CN110904741B - 一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，包括土质路基以及设置于混凝土桥台和土质路基之间的过渡路基，所述的过渡路基下方设置沿纵向和横向排布且伸入地下土层的加固桩，且加固桩的长度沿桥至路的方向逐渐递减，所述的过渡路基上表面铺设有水泥级配碎石基床表层，所述的过渡路基包括与混凝土桥台连接的混凝土路基和与土质路基连接的泡沫混凝土路基，所述的泡沫混凝土路基内固定设置竖向增强体，且其前段与混凝土路基混合搭接，后段与土质路基混合搭接，与现有技术相比，本发明具有纵向和横向变形小、有效控制沉降差以及缩短施工工期等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高速铁路路基、地基技术领域，尤其是涉及一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构。
背景技术
高速铁路是由大量不同结构物(如桥梁、隧道、路基等)和轨道共同构成的一条平顺线路。在路堤与桥梁连接处，由于地基条件、桥台后路基填料、桥台与路基的结构等差异及实际施工质量的不同，桥台与路基之间普遍存在差异沉降；另外，路堤与桥梁之间的刚度也具有很大的差异，对轨道刚度也有较大影响，两者共同导致了高速铁路路桥过渡段的不平顺问题。严重影响高速列车的平稳运行、行车安全以及乘坐的舒适程度。
在我国客运专线建设的过程中，常用的过渡段结构形式包括，倒梯形、等腰梯形及二次过渡形式。其中倒梯形结构形式因其在技术和经济上的优势，被《高速铁路设计规范》采用。相对于一次过渡的梯形形式，二次过渡形式虽然工艺较为复杂，但如设置合理，可以更好的实现过渡段桥台至土体路基之间的平稳过渡。
中国专利CN103321118B公开了一种深厚层松软土地区的桥路过渡段路基结构，包括沉降和刚度平顺过渡体系、承载力控制体系和常规地基加固体系三种体系。沉降和刚度平顺过渡体系和承载力控制体系位于常规地基加固体系与桥台之间，所述沉降和刚度平顺过渡体系位于轨道下方的筏板和多个进入路基中的长桩，该长桩由路面向桥台方向逐渐加长。该结构形式体系复杂，施工工期长，且实施难度大，导致该构造已逐渐无法满足现有的高速铁路建设的高效施工要求。
发明内容
本发明为一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，在减小过渡段纵向变形的同时易于施工，从而克服上述现有技术的缺陷。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，包括土质路基以及设置于混凝土桥台和土质路基之间的过渡路基，所述的过渡路基下方设置沿纵向和横向排布，且伸入地下土层的加固桩，所述的过渡路基上表面铺设有水泥级配碎石基床表层，所述的过渡路基包括与混凝土桥台连接的混凝土路基和与土质路基连接的泡沫混凝土路基，所述的泡沫混凝土路基内固定设置竖向增强体，且其前段与混凝土路基混合搭接，后段与土质路基混合搭接。
进一步地，所述的泡沫混凝土路基的前段与混凝土路基通过正阶梯形状混合搭接，后段与土质路基通过倒阶梯形状混合搭接。
进一步地，所述的泡沫混凝土路基由多阶路基拼装成型，每阶路基由多个截面为梯形的预制泡沫混凝土柱体依次咬合拼装而成，可运至施工现场直接拼装搭接施工，缩短施工工期。
进一步地，所述的混凝土路基为一体浇筑的混凝土路基。
进一步地，所述的竖向增强体的上端与泡沫混凝土路基连接，下端伸入地下土层与加固桩紧密搭接，固定拼装搭接完成后的泡沫混凝土路基。
进一步地，所述的过渡路基的横断面为等腰梯形，所述的竖向增强体正交设置在泡沫混凝土路基内部。
进一步地，所述的过渡路基底面与加固桩之间依次铺设钢筋混凝土板和水泥级配碎石加筋层，所述的加固桩固支于钢筋混凝土板上，形成桩基础，加固整个过渡段的组合结构。
进一步地，在路桥过渡段中，由于桥台端至路基土体端结构组成不同，地基沉降量相差较大，为保证过渡段不同位置的沉降均匀过渡，加固桩的长度沿桥至路的方向逐渐递减。
进一步地，所述的竖向增强体为钢筋混凝土桩，所述的加固桩为水泥粉煤灰碎石桩。
进一步地，所述的混凝土桥台、混凝土路基、泡沫混凝土路基和土质路基依次设置，且各路基之间通过阶梯形状混合搭接，平缓过渡，控制桥台路基两种结构之间的沉降差；所述的加固桩的长度沿桥至路的方向逐渐递减，控制桥台路基两种结构之间的沉降差均匀过渡。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)在过渡路基中设置泡沫混凝土路基，泡沫混凝土具有轻质强度高的特性，能有效减轻过渡段路基结构自重，可以减小路桥过渡段路基的纵向和横向变形，提升过渡段整体的变形协调性；
2)混凝土桥台至土质路基依次设置混凝土路基和泡沫混凝土路基，各路基之间通过阶梯型搭接的方式过渡，使过渡过程更加平缓，有效控制了桥台路基两种结构之间的沉降差，保证高速列车安全、舒适和平顺的行车；
3)泡沫混凝土路基由预制泡沫混凝土拼装搭接而成，泡沫混凝土砌体可在工厂预制后运至施工现场直接进行拼装施工，大幅缩短了施工工期；
4)在路桥过渡段中，由于桥台端至路基土体端结构组成不同，地基沉降量相差较大，为保证过渡段不同位置的沉降均匀过渡，加固桩的长度沿桥至路的方向有规律的逐渐递减，可缩减施工工期并节约施工经济成本。
附图说明
图1为本发明组合结构的纵断面示意图；
图2为本发明组合结构的横断面示意图；
图3为本发明竖向增强体的分布示意图。
其中，1、混凝土桥台，2、水泥级配碎石基床表层，3、混凝土路基，4、泡沫混凝土路基，5、竖向增强体，6、土质路基，7、钢筋混凝土板，8、水泥级配碎石加筋垫层，9、加固桩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1和图2所示，本发明提供了一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，通过预制泡沫混凝土结合竖向增强体5来实现。本发明适用于路桥过渡段，由混凝土桥台1至土质路基6之间设置过渡路基，依次包括混凝土路基3和泡沫混凝土路基4，混凝土路基3为一体浇筑的倒阶梯状混凝土路基，泡沫混凝土路基4由多阶路基拼装成型，每阶路基由多个截面为梯形的预制泡沫混凝土柱体依次咬合拼装而成，且其中布置竖向增强体5加固。混凝土路基3后段的上部与泡沫混凝土路基4前段的下部通过正阶梯型搭接的方式混合过渡，泡沫混凝土路基4后段的上部与土质路基6前段的上部通过倒阶梯型搭接的方式混合过渡。过渡路基下方地基布置成排加固桩9伸入地下土层，加固桩9分别沿纵向和横向排布，桩长沿混凝土桥台1至土质路基6方向逐渐递减，本实施例中，加固桩9为水泥粉煤灰碎石桩。过渡路基上表面还铺设有水泥级配碎石基床表层2。混凝土桥台、混凝土路基、泡沫混凝土路基和土质路基依次设置，且各路基之间通过阶梯形状混合搭接，平缓过渡，控制桥台路基两种结构之间的沉降差；加固桩的长度沿桥至路的方向逐渐递减，控制桥台路基两种结构之间的沉降差均匀过渡。
在混凝土桥台1与路基接触位置浇筑倒阶梯状混凝土路基，然后混合搭接预制泡沫混凝土拼装且使用竖向增强体5固定的泡沫混凝土路基4，本实施例中，竖向增强体5为钢筋混凝土桩，其下端部深入地基，与地基内的加固桩9紧密搭接，泡沫混凝土路基4的末段路基通过阶梯状搭接逐渐向土质路基6过渡。加固桩9由桥向路方向的桩长逐渐缩减，在过渡路基基床底部至加固桩9之间铺设钢筋混凝土板7，混凝土板下方铺设水泥级配碎石加筋垫层8，该钢筋混凝土板7固结在加固桩9上，两者综合组成桩基础，加固桩9成排布置并与深入土体的竖向增强体5紧密搭接。
如图2和图3所示，过渡路基的横断面为等腰梯形，竖向增强体5的布置位置处于泡沫混凝土路基4顶面的中点和两边，沿横向设置三列，沿纵向均匀设置四行，呈90°正交排列。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，包括土质路基(6)以及设置于混凝土桥台(1)和土质路基(6)之间的过渡路基，所述的过渡路基下方设置分别沿纵向和横向排布且伸入地下土层的加固桩(9)，所述的过渡路基上表面铺设有水泥级配碎石基床表层(2)，其特征在于，所述的过渡路基包括与混凝土桥台(1)连接的混凝土路基(3)和与土质路基(6)连接的泡沫混凝土路基(4)，所述的泡沫混凝土路基(4)前段与混凝土路基(3)混合搭接，后段与土质路基(6)混合搭接，且在泡沫混凝土路基(4)内部固定设置竖向增强体(5)；
所述的泡沫混凝土路基(4)的前段与混凝土路基(3)通过正阶梯形状混合搭接，后段与土质路基(6)通过倒阶梯形状混合搭接；
所述的泡沫混凝土路基(4)由多阶路基拼装成型，每阶路基由多个截面为梯形的预制泡沫混凝土柱体依次咬合拼装而成。
2.根据权利要求1所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的混凝土路基(3)为一体浇筑的混凝土路基。
3.根据权利要求1所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的竖向增强体(5)的上端与泡沫混凝土路基(4)连接，下端伸入地下土层与加固桩(9)紧密搭接。
4.根据权利要求3所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的过渡路基的横断面为等腰梯形，所述的竖向增强体(5)正交设置在泡沫混凝土路基(4)内部。
5.根据权利要求1所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的过渡路基底面与加固桩(9)之间依次铺设钢筋混凝土板(7)和水泥级配碎石加筋垫层(8)，所述的加固桩(9)固支于钢筋混凝土板(7)上。
6.根据权利要求1或5所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的加固桩(9)的长度沿桥至路的方向逐渐递减。
7.根据权利要求1所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的竖向增强体(5)为钢筋混凝土桩，所述的加固桩(9)为水泥粉煤灰碎石桩。
8.根据权利要求1所述的一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，其特征在于，所述的混凝土桥台(1)、混凝土路基(3)、泡沫混凝土路基(4)和土质路基(6)依次设置，且各路基之间通过阶梯形状混合搭接，平缓过渡，控制桥台路基两种结构之间的沉降差；所述的加固桩(9)的长度沿桥至路的方向逐渐递减，控制桥台路基两种结构之间的沉降差均匀过渡。
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