准:对应的力学指标在一定程度上也高于德、法标准 可以说,我国的路基压实标准已涵盖德、法标准,因此是可行 的,可满足铺设有轨道和无轨道要求。

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以往:相对弱于德法,主要表现为集料窝现象严重,路基结构相对不均匀,此为路基通 病,必须克服。 依据新规范,基床以下路基填料粒径小于75mm、基床底层填料粒径小于60mm,因 此,路基均匀性指标将得到彻底改观并满足设计要求。

不论是有作轨道路基、还是无作轨道路基,日本、德国、法国均非常重视路基的不均 匀沉降变形控制。

①)我国路基刚度指标基本上和德、法相当或略高。 ②路基工后沉降标准高于日、德、法标准。 ③我国路基技术标准体系体现了当今世界高速铁路的最高水准

3.1设置过渡段的原则:轨道基础竖向刚度出现突变的路基与桥台、路基与涵洞、路堤 与路堑、路基与隧道出口、有作轨道与无轨道等分界处设置过渡段。

3.2相关咨询成果(第一次)

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(1)德、法在路桥过渡段均不采用加筋土填料。法国强调刚度过渡的均匀 性。 ②日本仅在抗震要求较高的过渡段采用加筋土填料,钢筋锚固在桥台上 ③过渡段填料:咨询国均提出要采用掺3~5%水泥的级配碎石,靠近桥 台20m范围内的基床表层级配碎石也要添加3%的水泥,以保证刚度均匀 过渡。 4)德、法、日认为采用正梯形和倒梯形过渡段形式均能满足过渡要求, 推荐以正梯形为主,但在具体应用中,应根据桥、路的施工顺序和条件矿 定。 5路涵过渡段:法、日提出无论涵顶填土厚度多少,最好都设过渡段;衍 国认为当涵洞顶面宽度小于2.0m时,可不设过渡段。

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相关咨询成果(第二次)

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(1)斜交过渡段利用级配碎石调整成尾部正交的设计方案合理 (②德国根据其科学研究和最新的工程实践提出可采用1:5或1:3倒梯形过渡段型式,当地基的 Ev2<45MN/m时,须采取相应的地基处理措施。 ③德国DEC建议不采用混凝土搭板过渡,原因是搭板混凝土和路基材料间存在差异,会导致错台 或差异沉降产生。但obermeryer、pfleider等公司仍采用带牛腿的混凝土搭板过渡。 ④)对于路隧过渡段,德国重视地基处理后的刚度与隧道仰拱刚度间的过渡,一般采用渐变厚度 混凝土过渡,初始厚度同仰拱,结束厚度同基床表层,过渡段地基要求Ev2>45MN/㎡2,否则应进行 地基处理。 5当两桥间距离小于40~60m时,两桥间采用倒梯形过渡段方案,其楔形体在中间闭合,路基部 分采用水泥改良土填筑。

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某仿古工程施工方案般路堤与横向结构物(h>1.0m)过渡段示意图

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路堤与横向结构物(h≤1.0m)过渡段示意图

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·3.4路堤与路堑过渡段

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