堆填工程对既有铁路路基的预变形影响研究

研究目的:随着铁路开发,在既有铁路侧进行堆载的工程日益增多,对既有铁路结构势必产生一定的变形影响,因此在既有铁路路基边进行弃土堆填时,需预估堆填工程对既有铁路路基的变形影响,以确保铁路安全。本文通过分析坡体稳定性、不同堆载高度、不同堆载间距以及堆载分级级数对既有路基变形的影响,以期减小堆载对既有铁路路基的影响。研究结论:(1)在堆填土方量一定的前提下,分级堆载比不分级堆载对既有路基的变形影响较小;(2)在堆填高度一定时,三级堆载比二级堆载对既有路基的变形影响较小,分级荷载不同间距对既有路基的影响不是线性关系;(3)分级荷载大小相等时,堆载间距是影响既有路基变形的关键因素;(4)该研究成果可为其他类似高铁侧堆载减小对既有铁路的影响提供参考。     

侧向堆载下高低承台桩受力性状的对比研究

为深入认识滨海地区侧向堆载下高低承台桩的受力特征,运用岩土三维有限差分软件FLAC3D进行数值分析,考虑了不同堆载距离和堆载高度等条件下高承台桩以及低承台桩的受力性状,对比了两者在侧向堆载作用下的位移、弯矩和轴力。分析表明:在滨海地区,侧向堆载下低承台桩身的桩顶水平位移反应较高承台敏感;高承台桩身内力受影响程度明显大于低承台桩。因此,对于高低承台桩基础的选择应该考虑各方面的因素,做到安全经济。其结论对滨海区的桩基础的设计与施工具有一定的参考价值。     

堆载对路基变形特征的影响分析

基于非线形有限元方法,根据工程案例对局部堆载作用下路基的变形与稳定性进行了分析。计算得到了各施工阶段路基体内最大侧向位移的位置变化情况,并分析了局部堆载的不同作用位置对路基竖向沉降、侧向位移、稳定性的影响,为局部堆载的合理使用提供参考。     

新建下穿路基对既有铁路桥桩基附加沉降的计算方法

介绍一种用于求解新建路基引起既有铁路桥附加沉降的方法。通过对基于Boussinesq解的等代墩基法、线弹性土-等代墩基界面模型、荷载传递法以及现行规范公式的系统化综合,借助矩阵对运算数据进行整理,进行迭代运算,得到新建铁路路基下穿既有铁路桥梁时路基填土对既有桥梁桩基础的附加沉降。以山西中南部铁路工程某实际工点为算例,演示其计算过程。     

郑徐客运专线深厚层黏性土地基沉降预测分析

郑徐客运专线位于黄淮冲积平原区,沿线广为厚层或巨厚层的第四系地层覆盖,表层的软土和松软土厚度巨大,路基工程工后沉降控制极为困难。以DK319松软土路基工点为背景,采用有限元数值模拟方法系统,分析了渗透系数、堆载时间、加固桩长等因素对路基沉降特性的影响;在此基础上分析了设计桩长条件下,在不考虑堆载、考虑堆载3个月、考虑堆载6个月三种工况下,路堤最终沉降量及达到工后沉降控制标准所需的时间。     

滨海软土地区隔离桩用于控制侧向堆载引起的铁路路基位移的研究

福州可门港大桥货场扩建工程使铁路桥梁桩基、路基面临大面积侧向堆载问题。采用有限差分软件分析已加固滨海软土地层桩网铁路路基的侧向位移,以及隔离桩对软土侧向位移特性的影响。结果表明:未施作隔离桩时,8 m高侧向堆载引起软土层侧向位移达124 mm;采用单排隔离桩减少软土位移约15%~30%,采用双排隔离桩减少软土位移约60%~80%;当堆载高度增加时,单、双排桩隔离效果均有所降低;双排隔离桩对地层位移量及位移发展速率的控制效果均优于单排隔离桩,同时桩体自身变形量较小,稳定性较好。     

既有铁路病害路基改桥梁设计

某高填路基出现裂缝、下沉外鼓,存在较大的安全隐患。为保障行车安全,将病害路基改为简支桥梁,且要满足在不中断铁路运营情况下的施工。采用钢筋混凝土框架式桥墩,既有路基两侧设桩基础,用MIDAS空间分析程序与铁路桥梁软件HRBD程序对桥墩与基础进行设计计算。     

关于铁路既有中小跨度桥梁在160km／h列车作用下竖向刚度的分析研究

分析了我国铁路设计规范中规定的在中-活载作用下既有铁路桥梁竖向刚度的现状，及在不同桥梁跨度条件下各种荷载工况和中-活载的此例关系，结果表明中-活载能满足速度160km／h新建铁路桥梁设计要求。     

组合双曲线法在高铁路基沉降预测中的应用

高速铁路路堤普遍采用堆载土预压的施工方法加速路基的固结沉降。由于预压土荷载的快速施加,路基沉降曲线在填筑期与预压期之间常出现较为明显的变化。本文在总结和分析三点法、双曲线、指数曲线、泊松曲线、经验系数矫正法等路基沉降预测模型特点和适用性的基础上,基于传统双曲线沉降预测模型,提出一种适用于堆载预压工况下的高铁路基沉降预测方法——组合双曲线法。组合双曲线沉降预测模型考虑了堆载预压后沉降速率突然变大,将模型方程按照路基本体填筑期和堆载预压期分为两个阶段,分别进行参数确定。将组合双曲线沉降预测模型应用于京沈高铁某路基段,并与其他传统沉降预测模型计算结果进行对比,验证了组合双曲线法的适用性。     

堆载预压情况下基底土质对路基沉降影响的分析研究

以京沈客运专线安匠站的两段堆载预压路基工程为依托,搜集堆载预压期间的沉降监测数据,建立双曲线模型和灰色系统GM(1,1)模型,对该路基沉降进行预测分析。结果表明,该段路基沉降已达到相对稳定,基底粉质黏土较其他土质压缩模量更小,在堆载预压载荷下会产生更大的沉降量,并且达到稳定的时程较其他土质更长。     

重载铁路桥梁设计列车标准活载的研究

充分调查铁路桥梁设计列车标准活载、机车车辆现状。深入研究一些发达国家铁路桥梁设计列车标准活载的发展贮备。针对我国铁路重载运输的发展现状,依据与世界水平相同或相近的发展贮备原则,认为重载运输桥梁设计列车标准活载有必要修订。综合考虑大件运输和冲击系数对活载的影响,归纳出铁路桥梁设计列车标准活载的五条修订原则,并推荐轴重27t和30t两种列车活载标准图式。     

山西中南部重载铁路桥梁设计活载标准研究

研究目的:铁路列车活载标准是铁路桥梁设计的核心参数,其活载图式的拟定需综合考虑移动装备现状与发展、运输模式、运营速度及加载方式等因素。本文以山西中南部铁路通道为工程背景,针对国内既有的轴重30 t重载货车,共拟定6种不同运营活载图式,根据该重载铁路桥梁的设计活载中-活载(2005)(Z=1.2),计算设计活载相对6种不同的运营荷载的发展储备系数,明确该重载铁路桥梁设计活载标准的发展储备水平,即对于小跨度和大跨度桥梁,设计活载发展储备系数较小,中等跨度桥梁设计活载发展储备系数较大。研究结论:(1)通过对设计活载发展储备系数计算分析,山西中南部铁路通道桥梁设计活载采用中-活载(2005)(Z=1.2)能够满足开行既有30 t轴重货车的要求;(2)该活载标准对于1~12 m桥涵,设计活载的发展储备系数偏低,设计活载储备系数在1.0~1.2之间;对于加载长度12~200 m桥涵,设计活载的发展储备系数均在1.2以上;(3)中-活载(2005)的荷载图式中特种荷载值偏低致使小跨度桥涵荷载储备偏低,因此该活载图式特种荷载值需要提高;(4)该研究成果可直接用于后续的重载铁路桥梁设计。     

时速250km客运专线路基动力响应研究试验

结合合肥—南京客货共线铁路试验段进行路基原位动载试验,通过模拟测试路基在相同机车轴重不同通过车速情况下的弹性变形及振动加速度,对路基在不同行车速度条件下的动力响应作以研究。通过对循环荷载下沿线路横向不同距离路基弹性变形、加速度以及轨下不同深度动应力测试,获得路基弹性变形、加速度以及动应力衰减规律。研究表明,现有规范对弹性变形的建议值不尽合理,提出时速200 km及以上客运专线铁路弹性变形合理建议值,为新建铁路客运专线设计及规范提供依据。     

预应力管桩加固铁路多线路基的研究与实践

研究目的:京石客专石家庄枢纽DK 285+400~DK 287+100段多线路基,正线及道岔区采用无砟轨道,工后沉降要求高,受货迁工程滞后影响,导致原设计地基处理方案无堆载预压时间。为保证本段路基施工不影响整个京石客专全线按时开通运营,根据工期要求,研究不进行堆载预压的地基加固方案,并进行实践、验证。研究结论:(1)经对CFG桩桩筏、钻孔灌注桩桩板和预应力管桩桩筏方案的比较,采用管桩桩筏方案加固多线路基有明显的技术、经济和工期等综合优势;(2)采用管桩桩筏方案加固路基,复合地基沉降计算中可忽略垫层压缩量、桩体压缩量和桩上下刺入量,只计桩端以下下卧层的压缩量,计算精度满足工程实际要求;(3)采用静压法施工预应力管桩时,如遇地层中存在较厚密实的砂层,可采用高压水冲配合静压施工的方法穿越,以达到设计桩长深度;(4)通过路基沉降观测和评估,在不进行堆载预压的情况下,采用预应力管桩桩筏方案加固的路基满足无砟轨道沉降要求;(5)该研究成果可为客运专线铁路枢纽内多线路基的地基加固提供参考和借鉴。     

软土地区新建城市轨道交通线路路基对邻近既有线路路基水平变形的影响分析

依托东部沿海软土地区某城市轨道交通路基帮宽工程,利用同济大学L-30土工离心机进行土工离心模型试验,研究既有CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基路基在邻近堆载作用下土体和桩体的水平变形规律。利用有限元数值模拟方法,研究既有路基和新建路基的不同加固形式对既有路基水平变形规律的影响。研究表明:在邻近堆载的作用下,软土地区城市轨道交通线路路基坡脚外2 m土柱的水平变形呈现"弓"型变化规律,随埋深增加,水平变形先增大后减小;路基CFG桩复合地基中的CFG桩的水平变形呈现漏斗型变化规律,桩顶水平位移最大,随埋深的增加,水平变形逐渐减小;新建路基中桩基的存在,可有效减小既有路基的水平位移;在CFG桩桩顶增加筏板,能将CFG桩的水平变形规律由漏斗型改变为"弓"型,同时减小桩体的最大水平变形。     

真空-堆载联合预压处理路堤软基相关问题分析

研究目的:真空-堆载联合预压技术已在港口、道路等工程领域得到推广应用,但其加固机理、地基沉降计算方法等尚存在争议或不明确,影响到该项技术的发展及应用。本文结合工程试验资料,对真空-堆载联合预压作用下真空度传递规律、孔隙水压力变化及消散特点、地基沉降变化规律及工后沉降控制效果等进行了分析,对真空-堆载联合预压在工程应用中的地基沉降计算方法、工后沉降影响因素等设计、施工方面的相关问题进行了分析和探讨。研究结论:在消除地基土中真空度的影响后,真空-堆载联合预压加固区地基土中超静孔隙水压力增加、消散规律与单纯堆载作用基本一致,在加固机理上没有本质区别。真空预压在附加应力及加固影响深度等方面与堆载预压有明显区别,在地基沉降计算时应予以考虑。真空-堆载联合预压工后沉降控制与地基条件、路基填高等因素密切相关,工程应用时应根据技术标准在设计、施工等方面加以考虑。     

浅谈桥梁钻孔桩基础设计

桩基础在公路及铁路桥梁设计中得以广泛运用．桩基础类型的选择受地质、墩台类型等影响，制约因素较多．笔者根据在实际工作中的些许设计经验，从桩基础类型的选择、桩长的计算、桩底持力层的选择以及确定桩基础承载力时，对如何考虑桩与土的共同作用等方面进行了探讨．     

深厚杂填土铁路桥梁桩基础设计

以阳泉市白荫支线跨煤矿采空区铁路桥为例,对深厚杂填土地区铁路桥梁桩基础施工方法进行了比选;同时通过Midas建模分析,得到了影响铁路基础刚度提高的关键因素;并针对深厚填土地区特点,计算了桩基础负摩阻力和桩基础承载力,总结了深厚杂填土地区桩基设计采取的措施。     

真空、堆载联合预压在广珠铁路珠海西站软基加固中的应用

真空、堆载联合预压法是软土路基加固处理的一种方法,具有真空预压和堆载预压的双重效果。以广珠铁路珠海西站软基处理的工程实例,介绍真空、堆载联合预压的加固原理、施工工艺流程和主要技术要求以及加固效果。归纳了该技术的综合特点,可为类似工程作参考。     

不同加荷顺序下单桩负摩阻力模型试验研究

研究目的:基桩负摩阻力对桩产生下拉荷载,增大桩身轴力和端阻力,甚至导致桩身破坏。由于桩周土和桩体承受荷载后的沉降发展过程不同,桩载与堆载施加顺序必然对桩体负摩阻力产生较大影响。本文通过模型试验,研究不同桩端持力层条件下堆载和桩载施加顺序对单桩负摩阻力的影响。研究结论:(1)先堆载后桩载工况下,堆载完成后,中性点离桩顶最远,随着桩载增加,中性点逐渐上移,最终黄土和粗砂持力层中性点位置分别在桩顶下0.49l和0.56l处;桩身轴力呈先增加后减小的趋势,单桩承载力发挥系数分别为0.69和0.57;(2)先桩载后堆载工况下,施加桩载时,桩身轴力沿深度逐渐减小,无中性点,施加堆载时,轴力呈先增加后减小的趋势,中性点出现并逐渐下移,最终黄土和粗砂持力层的中性点位置分别在0.41l和0.50l附近,单桩承载力发挥系数分别为0.86和0.69;(3)同种持力层情况下,先桩载后堆载的承载力发挥系数较先堆载后桩载的大,安全储备小,实际工程中应严格控制堆载宽度、集度及堆载边缘距桩中心的距离;(4)在实际工程中应综合分析地质条件、桩基的受力特点及承载要求,选取合适的加载顺序来减小桩身负摩阻力;(5)该研究成果可为堆载条件下桩基的设计提供参考。