CN107044076A - 一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基，包括临近既有高铁线路路基设置的至少一排抗弯桩、在抗弯桩远离既有高铁线路路基一侧间隔设置的多排刚性桩以及设置在抗弯桩和刚性桩上的刚性路基顶板，刚性桩由位于地基内的刚性桩基和位于刚性桩基上部的预留刚性桩组成，预留刚性桩和刚性路基顶板刚性连接。本发明还公开了上述路基的施工方法。该路基解决了路基填料的需求问题，经济性高；解决了路基自身变形对临近既有高铁影响的问题，解决了新建铁路路基设计计算时的盲目性和不确定性；大大提高了施工效率，有效降低了新建路基建设过程对临近既有高铁应力场、应变场的影响，保证了高铁与既有线运营的安全性和舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路领域，特别是涉及一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基及其施工方法。
背景技术
随着我国高速铁路建设规模的扩大、路网不断加密，出现了越来越多新建无砟轨道高速铁路，这些无砟轨道高速铁路与既有高铁存在交叉、并行与接入等情况。既有运营高铁对轨道平顺性的要求非常严格，轨面差异沉降控制在2mm以内，因此，新建铁路对临近既有高铁的影响直接关系到其运营的安全性与舒适性。
现阶段，新建铁路对既有高铁影响的研究不系统、不深入，现行设计规范尚无明确考虑新建铁路路基填筑高度、填筑宽度及填筑施工过程等路基自身变形对既有高铁影响的计算模型和分析方法，设计缺乏科学的理论支撑，使得临近既有高铁的新建铁路路基工程设计方案出现多样性和不确定性，存在工程风险和措施过度等问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种路基自身变形对既有高铁没有影响的新建铁路刚性路基。
本发明的另一目的是提供一种上述新建铁路刚性路基的施工方法。
为此，本发明的技术方案如下：
一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基，包括临近既有高铁线路路基设置的至少一排抗弯桩、在所述抗弯桩远离既有高铁线路路基一侧间隔设置的多排刚性桩以及设置在所述抗弯桩和刚性桩上的刚性路基顶板，所述刚性桩由位于地基内的刚性桩基和位于刚性桩基上部的预留刚性桩组成，所述预留刚性桩和所述刚性路基顶板刚性连接，连接采用钢筋砼芯桩连接。
所述刚性桩为钢筋砼桩或预应力管桩。
当所述刚性桩为钢筋砼桩时，所述新建铁路刚性路基还包括钢筋砼承台，所述钢筋砼承台建在所述地基上，所述钢筋砼承台的桩板钢筋穿过所述预留刚性桩的钢筋。
当所述刚性桩为预应力管桩时，所述预留刚性桩内设置有钢筋砼芯桩，所述钢筋砼芯桩伸入地基以下的深度＞2.0m。
所述钢筋砼芯桩可以是钢筋砼桩，所述钢筋砼桩包括位于管桩底部的砼芯桩托盘、砼芯桩主筋和砼芯桩箍筋，所述钢筋砼桩锚入所述刚性路基顶板内的锚筋长度≥所述钢筋砼桩直径的35倍。
所述钢筋砼芯桩可以是格构槽钢砼桩，所述格构槽钢砼桩包括位于管桩底部的砼芯桩钢托盘、两根砼芯桩槽钢以及连接所述砼芯桩槽钢的多根槽钢连接筋。
所述抗弯桩为钢筋砼桩或灌芯预应力管桩，所述抗弯桩全长采用砼灌芯处理。
所述钢筋砼承台为连梁或连扳。
一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，包括以下步骤：
(1)进行预应力管桩的刚性桩基的施工，控制预应力管桩端部和路基底部的设计标高；
(2)待所述预应力管桩静压或锤击至设计标高后，控制预留预应力管桩顶部标高，进行刚性桩基及抗弯桩钢筋砼芯桩的施工；
(3)进行刚性路基顶板的施工，施工时做好钢筋砼芯桩内置钢筋笼与顶板分布筋的绑扎。
一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，包括以下步骤：
(1)进行钢筋砼桩的刚性桩基施工，控制钢筋砼桩端部和路基底部设计标高；
(2)待钢筋砼桩施工至路基底部标高后，进行连梁或连板的施工，同时将钢筋砼桩的钢筋笼预留至刚性路基顶板标高，并使预留钢筋锚入顶板的锚筋长度≥钢筋砼桩直径的35倍，且连梁或连板钢筋穿过钢筋砼桩的钢筋笼；
(3)待连梁或连板施工完成后，进行辅助支模，完成预留钢筋砼桩部分的施工；
(4)进行刚性路基顶板施工，施工时做好预留刚性桩内置钢筋笼与顶板分布筋的绑扎。
本发明通过设置刚性桩、顶板的抗弯桩来替代传统的填土路基，上部荷载经由刚性路基传递至刚性桩复合地基深度处。其有益效果如下：
1、本发明的刚性路基解决了路基填料需求的工程问题，具有较大的经济性；
2、本发明解决了路基自身变形对临近既有高铁影响的工程问题，根据新建铁路与既有高铁间的临近型式(交叉、并行与接入等情况)，选择刚性路基的加固方案，确定力学模型，依照桥梁墩基结构联合刚性体作用于半无限空间地基理论进行力学分析计算，彻底忽略了传统填土路堤自身变形及底部粗糙度引起的影响作用，解决了临近既有高铁的新建铁路路基设计计算时的盲目性和不确定性。
3、本发明的刚性路基大大提高了路基工程的施工效率，有效降低了新建铁路路基建设过程对临近既有高铁应力场、应变场的影响，保证了无砟轨道高速铁路与既有线运营的安全性和舒适性。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的路基结构示意图；
图2是本发明的另一实施例的路基结构示意图；
图3是本发明一个实施例中，钢筋砼芯桩的连接结构示意图；
图4a是本发明另一实施例中，钢筋砼芯桩的连接结构示意图；
图4b是图4a中钢筋砼芯桩的截面结构示意图；
图5a-5c是本发明中预应力管桩不同施工阶段的结构示意图。
图中：
1、刚性桩基；2、抗弯桩；3、预留刚性桩；4、刚性路基顶板；5、钢筋砼承台。
具体实施方式
刚性路基是通过在新建铁路路基中设置预留刚性桩、顶板及抗弯桩来替代传统的填土路基，上部荷载经由刚性路基传递至刚性桩复合地基深度处。忽略了路基自身变形、底部粗糙度及其填筑过程等对临近既有高铁的影响。刚性路基包括两种型式，一种是预应力管桩型式，另一种是钢筋砼桩型式，当采用钢筋砼桩型式时，需要考虑设置刚性承台(连梁或连板)基础。
抗弯桩是指刚性桩复合地基临近既有高铁一侧的单排或多排刚性桩，型式为钢筋混凝土灌注桩和灌芯预应力混凝土管桩，抗弯桩的功能体现在两个方面：(1)当出现新建高铁与既有线交叉、并行与接入等情况时，其要承担新建高铁荷载对既有线影响的隔离控制责任，阻断或减小新建铁路路基建设过程等对既有高铁的影响，需要进行抗弯、抗剪布筋设计。(2)若新建铁路与既有高铁并行间距大于一定值，且对其安全运营无影响时，则该抗弯桩退化为一般的刚性桩，根据设计需要确定钢筋砼芯桩的长度。
刚性路基力学模型及分析方法：
刚性路基由预留刚性桩联合刚性顶板组合而成，其力学模型全部进行刚性处理，分析时采取等效的桥梁墩基结构联合刚性体作用于半无限空间地基理论进行计算。
下面结合附图和具体实施例对本发明的路基结构进行说明。
参见图1-图5a，本发明的临近既有高铁的新建铁路刚性路基包括：临近既有高铁线路路基设置的至少一排抗弯桩2、在所述抗弯桩2远离既有高铁线路路基一侧间隔设置的多排刚性桩以及设置在所述抗弯桩和刚性桩上的刚性路基顶板4，所述刚性桩由位于地基内的刚性桩基1和位于刚性桩基1上部的预留刚性桩3组成，所述预留刚性桩3和所述刚性路基顶板4刚性连接。
所述刚性桩为钢筋砼桩或预应力管桩。
当所述刚性桩为钢筋砼桩时，所述新建铁路刚性路基还包括钢筋砼承台5，所述钢筋砼承台5建在所述地基上，所述钢筋砼承台5的桩板钢筋穿过所述预留刚性桩3的钢筋。
当所述刚性桩为预应力管桩时，所述预留刚性桩3内设置有钢筋砼芯桩，所述钢筋砼芯桩伸入地基以下的深度＞2.0m，具体依据路基高度及设计计算确定。
所述钢筋砼芯桩可以是钢筋砼桩，所述钢筋砼桩包括位于管桩底部的砼芯桩托盘、砼芯桩主筋和砼芯桩箍筋，所述钢筋砼桩锚入所述刚性路基顶板4内的锚筋长度≥所述钢筋砼桩直径的35倍。
所述钢筋砼芯桩可以是格构槽钢砼桩，所述格构槽钢砼桩包括位于管桩底部的砼芯桩钢托盘、两根砼芯桩槽钢以及连接所述砼芯桩槽钢的多根槽钢连接筋。
所述抗弯桩2为钢筋砼桩或灌芯预应力管桩，所述抗弯桩全长采用砼灌芯处理，增强其抗弯和抗剪性能。
所述钢筋砼承台5的设置可以充分考虑桩间土的效用，分担刚性桩的部分竖向荷载，钢筋砼承台的型式依据工程实际，可选用连梁或连板。
刚性路基顶板的构成须满足上部静-动荷载组合的要求，其型式为钢筋混凝土板。刚性路基顶板的设置一方面是充分将刚性路基进行整体刚度调平，减少不均匀沉降，另一方面是将上部荷载向刚性桩复合地基深度处传递，降低新建铁路对既有高铁的不良影响。
刚性路基的施工技术本质上有别于一般的上提式桩板式刚性桩复合地基，其工艺、工法更加的详细，新建铁路路基建设过程对临近既有高铁应力场、应变场的影响可以较好地予以控制。
本发明的一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，包括以下步骤：
(1)如图5a所示，进行预应力管桩的刚性桩基的施工，控制预应力管桩端部和路基底部的设计标高，施工至路基底部设计标高时，将预应力管桩预留至顶板设计标高；
(2)如图5b所示，控制预留预应力管桩顶部标高，进行刚性桩基及抗弯桩钢筋砼芯桩的施工，将钢筋砼芯桩施工至设计标高，同时对抗弯桩进行全长灌芯施工；
(3)如图5c所示，进行刚性路基顶板的施工，施工时做好刚性桩内置钢筋笼与顶板分布筋的绑扎。
本发明的另一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，包括以下步骤：
(1)进行钢筋砼桩的刚性桩基施工，控制钢筋砼桩端部和路基底部设计标高；
(2)待钢筋砼桩施工至路基底部标高后，进行连梁或连板的施工，同时将钢筋砼桩的钢筋笼预留至刚性路基顶板标高，并使预留钢筋锚入顶板的锚筋长度≥钢筋砼桩直径的35倍，且连梁或连板钢筋穿过钢筋砼桩的钢筋笼；
(3)待连梁或连板施工完成后，进行辅助支模，完成预留钢筋砼桩部分的施工；
(4)进行刚性路基顶板施工，施工时做好预留刚性桩内置钢筋笼与顶板分布筋的绑扎。
Claims (10)
1.一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基，其特征在于：包括临近既有高铁线路路基设置的至少一排抗弯桩(2)、在所述抗弯桩(2)远离既有高铁线路路基一侧间隔设置的多排刚性桩以及设置在所述抗弯桩和刚性桩上的刚性路基顶板(4)，所述刚性桩由位于地基内的刚性桩基(1)和位于刚性桩基(1)上部的预留刚性桩(3)组成，所述预留刚性桩(3)和所述刚性路基顶板(4)刚性连接。
2.根据权利要求1所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述刚性桩为钢筋砼桩或预应力管桩。
3.根据权利要求2所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述刚性桩为钢筋砼桩，所述新建铁路刚性路基还包括钢筋砼承台(5)，所述钢筋砼承台(5)建在所述地基上，所述钢筋砼承台(5)的桩板钢筋穿过所述预留刚性桩(3)的钢筋。
4.根据权利要求2所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述刚性桩为预应力管桩，所述预留刚性桩(3)内设置有钢筋砼芯桩，所述钢筋砼芯桩伸入地基以下的深度＞2.0m。
5.根据权利要求4所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述钢筋砼芯桩为钢筋砼桩，包括位于管桩底部的砼芯桩托盘、砼芯桩主筋和砼芯桩箍筋，所述钢筋砼桩锚入所述刚性路基顶板(4)内的锚筋长度≥所述钢筋砼桩直径的35倍。
6.根据权利要求4所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述钢筋砼芯桩为格构槽钢砼桩，包括位于管桩底部的砼芯桩钢托盘、两根砼芯桩槽钢以及连接所述砼芯桩槽钢的多根槽钢连接筋。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述抗弯桩(2)为钢筋砼桩或灌芯预应力管桩，所述抗弯桩全长采用砼灌芯处理。
8.根据权利要求7所述的新建铁路刚性路基，其特征在于：所述钢筋砼承台(5)为连梁或连扳。
9.一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)进行预应力管桩的刚性桩基的施工，控制预应力管桩端部和路基底部的设计标高；
(2)待所述预应力管桩静压或锤击至设计标高后，控制预留预应力管桩顶部标高，进行刚性桩基及抗弯桩钢筋砼芯桩的施工；
(3)进行刚性路基顶板的施工，施工时做好钢筋砼芯桩内置钢筋笼与顶板分布筋的绑扎。
10.一种临近既有高铁的新建铁路刚性路基的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)进行钢筋砼桩的刚性桩基施工，控制钢筋砼桩端部和路基底部设计标高；
(2)待钢筋砼桩施工至路基底部标高后，进行连梁或连板的施工，同时将钢筋砼桩的钢筋笼预留至刚性路基顶板标高，并使预留钢筋锚入顶板的锚筋长度≥钢筋砼桩直径的35倍，且连梁或连板钢筋穿过钢筋砼桩的钢筋笼；
(3)待连梁或连板施工完成后，进行辅助支模，完成预留钢筋砼桩部分的施工；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170815 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |