CN106436497B - 中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构 - Google Patents
中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于中低速磁悬浮交通工程低置线路技术领域，并公开了中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，包括桩基承载结构、钢筋混凝土承轨梁底板、两排钢筋混凝土梁式结构、承轨梁下路基填料和承轨梁两侧回填填料，桩基承载结构设置有多根；钢筋混凝土承轨梁底板的顶部承接所述钢筋混凝土梁式结构；承轨梁两侧回填填料通过所述承轨梁下路基填料承接。本发明可避免传统低置线路承轨梁结构的缺陷，长期稳定性更好，而且其既满足中低速磁悬浮交通工程轨道结构对承轨梁结构变形和工后沉降的高要求，又满足基床长期稳定性、耐久性和施工质量的可控性的要求，且经济性更佳。
Description
技术领域
本发明属于中低速磁悬浮交通工程低置线路技术领域，更具体地，涉及中低速磁浮交通工程双线填方地段承轨梁结构型式。
背景技术
中低速磁悬浮轨道交通属于一种新型交通方式，国内外的研究成果较少，全世界开通运营的线路更是少数。目前只有2005年3月日本建设开通的中低速磁悬浮铁路商业运行线-东部丘陵线和2014年6月韩国开通的中低速磁悬浮铁路商务运行线。而中国的中低速磁悬浮交通目前只有国防科技大学试验线、青城山试验线、唐山实验线，但没有投入运营的正式线路，且均以高架结构为主，鲜见有关低置线路承轨梁结构方面的研究与应用。
中低速磁悬浮悬交通土建部分主要包含桥梁、低置线路、车站及车辆段，低置线路由轨排、承轨梁与承轨梁下路基组成，支承轨道的承轨梁设置在由土工结构物构成的路基之上，中低速磁悬浮列车的运行包括悬浮、导向、驱动和制动都需要在承轨梁上完成的。磁悬浮列车对线路结构变形要求很高，因为结构很小的变形就可能影响乘车的舒适性甚至威胁行车安全，所以承轨梁的设计十分重要。
现有的承轨梁结构应用在中低速磁悬浮交通低置线路上存在以下问题：
(1)现有的低置线路承轨梁结构设置于路堤土工结构物之上，路堤土工结构物由填料填筑压实而成，压实质量不易控制，后期容易发生变形，工后沉降难以控制。
(2)低置线路承轨梁结构对路基及地基的工后沉降要求高，而线路穿过区域的地质条件一般都是复杂多变的，因此还需要同时对地基进行加固处理，路基填筑放坡后地基加固面积增大，造价高，工期长；且地基处理属于隐蔽性工程，采用常规的软土地基加固措施进行加固，施工质量不易控制。
(3)由于填料填筑压实而成的低置线路土工结构物具有易损性，且施工质量不易控制，相对容易产生不均匀沉降，引起承轨梁下基床纵向和横向稳定性变差，从而使承轨梁结构的整体稳定性受损。
磁悬浮低置线路承轨梁对路基工后沉降、基床长期稳定性和耐久性要求更高，当线路位于地基加固地段时，采取传统的承轨梁结构型式存在施工工期长，施工质量不易控制、结构整体稳定性差及经济性差等缺陷。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，可避免传统低置线路承轨梁结构的缺陷，施工质量更容易控制，长期稳定性更好，而且其既满足中低速磁悬浮交通工程轨道结构对承轨梁结构变形和工后沉降的高要求，又满足基床长期稳定性、耐久性和施工质量的可控性的要求，且经济性更佳。
为实现上述目的，本发明提供了中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，包括桩基承载结构、钢筋混凝土承轨梁底板、两排钢筋混凝土梁式结构、承轨梁下路基填料和承轨梁两侧回填填料，其中，
所述桩基承载结构设置有多根，每根所述桩基承载结构均竖直设置，并且每根所述桩基承载结构的顶端均承接所述钢筋混凝土承轨梁底板；
所述钢筋混凝土承轨梁底板的顶部承接两排所述钢筋混凝土梁式结构，并且所述桩基承载结构嵌入所述钢筋混凝土承轨梁底板与其刚接，所述钢筋混凝土承轨梁底板与每排所述钢筋混凝土梁式结构一体浇筑成型，从而共同构成钢筋混凝土承轨梁；
两排所述钢筋混凝土梁式结构之间设置有线间排水坡段，所述线间排水坡段具有横向坡度和纵向坡度，以用于将水流引入相邻两节钢筋混凝土承轨梁底板节间伸缩缝进而将水流排出；
所述承轨梁下路基填料设置在浅层加固区和所述钢筋混凝土承轨梁底板之间，以用于为所述钢筋混凝土承轨梁底板和承轨梁两侧回填填料提供施工平台，并为所述桩基承载结构提供侧向支撑；其中，所述浅层加固区设置在软弱地层的浅表层，并且所述浅层加固区、所述承轨梁下路基填料及所述钢筋混凝土梁式结构的纵向一致；
所述承轨梁两侧回填填料通过所述承轨梁下路基填料承接，并且所述承轨梁两侧回填填料抵住所述钢筋混凝土承轨梁底板的两侧，以对所述钢筋混凝土承轨梁底板起保护作用及约束所述钢筋混凝土承轨梁底板的横向移动，并提供养护维修通道；
所述承轨梁下路基填料和所述承轨梁两侧回填填料共同构成填料填筑体，所述填料填筑体两侧设置有排水坡；
每根所述桩基承载结构的下端依次穿过所述承轨梁下路基填料、所述浅层加固区和所述软弱地层后伸入持力层内，以在软弱地层产生沉降时，所述桩基承载结构可承受负摩阻力，从而向钢筋混凝土承轨梁底板和钢筋混凝土梁式结构提供稳定的承载力，以降低因填料填筑体的沉降对钢筋混凝土承轨梁的竖向、纵向和横向刚度产生的不利影响。
优选地，所述桩基承载结构为钻孔灌注桩，其顶端伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板内并且钻孔灌注桩的钢筋笼也伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板内。
优选地，所述承轨梁两侧回填填料的高度与所述钢筋混凝土承轨梁底板的高度相等。
优选地，所有的这些所述桩基承载结构呈行列排布。
优选地，所述线间排水坡段的横向坡度为3％～5％，纵向坡度不小于2‰。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的钢筋混凝土承轨梁底板、钢筋混凝土梁式结构均采用钢筋混凝土现场整体浇筑，二者组成整体钢筋混凝土结构用以直接承担轨道荷载及轨道传递的磁浮列车荷载，再将自重及上部荷载传递给与其刚性连接的桩基承载结构，结构可靠性高。
(2)本发明的桩基承载结构深入持力层内，路堤产生一定沉降时，桩基承载结构依然可承受负摩阻力而提供较强的承载力，避免了因填料压实和地基加固质量不易控制造成的不均匀沉降对承轨梁竖向、纵向和横向刚度的影响，结构纵横向刚度及结构可靠性更优。
(3)在低置线路软土地段，根据路堤稳定性的需要对软弱地层的浅表层进行必要的加固，其加固深度由路堤稳定性控制，相比于由沉降和稳定双指标控制时的传统单一地基加固方式而言，浅层加固区加固深度小，结合桩基承载结构可有效控制路堤稳定和路基工后沉降。非软土地段更可以避免路堤填筑放坡后产生的大面积范围的地基加固工程，且桩基承载结构施工质量更易控制，可有效控制施工质量，节约投资，缩短工期，具有明显的技术和经济优势。
(4)双线的两排钢筋混凝土梁式结构通过钢筋混凝土承轨梁底板组合在一起，可以有效增加钢筋混凝土梁式结构的横向刚度，使左右两节钢筋混凝土梁式结构置于刚度相同的钢筋混凝土承轨梁底板上，可以有效增加钢筋混凝土梁式结构的横向稳定性，控制钢筋混凝土梁式结构之间的差异沉降，也利于运营期间的检修与维护，措施简单、易施工、造价省、效果好。
附图说明
图1是本发明的横断面示意图；
图2是本发明的纵断面示意图；
图3是本发明中桩基承载结构的分布示意图；
图4是本发明中钢筋混凝土承轨梁底板与桩基承载结构的连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图4，中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，包括桩基承载结构3、钢筋混凝土承轨梁底板2、两排钢筋混凝土梁式结构1、承轨梁下路基填料5和承轨梁两侧回填填料4，其中，
所述桩基承载结构3设置有多根，每根所述桩基承载结构3均竖直设置，并且每根所述桩基承载结构3的顶端均承接所述钢筋混凝土承轨梁底板2；
所述钢筋混凝土承轨梁底板2的顶端承接两排所述钢筋混凝土梁式结构1，并且所述桩基承载结构3的顶部嵌入钢筋混凝土承轨梁底板2与其刚接，所述钢筋混凝土承轨梁底板2与每排所述钢筋混凝土梁式结构1一体浇筑成型，从而共同构成钢筋混凝土承轨梁9；
两排所述钢筋混凝土梁式结构1之间设置有线间排水坡段，所述线间排水坡段具有横向坡度和纵向坡度，以用于将水流引入相邻两节钢筋混凝土承轨梁底板2节间伸缩缝进而将水流排出；所述线间排水坡段的横向坡度为3％～5％，更优选为4％，线间排水坡段的纵向坡度不小于2‰，以便于排水。
所述承轨梁下路基填料5设置在浅层加固区6和所述钢筋混凝土承轨梁底板2之间，以用于为所述钢筋混凝土承轨梁底板2和承轨梁两侧回填填料4提供施工平台，并为所述桩基承载结构3提供侧向支撑；其中，所述浅层加固区6设置在软弱地层7的浅表层，并且所述浅层加固区6、所述承轨梁下路基填料5及所述钢筋混凝土梁式结构1的纵向一致；
所述承轨梁两侧回填填料4通过所述承轨梁下路基填料5承接，并且所述承轨梁两侧回填填料4抵住所述钢筋混凝土承轨梁底板2的两侧，以对所述钢筋混凝土承轨梁底板2起保护作用及约束所述钢筋混凝土承轨梁底板2的横向移动，并提供养护维修通道；
所述承轨梁下路基填料5和所述承轨梁两侧回填填料4共同构成填料填筑体10，所述填料填筑体10两侧设置有排水坡11；
每根所述桩基承载结构3的下端依次穿过所述承轨梁下路基填料5、所述浅层加固区6和所述软弱地层7后伸入持力层8内，以在软弱地层7产生沉降时，所述桩基承载结构3可承受负摩阻力，从而为钢筋混凝土承轨梁底板2和钢筋混凝土梁式结构1提供稳定的承载力，以降低因填料填筑体10的沉降对钢筋混凝土承轨梁9的竖向、纵向和横向刚度产生的不利影响。
进一步，所述桩基承载结构3为钻孔灌注桩，其顶端伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板2内并且钻孔灌注桩的钢筋笼也伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板2内，所述承轨梁两侧回填填料4的高度与所述钢筋混凝土承轨梁底板2的高度相等，所有的这些所述桩基承载结构3呈行列排布。
该结构型式可有效解决中低速磁悬浮交通工程低置线路对路基工后沉降要求严格、采取传统的地基加固措施导致的地基加固工程庞大、投资大、工期长，以及地基处理及路堤填筑施工质量不易控制、基床长期稳定性和耐久性差的问题，从而提高低置线路承轨梁结构的可靠度，降低传统结构型式的工程风险。
本发明的钢筋混凝土承轨梁9采用钢筋混凝土现场整体浇筑，以直接承担轨道荷载及轨道传递的磁浮列车荷载，再将自重及上部荷载传递给与其刚性连接的桩基承载结构3，结构可靠性高，可省掉传统的路堤填筑放坡后产生的大面积地基加固处理。
桩基承载结构3采用钻孔灌注桩，横向及纵向具有排列有多根钢筋混凝土钻孔灌注桩，纵向和横向刚度大；且桩基承载结构3深入持力层8，软弱地层7产生沉降时，桩基承载结构3依然可承受负摩阻力而向钢筋混凝土承轨梁底板2提供较强的承载力。
低置线路通过软土地段时，应根据路堤稳定性的需要对地基浅表层进行必要的加固，形成浅层加固区6。浅层加固区6的加固深度由路堤稳定性控制，其加固深度应根据路堤填高、地基条件通过稳定性检算确定。相比于由沉降和稳定双指标控制时的传统单一地基加固方式而言，浅层加固区6加固深度小，结合桩基承载结构3可有效控制路堤稳定和路基工后沉降。相比之下，该新型结构地基加固数量小，投资小，且更利于施工质量和工后沉降的控制，并且节省造价和缩短工期。
本发明的制作步骤如下：
(1)平整施工场地，根据设计要求进行必要的浅层地基加固处理，形成浅层加固区6，然后根据路堤填筑要求分层填筑并压实至钢筋混凝土承轨梁底板底面标高；
(2)在钢筋混凝土承轨梁底板底面标高处于路堤路基横断面、纵断面方向施工钻孔灌注桩，即桩基承载结构3，钻孔桩施工应采用对已填筑路堤扰动小的施工工艺，必要时在路堤填筑高度范围内设置钢护筒或引孔；在钻孔灌注桩达到要求强度后，按规范要求截除桩头，绑扎钢筋混凝土承轨梁底板及与桩的连接钢筋；
(3)根据设计节长对钢筋混凝土承轨梁底板2和钢筋混凝土梁式结构1分节立模，一次浇筑成型，钢筋混凝土梁式结构间回填面做成向内倾斜的横向排水坡及纵向排水坡并按设计要求做好表层防水，浇筑前做好各类预埋件如轨枕台座连接钢筋、导流轨支座预埋件等的定位与安装；
(4)各部件混凝土达到设计强度后分别拆除模板，然后将钢筋混凝土承轨梁底板2厚度范围内基床填料回填，回填面做成向外倾斜的排水坡并按设计要求做好表层防水，即形成一种用于中低速磁悬浮交通工程低置线路双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，包括桩基承载结构(3)、钢筋混凝土承轨梁底板(2)、两排钢筋混凝土梁式结构(1)、承轨梁下路基填料(5)和承轨梁两侧回填填料(4)，其中，
所述桩基承载结构(3)设置有多根，每根所述桩基承载结构(3)均竖直设置，并且每根所述桩基承载结构(3)的顶端均承接所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)；
所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)的顶部承接两排所述钢筋混凝土梁式结构(1)，并且所述桩基承载结构(3)的顶端嵌入所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)与其刚接，所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)与每排所述钢筋混凝土梁式结构(1)一体浇筑成型，从而共同构成钢筋混凝土承轨梁(9)；
两排所述钢筋混凝土梁式结构(1)之间设置有线间排水坡段，所述线间排水坡段具有横向坡度和纵向坡度，以用于将水流引入相邻两节钢筋混凝土承轨梁底板(2)节间伸缩缝进而将水流排出；
所述承轨梁下路基填料(5)设置在浅层加固区(6)和所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)之间，以用于为所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)和承轨梁两侧回填填料(4)提供施工平台，并为所述桩基承载结构(3)提供侧向支撑；其中，所述浅层加固区(6)设置在软弱地层(7)的浅表层，并且所述浅层加固区(6)、所述承轨梁下路基填料(5)及所述钢筋混凝土梁式结构(1)纵向一致；
所述承轨梁两侧回填填料(4)通过所述承轨梁下路基填料(5)承接，并且所述承轨梁两侧回填填料(4)抵住所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)的两侧，以对所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)起保护作用及约束所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)的横向移动，并提供养护维修通道；
所述承轨梁下路基填料(5)和所述承轨梁两侧回填填料(4)共同构成填料填筑体(10)，所述填料填筑体(10)两侧设置有排水坡(11)；
每根所述桩基承载结构(3)的下端依次穿过所述承轨梁下路基填料(5)、所述浅层加固区(6)和所述软弱地层(7)后伸入持力层(8)内，以在软弱地层(7)产生沉降时，所述桩基承载结构(3)可承受负摩阻力，从而为钢筋混凝土承轨梁底板(2)和钢筋混凝土梁式结构(1)提供稳定的承载力，以降低因填料填筑体(10)的沉降对钢筋混凝土承轨梁(9)的竖向、纵向和横向刚度产生的不利影响。
2.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，所述桩基承载结构(3)为钻孔灌注桩，其顶端伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)内并且钻孔灌注桩的钢筋笼也伸入所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)内。
3.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，所述承轨梁两侧回填填料(4)的高度与所述钢筋混凝土承轨梁底板(2)的高度相等。
4.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，所有的这些所述桩基承载结构(3)呈行列排布。
5.根据权利要求1所述的中低速磁浮交通工程双线填方地段独立墩柱式承轨梁结构，其特征在于，所述线间排水坡段的横向坡度为3％～5％，纵向坡度不小于2‰。
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