无碴轨道路基关键技术探讨——以遂渝线无碴轨道综合试验段为例

研究目的:为适应我国客运专线建设的需要,铁道部组织开展了遂渝线无碴轨道综合试验,铁道第二勘察设计院联合西南交通大学等单位承担了遂渝线无碴轨道线下工程关键技术研究。研究方法:主要研究内容包括:(1)无碴轨道路基基床动力学特性试验研究;(2)地基沉降控制技术试验研究,其中重点研究桩-网结构路基和桩-板结构路基;(3)红层泥岩填料填筑无碴轨道路基适应性研究;(4)无碴轨道线下基础刚度匹配技术研究。本文结合遂渝线无碴轨道综合实验段路基工程试验研究和设计施工,就如何有效控制地基沉降、线下基础纵向刚度匹配、合理使用非良质填料三个客运专线无碴轨道路基关键技术问题进行探讨。研究结论:提出桩-网结构路基、桩-板结构路基适用条件及设计方法,提出路基面支承刚度及其设计应用,提出合理使用非良质填料的建议意见,并对客运专线无碴轨道路基设计、施工的关键问题进行了讨论。     

遂渝线无碴轨道桩网结构解析计算探讨

无碴轨道线路状态的调整只能通过扣件系统进行,相比有碴轨道而言,其对下部基础的变形要求更为严格。结合遂渝线在土质路基上修建无碴轨道试验段,提出了桩网结构地基处理技术用于软土地基的加固处理。选取典型断面,对解析计算方法进行深入探讨。通过计算可知,在遂渝线利用钢筋混凝土桩网结构对软土地基进行处理后,可满足在土质路基上修建无碴轨道对工后沉降的要求。     

CFG桩-网复合结构软基加固技术及其实际应用

研究目的:探讨有关CFG桩加固软土地基的设计、施工等方面的问题。研究方法:通过CFG桩-网复合结构加固上海某高速铁路试验段深厚软土地基的工程实例,对该法处理软土地基的设计方法、施工工艺、质量检验方法及注意事项进行了详细的阐述,并对其加固软基机理进行了较为深入的分析和探讨,对两种不同桩长的加固效果、在路堤荷载下的沉降变形规律、土工格栅的应力应变等进行了相关试验和现场测试研究。研究结果:桩长为27 m穿透软土层的CFG桩-网复合结构,填筑施工完成8个月后能满足高速铁路(有碴轨道)对软土路基承载力和工后沉降5 cm的要求,为应用CFG桩加固技术进行深厚软基处理的设计、施工与质量检验等提供了可靠的数据和参考依据,为我国在软土地区修建客运专线积累了宝贵的经验。     

桩网结构基础在遂渝线无砟轨道试验段中的应用

研究目的:通过介绍遂渝线无砟轨道综合试验段桩网结构路基设计以及施工情况,阐明桩网结构基础的特点、必要性及设计流程。研究结果:桩网结构基础是一种刚性桩基,可以有效控制地基沉降达到设计要求,适用于对地基变形要求严格以及工期短或地质复杂地段的地基加固。     

遂渝线无砟轨道桩-网结构路基及其试验研究

研究目的：为实现无砟轨道铁路路基严格工后沉降的控制,遂渝线无砟轨道综合试验段首次采用了桩-网结构路基方案,其工作机理及其承载特性需要研究。研究方法：采用数值计算分析、离心模型试验、室内循环加载动态模型试验、现场实验等方法对无砟轨道桩-网结构路基承载特性、工作机理进行了系统的试验研究,基于试验研究研究成果,就桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术进行了讨论。研究结果：基于试验研究研究成果,初步提出了桩-网结构路基定义、工作原理、设计技术。研究结论：桩-网结构路基具有竖向沉降变形小、变形稳定时间短的突出优点。桩-网结构可用于无砟轨道铁路深厚软弱地基加固、已建土质路堤的加固、无砟轨道道岔区等特殊地基加固。     

桩板路基结构及双块式无碴轨道施工技术

遂渝线无碴轨道综合试验段的局部软基地段采用了钢筋混凝土桩板结构进行加固处理,并在桩板结构上直接构筑双块式无碴轨道。文章就桩板路基结构和桩板路基地段双块式无碴轨道施工技术进行了总结。     

遂渝铁路无碴轨道桩板结构路基大比例动态模型试验研究

土质路基上的无碴轨道在国外高速铁路上已得到广泛应用,而在我国却处于刚起步阶段。桩板结构路基是土质路基上无碴轨道的一种新型结构形式,其设计及计算还不成熟。在遂渝铁路土质路基上无碴轨道综合试验段桩板结构设计方案的基础上,对此类结构进行大比例动态模型试验研究,希望为此类结构的设计及工程应用提供参考。     

遂渝线路基上双块式无碴轨道综合施工技术

研究目的：随着我国铁路客运专线和高速铁路的发展，摸索适合我国国情的无碴轨道铺设施工技术，总结无碴轨道施工和维修的技术标准，已成为我国铁路发展的当务之急。 研究方法：遂渝线无碴轨道综合试验段是国内首次尝试在路基上成区段铺设双块式无碴轨道。施工中根据设计要求，从实践出发，不断探索和完善施工工艺，研制改进工装设备，从而攻克诸多技术难题，圆满完成了施工科研任务。 研究结果：动车试验各项技术指标均达到或超过了设计要求。试验段的成功建设对我国无碴轨道设计和施工具有重要指导意义。本文对双块式无碴轨道施工技术进行了重点总结，包括控制测量、道床混凝土施工及裂纹防治、低弹模混凝土摊铺、轨排组装与精调等，并对设计和施工提出了改进建议。     

元碴轨道钢筋混凝土桩网地基加固施工技术

介绍了钢筋混凝土桩网复合地基加固技术的机理、工艺以及在我国第一条无碴轨道试验段上的应用情况。结合工程实例,阐述了采用长螺旋钻机在岩层中成孔,用电流法控制钻头的入岩深度以及利用钻机进行先灌混凝土后插钢筋笼等关键施工技术,为我国的客运专线建设提供借鉴。     

无砟轨道桩-网结构路基设计方法研究

分析客运专线无砟轨道桩-网结构路基的破坏模式,提出桩-网结构路基设计对策,并对桩-网结构路基设计方法进行了探讨。钢筋混凝土桩-网结构应进行单桩承载力验算、地基沉降验算、桩顶加筋垫层验算;当地基土层较差,特别是单一无硬壳层的极软地基,还应进行桩-网结构抵抗路堤荷载侧向滑移作用的横向稳定验算。在桩-网结构单桩承载力验算中,为充分发挥桩的承载作用,建议引入单桩承载力发挥系数。     

郑西客运专线灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基设计初探

研究目的:提出用灰土桩桩网结构加固郑西客运专线湿陷性黄土地基的设计思路和计算方法,并以郑西客运专线为背景,选取典型断面进行设计计算。研究结果:采用灰土桩桩网结构加固湿陷性黄土地基,承载力和工后变形沉降均能满足设计要求,且只要单桩承载力满足容许承载力要求,灰土桩桩网结构的承载力不是设计的控制因素,应该用沉降来控制设计。     

旭普林双块式无砟轨道轨排施工

旭普林双块式无砟轨道轨排施工在我国应用还不多。结合郑西客运专线施工现场具体应用,总结旭普林双块式无砟轨道轨排法施工的适用范围、施工程序、施工工艺和施工质量控制要点,为以后类似工程施工提供借鉴。     

客运专线施工坐标系设计方案的研究

研究目的:为了实现高速度、高舒适度、高安全性的目标,客运专线对影响铁路平顺性的轨道几何尺寸和 定位精度,提出了较高的标准要求。客运专线施工坐标系,作为铁路线路勘测、设计、施工、运营和养护维修的测 量定位基准系统,其设计方案是否合理,投影变形是否能够得到有效控制,将对铁路工程建设质鼍产生直接影 响。传统的Ⅰ级铁路直接采用国家统一3°带坐标系,作为铁路线路施工坐标系的方案,已经不适应客运专线建 设标准的要求。本文研究的目的是设计并合理选定客运专线施工坐标系方案,有效控制投影变形对工程的影 响,以保证工程建设顺利实施和工程质量。 研究方法:本文通过对投影变形的基本原理、主要特征以及满足客运专线2．5 cm／km投影变形要求的区域 变化趋势分析,研讨了以铁路线路变坡点的国家统-3°带坐标和路肩设计高程为基本参数,设计客运专线施工 坐标系的方法。 研究结果:研究得出了在铁路线路ym-Hm断面趋势不同的条件下,客运专线线路施工坐标直接采用国家统 -3°带高斯正形投影平面直角坐标系,或设计采用抵偿投影面的3°带高斯正形投影平面直角坐标系、任意带 高斯正形投影平面直角坐标系、具有抵偿高程面的任意带高斯正形投影平面直角坐标系四种设计方案。 研究结论:研究得出的客运专线线路施工坐标系方案,达到了有效控制了投影变形对客运专线工程影响的 目的。     

遂渝线无碴道岔前后轨道刚度过渡段动力学设计

研究目的:本研究主要是为了弄清楚遂渝线无碴轨道综合试验段区间轨道刚度和岔区轨道刚度特性,为提高列车过岔的舒适性及延长轨道结构的使用寿命,本文提出了区间轨道与岔区轨道间轨道过渡段的设置及其设计。研究方法:本研究应用车辆-轨道耦合动力学模型与理论,分析了遂渝线区间及道岔区无碴轨道刚度的特性。研究结果:区间轨道与道岔区轨道间存在着较大刚度差,遂渝线无碴轨道综合试验段无碴道岔区的轨道刚度约是区间线路的2~3倍,应设置轨道刚度过渡段。研究结论:道岔前后轨道刚度差可采用分级过渡的方法,每一级刚度取18孔轨枕间距左右,将钢轨挠度变化率控制在0.3 mm/m以下,由此确定的过渡段结构动力学性能良好。     

客运专线特大桥设计简介

本文主要介绍了我国铁路客运专线中的桥梁设计、研究工作现状及目前所采用的动力仿真计算情况,并结合上述简单介绍了京沪高速铁路上济南黄河大桥等三座特大桥的设计工作。     

郑西铁路客运专线无砟轨道桥梁设计及思考

研究目的:郑州至西安铁路客运专线为我国第一条在湿陷性黄土地区修建的无砟轨道铁路客运专线,通过该线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,解决在湿陷性黄土地区修建客运专线无砟轨道铁路桥梁的设计问题。研究结果:通过郑西线渑池至灵宝段无砟轨道桥梁设计关键技术问题的研究分析,提出了湿陷性黄土湿陷性厚度和负摩阻力取值原则、沉降计算方法和控制原则、桥墩横向刚度控制办法及相邻桥墩纵向线刚度控制原则,并提出了郑西线桥梁施工中需要注意的一些重要问题。     

强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基处理中的应用

研究目的：强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基中的应用效果。研究方法：通过武广客运专线武汉工程试验段强夯及强夯置换技术应用于松软土复合地基处理的工程实践，结合工程地质条件，从施工方法选择，工艺流程设计，质量控制等几个方面对强夯及强夯置换施工技术在客运专线铁路中的应用进行系统性应用研究。研究结果：综合考虑施工机械的性能及适宜地质条件，在新建武广铁路客运专线武汉工程试验段内选择典型区段分别进行强夯、强夯置换工艺试验以及夯前夯后检测结果对比分析，确定强夯与强夯置换工艺在新建武广客运专线近似地质条件下的适用性，总结完善近似地质条件下施工工艺和经验，确定了相关工艺参数及检测方法，能够较好地满足承载力和设计变形值要求，能较好地控制工后沉降，加固效果明显，经济可行。研究结论：夯击能是强夯及强夯置换工艺中决定加固深度的重要指标，强夯及强夯置换加固处理粘性土特别是饱和粘性土均需要合理的间歇时间，强夯及强夯置换适用于客运专线复合地基加固处理。     

客运专线无砟轨道桩网结构模型试验研究

无砟轨道线路状态的调整只能通过扣件系统进行,其对轨下的基础沉降、差异沉降及弯折变形提出严格要求。为了研究在经过桩网结构地基加固后的土质路基上修建的无砟轨道是否满足要求,在室内进行了桩网结构大比例模型试验研究,测试在填筑和循环载荷试验情况下的路基沉降、基床动应力、桩顶与桩间土土压力,以及桩的应力应变分布等数据。研究表明:①桩网结构累积沉降值较小,能满足无砟轨道对工后沉降25.0 mm的要求;②桩网结构中的网具有荷载分担作用,桩起竖向增强作用,桩土应力比约为2.45;③桩的承载力由桩侧摩阻力与桩端支承力共同贡献,当地基中存在软土层时,桩侧有产生负摩阻力的趋势,中性点位于软土层下部交界面处。     

郑西客运专线渑池至灵宝段地质综合勘察技术

研究目的:郑西客专线为中国第一批建设的无砟轨道客运专线,其中渑池至灵宝段为越岭段,地形起伏大,沿线分布煤矿采空区、滑坡等不良地质;分布人工弃土、深厚湿陷性黄土层等特殊岩土。对彻底查清沿线地质条件,取得合理岩土参数对客运专线建设具重要作用。研究方法:本段地质勘察过程以系统论和控制论的方法为基础,制定合理的勘察方案;合理选择勘探测试方法,对重要对象采用多种方法对比勘察。本文总结了本段地质勘察采用的方法及综合运用技术。研究结果:本段地质勘察工作已于2005年结束,勘察成果通过了相关审查鉴定。研究结论:郑西客专线开工建设至今已近二年,经施工验证,地质勘察成果与实际地质条件相当吻合。