CN107938438A - 高速铁路箱型路基结构及施工方法 - Google Patents

高速铁路箱型路基结构及施工方法 Download PDF

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    • E01B2204/10—Making longitudinal or transverse sleepers or slabs in situ or embedding them

Abstract

高速铁路箱型路基结构及施工方法，以有效降低平原地区高速铁路路基修建成本，并最大程度的减少路基用地。地基上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝，各钢筋混凝土箱型体节段由底板、左侧立臂墙、右侧立臂墙和顶板固结为一体且构成箱型断面，其顶板为轨道系统的基础。

Description

高速铁路箱型路基结构及施工方法
技术领域
本发明涉及岩土工程，特别涉及一种高速铁路箱型路基结构及施工方法，用于优质填料缺乏的平原区高速铁路路基修建工程。
背景技术
铁路路基通常用一定规格的填料填筑路堤，路堤顶面为轨道系统的基础，路堤两侧坡面外设置排水沟，路基底面占地面积大，而且为满足高速铁路的线路平顺性，对路基填料有着非常严格的要求。而平原地区通常缺乏优质填料，农田用地珍贵。在平原地区修建高速铁路，如果以桥梁工程代替传统的路基，则投资巨大；如果修建路基工程，则面临优质填料缺乏、用地宽、排水困难的难题，而且优质填料填筑体因重量大，需要对土质地基进行加固处理措施，因此路基修建成本也较高。如何在这种优质填料缺乏、用地珍贵的平原区修建经济、安全的高速铁路工程成为急需解决的问题，故急需提出一种新的路基结构，并应具有经济、施工方便、安全、环保等特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速铁路箱型路基结构，以有效降低平原地区高速铁路路基修建成本，并最大程度的减少路基用地。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的高速铁路箱型路基结构，包括地基，其特征是：所述地基上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝，各钢筋混凝土箱型体节段由底板、左侧立臂墙、右侧立臂墙和顶板固结为一体且构成箱型断面，其顶板为轨道系统的基础。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种上述高速铁路箱型路基结构的施工方法，该方法包括如下步骤：
①整平地基(A)；
②浇筑各钢筋混凝土箱型体节段；
③填塞沥青木板或粘结剂，完成伸缩缝(20)的施工。
本发明的有益效果是，以钢筋混凝土箱型体作为轨道系统的基础，避免采用优质填料填筑路基体，降低对土质地基进行加固处理的强度，最大程度的减少路基用地，因此可大幅度降低工程造价；钢筋混凝土箱型体受力合理，可满足高速铁路线路平顺性的要求；施工简单，具有推广应用前景，且符合环保的要求。
附图说明
本说明书包括如下六幅附图：
图1是本发明高速铁路箱型路基结构实施例1的断面图；
图2是本发明高速铁路箱型路基结构实施例1的侧视图；
图3是本发明高速铁路箱型路基结构实施例2的断面图；
图4是沿图3中C-C线的剖面图；
图5是本发明高速铁路箱型路基结构实施例3的断面图。
图中示出构件和对应的标记：底板11、左侧立臂墙12、右侧立臂墙 13、顶板14、左侧悬臂段141、右侧悬臂段142、中部立臂墙15、立柱 16、顶梁17、空窗18、伸缩缝20、地基A、地面线B。
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，本发明的高速铁路箱型路基结构，包括地基A，所述地基A上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝20，各钢筋混凝土箱型体节段由底板11、左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和顶板14固结为一体且构成箱型断面，其底板11为轨道系统的基础，避免采用优质填料路基填筑体，降低对土质地基进行加固处理的强度，最大程度的减少路基用地，因此可大幅度降低工程造价。
参照图1，所述顶板14的横向两侧分别延伸出左侧立臂墙12、右侧立臂墙13的外壁，形成左侧悬臂段141、右侧悬臂段142。所述左侧立臂墙12、右侧立臂墙13之间设置有竖向支承体，竖向支承体的下端、上端分别与底板11、顶板14固结。底板11可以使钢筋混凝土箱型体节段与地基A岩土体结构均匀，避免不均匀变形。左侧立臂墙12、右侧立臂墙 13为钢筋混凝土箱型体节段的竖向受力支撑结构，中部的竖向支承体可以改善顶板14受力。顶板14为轨道系统的基础，而其左侧悬臂段141、右侧悬臂段142可以作为路肩结构，供行人或轻型荷载通过，同时可减小钢筋混凝土箱型体节段的宽度，最大程度的减少路基占地和工程成本。
所述竖向支承体可根据顶板14的受力情况设置一道或者横向间隔多道，可以方便的适应多线铁路建设的需要。参照图1，所述竖向支承体可以是沿钢筋混凝土箱型体节段纵向延伸的中部立臂墙15。参照图3和图4，所述竖向支承体也可以由沿钢筋混凝土箱型体节段纵向间隔设置的立柱 16和设置在各立柱16顶端且与之固结的顶梁17，顶梁17与顶板14固结，各立柱16的下端与底板11固结。
参照图5，为减少钢筋混凝土箱型体节段的建造成本，所述左侧立臂墙12、右侧立臂墙13的墙面上开设与钢筋混凝土箱型体节段内部空腔相连通的空窗18。
本发明高速铁路箱型路基结构的施工方法，包括如下步骤：
①整平地基A；
②浇筑各钢筋混凝土箱型体节段；
③填塞沥青木板或粘结剂，完成伸缩缝20的施工。
所述步骤①中，当地面存在坡度时将地基A按台阶型整平，使各钢筋混凝土箱型体节段的顶板14处于同一平面高程。
所述步骤②中浇筑钢筋混凝土箱型体节段具体按如下步骤进行：
2.1、浇筑底板11钢筋混凝土，并在左侧立臂墙12、右侧立臂墙13 及竖向支承体对应位置预留其主钢筋，主钢筋预留长度不小于1.5m，并满足钢筋接头要求；
2.2、在底板11混凝土初凝前，施工左侧立臂墙12、右侧立臂墙13 钢筋混凝土，并将其主钢筋伸出顶部0.2-0.3m；
2.3、待底板11及左侧立臂墙12、右侧立臂墙13混凝土达到设计强度后，在箱体内部施工竖向支承体钢筋混凝土，并将其主钢筋伸出顶部 0.2-0.3m；
2.4待竖向支承体混凝土达到设计强度后，施工顶板14钢筋混凝土，其主钢筋与左侧立臂墙12、右侧立臂墙13和竖向支承体预留伸出的主钢筋固定连接。
实施例：
以某无砟轨道高速铁路路堤工程为例。
1、采用传统的路堤结构，填方高度7m，地基土层厚度15m，路堤长度500m，优质填料运距50Km(含路基表层级配碎石，平均价格约160 元/m3)，用地费用15万元/亩。填料断面方171.5m2，地基采用CFG桩处理，处理宽度35m、深度15mm、桩间距1.6m，用地宽度45m，边坡防护费用800元/m，排水沟断面截面积1.3m2。路基工程费用概算如下：
填料价格：171.5m2*500m*160元/m3＝1372万元；
地基CFG桩工程费用：35m*500m*15m/1.6m/1.6m*140元/m＝1435.6 万元；
用地费用：45m*500m/666.7*15万元/亩＝506.2万元；
排水沟费用：1.3m2*500m*400元/m3＝26万元；
边坡防护费用：800元/m*500m＝40万元；
路基工程费用：3379.8万元。
2、采用本发明的高速铁路箱型路基结构，钢筋混凝土箱型体节段的截面积23.7m2，地基CFG桩处理宽度13m，深度15mm、桩间距2.2m，用地宽度17m。
钢筋混凝土价格＝23.7m2*500m*1300元/m3＝1540.5万元
地基CFG桩工程费用：13m*500m*15m/2.2m/2.2m*140元/m＝282.0 万元；
用地费用：17m*500m/666.7*15万元/亩＝191.2万元；
路基工程费用共计：2013.7万元；
两者相比较，采用本发明的高速铁路箱型路基结构可节约工程费用1366.1万元，投资节约比为40％，可节约路基占地21亩，其经济和生态效益十分显著。
以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，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。

Claims (9)

1.高速铁路箱型路基结构，包括地基(A)，其特征是：所述地基(A)上沿线路方向连续设置钢筋混凝土箱型体节段，相邻钢筋混凝土箱型体节段的端面之间设置伸缩缝(20)，各钢筋混凝土箱型体节段由底板(11)、左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)和顶板(14)固结为一体且构成箱型断面，其顶板(14)为轨道系统的基础。
2.如权利要求1所述高速铁路箱型路基结构，其特征是：所述顶板(14)的横向两侧分别延伸出左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)的外壁形成左侧悬臂段(141)、右侧悬臂段(142)。
3.如权利要求1所述高速铁路箱型路基结构，其特征是：所述左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)的墙面上开设与钢筋混凝土箱型体节段内部空腔相连通的空窗(18)。
4.如权利要求1所述高速铁路箱型路基结构，其特征是：所述左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)之间设置有竖向支承体，竖向支承体的下端、上端分别与底板(11)、顶板(14)固结。
5.如权利要求4所述的高速铁路箱型路基结构，其特征是：所述竖向支承体为沿钢筋混凝土箱型体节段纵向延伸的中部立臂墙(15)。
6.如权利要求4所述的高速铁路箱型路基结构，其特征是：所述竖向支承体包括沿钢筋混凝土箱型体节段纵向间隔设置的立柱(16)，以及设置在各立柱(16)顶端且与之固结的顶梁(17)，顶梁(17)与顶板(14)固结，各立柱(16)的下端与底板(11)固结。
7.如权利要求1－6任意一项所述高速铁路箱型路基结构的施工方法，包括如下步骤：
①整平地基(A)；
②浇筑各钢筋混凝土箱型体节段；
③填塞沥青木板或粘结剂，完成伸缩缝(20)的施工。
8.如权利要求7所述高速铁路箱型路基结构的施工方法，其特征是：所述步骤①中，地面存在坡度时将地基(A)按台阶型整平，使各钢筋混凝土箱型体节段的顶板(14)处于同一平面高程。
9.如权利要求7所述高速铁路箱型路基结构的施工方法，其特征是：所述步骤②中浇筑钢筋混凝土箱型体节段具体按如下步骤进行：
2.1、浇筑底板(11)钢筋混凝土，并在左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)及竖向支承体对应位置预留其主钢筋，主钢筋预留长度不小于1.5m，并满足钢筋接头要求；
2.2、在底板(11)混凝土初凝前，施工左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)钢筋混凝土，并将其主钢筋伸出顶部0.2-0.3m；
2.3、待底板(11)及左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)混凝土达到设计强度后，在箱体内部施工竖向支承体钢筋混凝土，并将其主钢筋伸出顶部0.2-0.3m；
2.4、待竖向支承体混凝土达到设计强度后，施工顶板(14)钢筋混凝土，其主钢筋与左侧立臂墙(12)、右侧立臂墙(13)和竖向支承体预留伸出的主钢筋固定连接。
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