大西高速铁路季节性冻土区路基冻害成因及整治措施

以大(同)西(安)高速铁路高速综合试验段为例,对季节性冻土区路基冻害主要成因、整治措施及其效果进行研究。针对高速综合试验段路基含水量高、细颗粒含量大、所处区域长期低温而导致路基出现冻胀进行分析,采用封闭轨面渗水裂缝、清理电缆槽泄水孔、增设基床表层排水孔和基床底层排水盲沟等措施进行整治。分析对比病害整治区段同一位置的年度最大冻高数据,证明提出的路基冻害整治措施可行并有效。     

高速铁路路基病害成因分析

高速铁路路基受列车荷载及自然条件的影响,易产生病害。根据我国已建高速铁路路基病害情况,分析了路基基床病害中翻浆冒泥、基床下沉、外挤等现象的形成机理;指出了目前高速铁路路堤边坡及路堑边坡在施工方法、防灾措施等方面存在的不足之处;剖析了造成路基过渡段不均匀沉降的主要因素,包括刚度差异、地基基础不良、压实质量不足、施工计划安排等方面,并提出预防及治理路基基床病害、边坡冲刷溜塌、过渡段不均匀沉降的基本原则及主要措施,这些对我国高速铁路路基病害原因分析及整治措施的制定具有一定参考和借鉴意义。     

重载铁路路基荷载特征和路基动力响应分析

研究目的:近年来,重载铁路因其经济性较好在我国广泛建设,重载铁路路基基床承受重载列车动荷载作用较大,为了更好地分析重载铁路动荷载对路基病害诱发的影响,进一步优化重载铁路路基基床厚度结构设计,本文利用三维有限元对道砟厚度、基床表层厚度、基床表层模量、轴重等因素对重载铁路路基动应力特征和基床范围内动应力的传递分布影响进行仔细的研究。研究结论:通过数值计算和与既有重载铁路实测动应力比较分析得出以下结论:(1)路基中竖向动应力随着轴重、道床厚度、表层厚度和表层模量的变化规律为:路基基床中的竖向动应力随着轴重的增大而增大,随着道床厚度增大而减小,而基床表层模量和基床表层厚度对竖向动应力影响较小;(2)重载铁路30 t轴重相对于普通铁路23 t轴重增加约30%,而增加道床厚度可显著减小其动应力,50 cm较35 cm道床厚度各部位动应力减小约20%;(3)计算得出重载铁路路基动应力的合理数值模型和相关参数,为重载铁路路基基床厚度结构设计提供了合理的计算方法。     

时速350 km高速铁路有砟轨道路基基床结构设计研究

为完善高速铁路时速350 km有砟轨道路基基床结构设计方法,从列车轴载作用模式、路基面动力影响系数、路基动应力及动变形计算方法等方面着手,分析现行设计方法的不合理之处,并针对性的建立基于填料变形状态控制的基床结构设计方法,主要结论为:(1)参考高铁实车测试数据,建立考虑动车组转向架车轴动力叠加效应的高速铁路有砟轨道路基...     

寒区高速铁路路基混凝土基床试验研究

针对季节性冻土区高速铁路路基冻胀引起的线路平顺性问题,京沈(北京—沈阳)客运专线采用了混凝土基床结构设计,在基床范围内使用混凝土代替A,B组填料。通过监测路基混凝土基床的地温、冻结深度及分层变形发展情况,分析变形对高速铁路行车线路平顺性的影响。结果表明:混凝土基床路基最大变形在2. 5 mm以内,变形较小,符合高速铁路对线路平顺性的要求。     

探析芜湖市铁路路基基床病害及整治

近年来,随着铁路工程建设的蓬勃发展,铁路正朝着重载、高速方向发展。在铁路建设和运输生产过程中,铁路路基基床的损伤越来越大,基床病害也越来越多,基床病害的原因也在不断增加,变化万千。面对这种情况,铁路路基基床的病害整治手段也应在不断变化,技术水平不断提高。结合芜湖市铁路路基状况,详细分析路基基床病害并合理进行整治,可对今后铁路建设和维修提供借鉴。     

集通铁路既有线路基、基床病害整治措施

通过分析集通铁路既有线路路基、基床下沉,基床板结,路基冻涨等路基、基床病害类型和产生机理,提出基床下沉外挤、路基边坡溜坍、路基与基床板结、路基冻涨等路基病害整治措施;提出强化基床表面、改良基床土性质、设置封闭层和疏导地下水等基床病害防范措施,实际应用效果良好。     

高速铁路路基基床混凝土施工工艺及质量控制措施

高速铁路路基基床混凝土是控制铁路路基不均匀沉降的关键技术。结合北京至沈阳铁路客运专线京冀段站前工程路基基床混凝土施工情况,针对施工中出现钢筋保护层厚度过大、模板加固不牢固、预埋件安装位置不准确、混凝土浇筑振捣不密实等几方面问题,不断进行现场实践,优化各工序施工工艺及工装设备,总结出基床混凝土施工质量控制要点,取得了较快的施工进度和良好的经济效益和社会效益,对于后续类似工程的施工具有一定的借鉴和指导意义。     

探析羌湖市铁路路基基床病害及整治

近年来,随着铁路工程建设的蓬勃发展,铁路正朝着重载、高速方向发展。在铁路建设和运输生产过程中,铁路路基基床的损伤越来越大,基床病害也越来越多,基床病害的原因也在不断增加,变化万千。面对这种情况,铁路路基基床的病害整治手段也应在不断变化,技术水平不断提高。结合芜湖市铁路路基状况,详细分析路基基床病害并合理进行整治,可对今后铁路建设和维修提供借鉴。     

重载铁路路基基床结构设计研究

研究目的:目前我国重载铁路路基厚度的设计依据现行高速铁路路基设计规范,但重载列车与高速列车作用下路基的工作机理存在较大差异。为此,本文根据弹性理论建立轨道-路基三维有限元模型,分析不同荷载水平和基床结构形式下路基动应力分布和衰减规律,提出用动强度控制设计方法确定不同轴重下重载铁路路基基床厚度。研究结论:(1)重载铁路荷载条件下,由于需要考虑轮轴的叠加效应,路基动应力衰减速率明显减小;(2)依据现行重载铁路设计方法得到的路基设计厚度处的动应力与自重应力之比为0.3~0.5,不满足设计要求;(3)采用动强度设计原则,25 t轴重下的基床整体厚度为2.1~2.3 m,30 t轴重下的基床整体厚度为2.8~2.9 m,35 t轴重下的基床整体厚度为3.2~3.3 m;(4)该结论可为重载铁路路基基床结构设计提供参考。     

高速铁路路基基床表层低细颗粒含量级配碎石冻胀机理研究

在我国寒冷地区,高速铁路路基的防冻胀结构设计,是需要重点考虑的问题。在高速铁路路基的设计施工中,采取了控制细颗粒含量、设置隔水层、加强排水等一系列防冻胀措施,但铁路路基冻胀病害仍时有发生。为了掌握高速铁路路基基床表层冻胀病害特点及原因,对低细颗粒含量的级配碎石填料进行了试验研究。结果表明:随着细颗粒含量的增加,级配碎石的冻胀敏感性增加,冻胀量增大;且细颗粒含量越大,外界水分对路基填料土体的冻胀影响越大;土体的渗透系数越大,其抗冻能力越强,当渗透系数大于10~(-3)时,土体的冻胀系数小于1;通过对低细颗粒含量级配碎石冻胀机理的分析,得出粗颗粒骨架接触部位的水及粘粒颗粒是引起低细颗粒含量级配碎石冻胀的主要原因。     

高速铁路路基注浆整治冻害试验研究

京哈高铁极端气温低于-30℃,极易造成既有铁路路基冻胀产生不均匀变形,给列车运行安全带来极大隐患.通过填料改良后对土力学指标进行研究分析,将注浆加固技术应用于既有高速铁路路基冻胀处理,基床整体密卖度及承载力均得到提高,对路基翻浆冒泥等病害起到了预防作用.通常的冻胀处理手段为整体换填,需要中断行车,工程造价高、处理周期长...     

路基状态检查车在路基病害检测中的应用分析

本文简要介绍了路基状态检查车在提速区段铁路路基病害普查中的应用,并做了验证分析。路基状态检查车可以探测基床病害、含水状况以及道床的污染状况,能迅速、准确、真实了解全线路基基床的状况和道床厚度等有关信息。经过实地开挖验证,其探测结果与现场实际情况较为吻合。     

重载铁路路基基底纵向水平加固效果分析

针对重载铁路路基基床底层病害整治困难的特点,对目前常用的病害整治方法进行了综合比较和分析,提出路基基底纵向水平加固技术。运用有限元软件对路基基底纵向水平加固前后轨道、路基的垂向位移和垂向应力进行了分析。结果表明:重载铁路出现病害后基床底层位移可达2.5 mm,应力可达175.56 k Pa;基床底层纵向水平加固效果显著,能够减小路基轨道的位移和应力,改善基床底层受力。     

路基稳定性无损检测方法技术研究

研究目的:通过路基稳定性检测可测出基床强度(承载力)、道碴陷槽、翻浆冒泥等基床病害,同时还要满足不干扰行车、安全、快速、经济、可靠等客观条件的要求。研究方法:针对过去路基检测要破损路基,且不能全面反映路基的现状,结合实际采用无损检测技术对路基进行全面研究,从而对路基稳定性作出评价。研究结果:用地质雷达和瞬态瑞雷波法等检测技术检测既有铁路路基,通过测定适当的物理量,并与规范数值进行相关比较,准确地揭示出路基现状及病害,并对既有铁路路基稳定性作出评价。研究结论:用地质雷达和瞬态瑞雷波法等检测既有铁路路基,总结出一整套操作性较强的快速、准确、简便、无损、有效的检测方法;可准确地揭示出路基现状及病害,并可对检测区段路基稳定性作出评价,使既有线提速路基稳定性检测在质和量两方面得到较大提高和突破;成果已得到了广泛推广应用,经济和社会效益显著。     

降雨入渗下铁路路基含水率分布及影响分析

研究目的:为深入分析降雨入渗诱发铁路路基病害的内在机制,采用非饱和渗流数值计算理论,考虑基床填料回弹模量和累积塑性应变的含水率敏感性,建立二维有限元分析模型,研究不同降雨强度下路基降雨入渗深度、饱和区、含水率、回弹模量和累积塑性应变的变化及分布规律。研究结论:(1)降雨入渗条件下水分在基床表层内迁移,难以透入基床底层;(2)降雨入渗导致基床表层平均竖向回弹模量值降低,基床底层平均竖向回弹模量值影响较小;(3)当日降雨量增长到25 mm时,基床表层和基床底层交界面出现水分富集,易软化而引发基床局部塌陷、不均匀沉降和层间接触面剪切破坏等路基病害;(4)通过研究得出基床表层裂缝渗水区域和基床底层底部是路基排水及养护维修重点;(5)本文成果可为铁路路基防排水设计和养护维修决策提供参考。     

翻浆状态下无砟轨道路基动力响应特征模型试验研究

高速铁路无砟轨道基床翻浆是一种特殊的路基新型病害,影响高速铁路运营的舒适性和安全性,为分析无砟轨道路基基床翻浆对路基动力响应特征的影响,开展无砟轨道-路基基床大比例模型试验。试验结果表明:基床翻浆状态时,在动荷载下底座板对基床表层产生瞬态碰撞,使得基床表层土动压力随动荷载加载次数的增大而逐渐增大,沿深度衰减速率变快;基床翻浆改变了基床表层与底座板之间的动力传递特性,竖向振动加速度比值增大了1. 95倍以上,动位移比值增大了4. 56倍以上,振动响应从底座板传递至基床表层衰减梯度增大;基床表层翻浆不断恶化,会降低基床表层对底座板的支承能力,致使无砟轨道-路基基床动力响应加剧。     

高速铁路路基结构设计方法现状与发展趋势

基于既有文献的研读与分析,结合国内外高速铁路路基工程研究成果与实践,归纳了中国、日本、法国、德国和美国等国家高速铁路路基基床结构形式及设计方法.国外各国高速铁路路基基床普遍采用层状的强化结构,基床表层采用统一的双层或多层结构,而中国采用单一结构;国外各国依据各自的理解和习惯采用不同的检验参数评价填料的压实状态,中国采用...     

浸水对无砟轨道膨胀土路基力学行为与变形特征的影响

降雨或地下水波动会影响列车荷载作用下铁路路基的力学与变形响应,特别是膨胀土路基.为此,以泥质砂岩混合土为膨胀性地基,A组填料为基床,建立1:2大比例高速铁路无砟轨道路基物理模型试验,通过对路基浸水分析加卸载循环作用下路基土压力与变形分布规律.试验结果表明,浸水对铁路膨胀土路基具有明显影响,基床表层底面处土压力呈明显非均...     

高原冻土区既有线路基病害防治技术

针对青海省柴达尔支线铁路扩能改造工程设计,对既有路基进行全面现场勘察,分析病害的发育性状及分布规律,并从帮宽路基病害机理出发,提出了"防冻为主,综合治理"的设计原则。从换填既有基床填料、修筑保温护道、铺设土工格栅、整治基床翻浆冒泥及下沉外挤、改造和完善路基排水系统等方面总结出了一套适合高原冻土区路基病害的综合防治技术。经改造后路基沉降远小于允许值,在保护冻土的同时也保护了生态环境,为高原冻土区既有线的扩能改造工程积累了经验。