CN108425296B - 一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，包括拱形明洞，还包括与拱形明洞相匹配的马鞍形路基结构；路基结构下表面与拱形明洞上表面相匹配。本发明的有益效果是：不仅可向外分散压力能承受更大的压力，改善了上下层重叠铁路结构的受力问题，还避免了采取耐久性要求极高的预应力技术等措施；同时在能满足上下层铁路线重叠的功能要求的同时，还能够满足上下层线路逐渐拉开的展线要求。
Description
技术领域
本发明涉及交通工程技术领域，具体涉及一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构。
背景技术
由于线路接线的需要，上下层重叠铁路工程在工程建设中越来越多的出现。如新建重庆铁路枢纽东环线在上跨长江明月峡时，考虑预留铁路通道，设置明月峡长江特大桥，为上下重叠四线钢桁梁斜拉桥，下层为160km时速的东环线，上层为预留的250km时速的高铁线位。同时，由于地形的限制，明月峡长江桥两端外一定距离均设置上下层重叠隧道，重叠桥梁与重叠隧道之间需要设置一种结构，满足上下层铁路线重叠的功能要求，同时满足上下层线路逐渐拉开的展线要求。
由于地形及结构衔接限制，比如桥头与山体的连接部分，因为在山体上建立墩桥较为困难且稳定性不强，故所需结构无法采用重叠桥梁工程中常用的门式框架墩桥梁结构。重叠桥梁与重叠隧道之间若采用矩形框架结构，由于框架结构本身的受力缺陷，往往需要采取预应力技术等措施框架结构才能满足受力要求。此外，由于上部铁路荷载直接作用于框架顶板，列车振动荷载导致框架结构受力更为不利；同时矩形框架由于受力缺陷对重叠桥梁两端线路展线不利。
因而，结合明月峡长江特大桥与两端重叠隧道之间接线问题的解决，本发明提出一种用于上下层重叠铁路线上的马鞍形明洞结构，用于解决上下层重叠铁路线的功能要求、结构受力及线路展线问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，它不仅可向外分散压力能承受更大的压力，还避免了采取耐久性要求极高的预应力技术等措施；同时在能满足上下层铁路线重叠的功能要求的同时，还能够满足上下层线路逐渐拉开的展线要求。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，包括拱形明洞，还包括与拱形明洞相匹配的马鞍形路基结构；马鞍形路基结构下表面与拱形明洞上表面相匹配。
本发明一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，其垂直于路基结构延伸方向的剖面形状呈马鞍形，作为上层路基与下部隧道之间的连接结构，此结构在受力上起着承上启下的关键作用；上部列车荷载通过马鞍形路基结构分散后，为下部拱形明洞提供近似均布的竖向列车荷载作用。拱形明洞作用主要包含横向荷载、竖向荷载及土层对隧道的抗力，横向荷载主要为土压力，竖向荷载包含马鞍形路基结构重力、列车荷载及一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构自重；与矩形框架结构相比，拱形明洞具较强的技术经济优势。为加强上下结构之间的连接更加稳固，拱形明洞取消了防水层，直接连接马鞍形路基结构。同时，下部隧道结构跨度及结构几乎不变的情况下，通过马鞍形路基结构，有效的解决了上下重叠铁路的线路展线问题。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：不仅可向外分散压力能承受更大的压力，改善了上下层重叠铁路结构的受力问题，还避免了采取耐久性要求极高的预应力技术等措施；同时在能满足上下层铁路线重叠的功能要求的同时，还能够满足上下层线路逐渐拉开的展线要求。
附图说明
图1为本发明中用于上下层重叠铁路线上的明洞结构的一种结构示意图。
图2为本发明中用于上下层重叠铁路线上的明洞结构中的马鞍形路基结构的一种结构示意图。
图3为本发明中拱形明洞的一种结构示意图。
图中：1.拱形明洞；2.马鞍形路基基础；3.耳墙；4.防排水结构；5.泄水孔；6.填筑层；7.明洞边墙；8.底脚；9.构造钢筋；10.护栏；11.原地面线；12.铁路内轨顶面线；13.回填材料层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，包括拱形明洞1，还包括与拱形明洞1相匹配的马鞍形路基结构；路基结构下表面与拱形明洞1上表面相匹配。
本发明一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，其垂直于路基结构延伸方向的剖面形状呈马鞍形，作为上层路基与下部隧道之间的连接结构，此结构在受力上起着承上启下的关键作用；基础结构为上层路基与下部隧道之间的连接结构，结构及受力上起着承上启下的关键作用；上部列车荷载通过路基柔性或半刚性填充材料，扩散传递给该结构，然后再通过马鞍形基础结构分散后，为下部拱形明洞1提供近似均布的竖向列车荷载作用。拱形明洞1作用主要包含横向荷载、竖向荷载及土层对隧道的抗力，横向荷载主要为土压力，竖向荷载包含马鞍形路基结构重力、列车荷载及一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构自重；与矩形框架结构相比，拱形明洞1具较强的技术经济优势。为加强上下结构之间的连接更加稳固，拱形明洞1取消了防水层直接连接马鞍形路基结构。同时，下部隧道结构跨度及结构几乎不变的情况下，通过马鞍形路基结构，有效的解决了上下重叠铁路的线路展线问题。
进一步地，如图1和图3所示，路基结构包括马鞍形路基基础2、耳墙3、防排水结构4、泄水孔5和填筑层6；路基基础2与拱形明洞1上部连接，其上两侧设有耳墙3，填筑层6设置在耳墙3内部；填筑层6和路基基础2之间设有防排水结构4，防排水结构4与泄水孔5连通；泄水孔5设置在填筑层6和路基基础2之间与向运行方向两侧连通。耳墙3与马鞍形路基基础2为填筑层6提供了填筑空间，起路基填筑层6的挡护与护栏10基础的作用，采用C30钢筋砼浇筑；填筑层6和路基基础2之间设有防排水结构4；取消了防水层直接连接马鞍形路基结构，使得拱形明洞1与马鞍形路基结构连接更加牢固；泄水孔5直接将耳墙3内的水直接排出至运行方向两侧。
进一步地，路基基础2采用C30砼结构，周边设置钢筋网。钢筋网的设置可以防止马鞍形路基基础2开裂。
进一步地，路基基础2与耳墙3为一体浇筑件。具体的采用C30砼浇筑，一体浇筑使得结构更加稳定。
进一步地，防排水结构4包括由下而上依次设置的无纺布、防水板和砂浆层。防水板和砂浆层起到防水和找平及固定作用。
进一步地，填筑层6为半刚性材料填筑层或柔性材料填筑层。半刚性材料填筑层，即在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料(包括水泥、石灰或工业废渣等)和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料；采用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入式碎石，以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。柔性材料填筑层，包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾、部分砾石经轧制掺配而成的级配碎砾石，以及泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等基层材料。半刚性材料填筑层或柔性材料填筑层可有效地将受力扩散传递给下部结构。具体的使用，需要根据上层铁路线路填筑要求来选择。
进一步地，如图1和图2所示，拱形明洞1两侧设有明洞边墙7，路基基础2下部设有与明洞边墙7墙顶相匹配的底脚8；。
进一步地，底脚8与明洞边墙7墙顶直接施工缝通过构造钢筋9连接加强。
进一步地，耳墙3上两侧还设有护栏10。为确保运营安全，路基范围设置钢结构护栏10，其基础预埋于马鞍形基础结构耳墙3内。
进一步地，在本发明中，填筑层6和耳墙3下部设在原地面线11以下；填筑层6上方为铁路轨道结构，其顶面为内轨顶面线12；在拱形明洞1和马鞍形路基结构两侧边坡挖开露空范围内均设有回填材料层13，回填材料层13为土石层和圬工材料层。
本发明一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，包括拱形明洞1与上层马鞍形路基结构，其实施的主要步骤如下：
S1，开挖边坡后，首先施作下部钢筋砼隧道结构的拱形明洞1，并预留与上部路基结构连接的构造钢筋9；
S2，待下部隧道结构强度达到设计强度的70%后，施作上部路基基础2，并于路基基础2上耳墙3底部预留泄水孔5；
S3，施作路基填筑层6底部的防水结构3，确保路基填筑层6底部水体通过耳墙3底部预留泄水孔5排泄；
S4，结构与开挖轮廓线之间采用土石层和圬工材料层作回填材料层13，回填顶面应顺接原地面线11，同时应保证泄水孔5的排水通畅；
S5，分层施作路基填筑层6，需保证上层铁路内轨顶面线12下轨道结构高度；
S6，施作护栏10。
以上详细描述了本发明的具体实施方式，各工序均为现有技术，在此不作赘述。
应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。
Claims (4)
1.一种用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，包括拱形明洞（1），其特征在于：还包括与拱形明洞（1）相匹配的马鞍形的路基结构，路基结构下表面与拱形明洞（1）上表面相匹配；
马鞍形的路基结构包括路基基础（2）、耳墙（3）、防排水结构（4）、泄水孔（5）和填筑层（6）；路基基础（2）与拱形明洞（1）上部连接，其上两侧设有耳墙（3），填筑层（6）设置在耳墙（3）内部；填筑层（6）和路基基础（2）之间设有防排水结构（4），防排水结构（4）与泄水孔（5）连通；泄水孔（5）设置在填筑层（6）和路基基础（2）之间并向运行方向两侧连通；
拱形明洞（1）两侧设有明洞边墙（7），路基基础（2）下部设有与明洞边墙（7）墙顶相匹配的底脚（8）；
底脚（8）与明洞边墙（7）墙顶施工缝通过构造钢筋（9）加强连接；
路基基础（2）采用C30砼结构，周边设置钢筋网；
路基基础（2）与耳墙（3）为一体浇筑件。
2.根据权利要求1所述的用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，其特征在于：防排水结构（4）包括由下而上依次设置的无纺布、防水板和砂浆层。
3.根据权利要求1所述的用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，其特征在于：填筑层（6）为半刚性材料填筑层或柔性材料填筑层。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于上下层重叠铁路线上的明洞结构，其特征在于：耳墙（3）上两侧还设有护栏（10）。
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