【正文】 1 題 目： 高速鐵路路橋過渡段的設(shè)計(jì) 適合專業(yè)： 土木工程 指導(dǎo)教師（簽名）： 提交日期： 2021 年 1 月 8 日 學(xué)院： 土建學(xué)院 專業(yè)： 土木工程 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本內(nèi)容和要求： 一、基本內(nèi)容和要求 按沉降控制為要求的高速鐵路路橋過渡段設(shè)計(jì) 。 路橋過渡段地基處理設(shè)計(jì)； 承載力驗(yàn)算 過渡段路堤的設(shè)計(jì) 提交設(shè)計(jì)圖紙： 過渡段縱斷面圖、地基處理設(shè)計(jì)圖、 工程數(shù)量匯總表 等 。 二、工程概況 京滬高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為 350km/h，對于無砟軌道，要求過渡段路基工后沉降控制在 5mm 以內(nèi)。本次設(shè)計(jì)工點(diǎn)位于天津特大橋與青滄大橋之間，地形平坦，地勢開闊，以填方為主，路堤中心最大填高 。 三、地質(zhì)概況 地層分別為：粘土，厚 2~3m；粉質(zhì)粘土，厚 10~15m；粉土，厚 10~12m；粉質(zhì)粘土，厚 7~10m；粉土，未見底；其物理力學(xué)指標(biāo)見表 1。 水文地質(zhì)特征：地下水為第四系孔隙潛水， 地下水埋深 。地震加速度為 （地震的基本裂度為 VIII 度）。 表 1 區(qū)域巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 2 巖性 天然含水量 W 天然重度γ 天然孔隙比 e0 液限WL 塑限WP 液性指數(shù)IL 塑性指數(shù)IP 壓縮指數(shù).2 壓縮模量 天然快剪 內(nèi)摩擦角φ 粘聚力 C % kN/m3 % % MPa1 MPa 176。 kPa 粘土 粉質(zhì)粘土 粉土 粉質(zhì)粘土 粉土 16 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重 點(diǎn)研究的問題： 按沉降控制為要求的高速鐵路路橋過渡段設(shè)計(jì) 。 路橋過渡段地基處理設(shè)計(jì)； 1）采用長短樁形式進(jìn)行過渡段地基處理設(shè)計(jì)； 2）采用置換率漸變進(jìn)行過渡段地基設(shè)計(jì)。 承載力驗(yàn)算 ： 1）復(fù)合地基承載力驗(yàn)算； 2）軟弱下臥層承載力驗(yàn)算。 過渡段路堤的設(shè)計(jì) 1）過渡段路堤結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)； 2）基床表層的設(shè)計(jì)； 提交設(shè)計(jì)圖紙： 過渡段縱斷面圖、地基處理設(shè)計(jì)圖、 工程數(shù)量匯總表 等 。 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作： 1．文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 查閱與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的文獻(xiàn)，并撰寫文獻(xiàn)綜述，文獻(xiàn)綜述中 應(yīng)寫明 目前工程中常用的路橋過渡段處治技術(shù)、適用范圍等；在此基礎(chǔ)上， 介紹工程中過 渡段 處 治 的新技術(shù)。 2．外文翻譯 由學(xué)生查閱一篇與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的外文文獻(xiàn)并進(jìn)行翻譯，要求原文字符不少于 40000 個(gè)。 3． 撰寫開題報(bào)告 在文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容、擬采用的設(shè)計(jì)理論及時(shí)間進(jìn)程。（ 開題報(bào)告應(yīng)在提交系統(tǒng)前一周由導(dǎo)師審查 ） 4．設(shè)計(jì)計(jì)算 1）根據(jù)工程、地質(zhì)等條件，確定過渡段地基處理的方法，熟悉相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論； ①采用長短樁形式進(jìn)行過渡段地基處理設(shè)計(jì)； ②采用置換率漸變進(jìn)行過渡段地基設(shè)計(jì)。 2) 承載力 驗(yàn)算 ： ①復(fù)合地基承載力驗(yàn)算； ②軟弱下臥層承載力驗(yàn)算。 3) 過渡段路堤的設(shè)計(jì) ①過渡段路堤結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)； ②基床表層的設(shè)計(jì)； 5. 繪制 設(shè)計(jì)圖紙： 過渡段縱斷面圖、地基處理設(shè)計(jì)圖、 工程數(shù)量匯總表 等 。 6．整理設(shè)計(jì)成果并撰寫論文，分節(jié)編寫（ 論文初稿應(yīng)在答辯前二周由導(dǎo)師 4 審查） 參考資料推薦： [1]《 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 》 JGJ792021； [2]《新建時(shí)速 300~350 公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 (上、下 )》，鐵建設(shè)（ 2021） 47 號； [3]《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 》 TB100012021； [4]《鐵路 工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB501112021； [5]閆明禮，張東剛， CFG 樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐 [M]，北京：中國水利水電出版社， 2021； [6] 劉建坤，曾巧鈴，侯永峰等，《路基工程》，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021； [7] 王炳龍等，高速鐵路路基工程 [M]，北京：中國鐵道出版社， 2021； [8] 宮全美，鐵路路基工程 [M]，北京：中國鐵道出版社， 2021。 其他要說明的問題： 無 題 目： 高速鐵路路橋過渡段的設(shè)計(jì) 5 學(xué)院： 土建學(xué)院 專業(yè)： 土木工程 學(xué)生姓名： 白國華 學(xué)號： 06231061 文獻(xiàn)綜述： 隨著我國經(jīng)濟(jì)政策的調(diào)整，鐵路建設(shè)迎來了新的發(fā)展期。因此高等級鐵路的安全性、舒適性和可靠性顯得越來越重要。相對而言，路橋過渡段上的路基路面研究顯得十分薄弱，被列為道鐵工程質(zhì)量的通病。因此，在分析路橋過渡段路基路面常見病害產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，提出了施工中存在的一些問題，針對問題制定了一些改進(jìn)措施。 過渡段路面結(jié)構(gòu)破壞或橋頭跳車現(xiàn)象，不僅 影響乘車的舒適性、安全性，同時(shí)還影響交通的迅速流動(dòng)和橋梁的工作狀態(tài)。高速鐵路和高速鐵路路橋過渡段出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車安全。在鐵路路橋過渡段由于跳車原因，產(chǎn)生道碴翻漿、路基下沉變形、線路部件損壞、軌面變化等嚴(yán)重的線路病害。在高速公路運(yùn)營過程中仍然出現(xiàn)不同程度的橋頭跳車現(xiàn)象，影響乘車舒適度甚至危及行車安全。目前，路橋過渡段的理論水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與實(shí)際工程應(yīng)用，許多實(shí)際工程中出現(xiàn)的現(xiàn)象在理論上還找不到依據(jù)。 路橋過渡段病害產(chǎn)生的原因： 路橋過渡段不平順的根本原因是由于路基與橋臺的剛度差異懸殊，路基填料固結(jié)程度 差，強(qiáng)度相對較低。要改善二者的剛度差，使橋臺 路基的剛度均勻漸變。首先需找出過渡段剛度不能均勻漸變的主要原因，在采取措施，才能使得行車平順。剛度不能均勻漸變的原因主要有以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)方面：由于主客觀原因造成的地質(zhì)鉆探布控過少或鉆探深度不足，未能準(zhǔn)確探明軟基范圍和深度，造成軟基處治的理論計(jì)算與選用的計(jì)算參數(shù)與實(shí)際情況不符，導(dǎo)致軟基處治設(shè)計(jì)未能達(dá)到規(guī)范要求。 設(shè)置搭板式路橋過渡段不均勻沉降的常用處治措施，但在多年施工中發(fā) 6 現(xiàn)，即使設(shè)置了搭板也不能有效地控制路橋過渡段的不均勻沉降，其根本的原因是多事 設(shè)計(jì)單位未重視 搭板的設(shè)計(jì)，搭板設(shè)計(jì)不盡合理。 施工方面：壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，在施工過程中，由于路橋過渡段的位置特殊，壓路機(jī)難以碾壓到位，導(dǎo)致橋臺后的填料不易壓實(shí)，造成部分填土下沉；橋頭路堤地基處理不徹底，橋頭路堤及錐坡一般位于天然地基上。如果在填土前不作處理或處理不徹底，在路堤土的重力作用下將產(chǎn)生較大變形，特別當(dāng)路堤較高及原有地基軟弱表層清理不徹底時(shí)變形更大。而橋梁構(gòu)造物多采用樁基礎(chǔ)或經(jīng)地基處理的擴(kuò)大基礎(chǔ)等。其沉降量很小， 將產(chǎn)生橋不沉而路沉的不均勻沉降現(xiàn)象，且在車輛動(dòng)荷載的作用下不均勻沉降繼續(xù)發(fā)展；橋梁通常作為控制工 程優(yōu)先施工。路基工程一般是橋梁建成后施工。路橋過渡段集中填筑， 幾乎沒有靜置沉降和趨于穩(wěn)定的時(shí)間，導(dǎo)致運(yùn)行后的初期沉降變形較大： 施工質(zhì)量問題與施工管理問題也是造成過渡段沉降的常見原因。 由于上述原因， 通常臺背回填區(qū)域會發(fā)生下沉、搭板支承面吊空、由于臺背填土下沉引起搭板枕梁下沉等， 導(dǎo)致車輛過橋跳車， 影響行車舒適。同時(shí)由于跳車產(chǎn)生的跳動(dòng)和沖擊，加速橋臺、橋頭搭板、支座和伸縮縫等損壞而導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的增加。 路橋過渡段的技術(shù)處理措施 由于路橋過渡段產(chǎn)生原因各有不同。影響程度也不一樣，必須區(qū)別對待，有針對性的 進(jìn)行處理，才能達(dá)到較好效果。根據(jù)高速公路線路構(gòu)造的特點(diǎn)，路橋過渡段處理方法有以下幾種措施： 通過加強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)增大基床的豎向剛度， 減小路基結(jié)構(gòu)物的沉降。此類處理方法的主要目的是通過加強(qiáng)路基以達(dá)到減小路基與橋梁之間在剛度和沉降方面的差異、降低路橋線線路不平順的。具體的處理方法有級配粗粒 7 料填筑法、加筋土路堤法、鋼筋混凝土搭板法、輕型材料填筑法等。 級配粗粒料填筑法。為了減少路堤自身的壓縮性， 降低其工后沉降，在路橋過渡段中填筑強(qiáng)度高、變形小的級配粗粒料。包括碎石、沙礫石、水泥石灰穩(wěn)定沙石土、低標(biāo)號混凝土 等。該方法是各國高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的減少路橋問沉降差的處理方法。該方法設(shè)計(jì)意圖明確。是通過使用級配粗粒料來減小路基自身的壓縮性。由于材料性質(zhì)可靠、易控制， 在較高的壓實(shí)情況下， 能保證該部位剛度與變形的均勻過渡。但如果使用了優(yōu)質(zhì)填料，而沒有進(jìn)行充分的壓實(shí)，同樣會產(chǎn)生較大的沉降，而不能發(fā)揮過渡段的功能。所以，對級配粗粒料的填筑壓實(shí)和檢測標(biāo)準(zhǔn)必須進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，以取保施工質(zhì)量。 加筋土路堤法：該方法是通過在路橋過渡段填埋一定數(shù)量的加筋材料， 以增加路基強(qiáng)度， 大幅度提高路堤剛度。減小路基變形。通過調(diào)整拉筋材 料的布置間距和位置， 可將橋背路基與橋梁交界處的臺階式跳躍沉降變成連續(xù)斜坡式沉降， 能方便的達(dá)到市路橋過渡段平順的目的?，F(xiàn)場試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)研究表明， 加筋土路堤結(jié)構(gòu)能有效地處理有橋背路基土的沉降而引起的線路不平順。在施工中． 只有按照一定的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)填筑， 選用適當(dāng)?shù)睦畈牧希? 可以將橋背路基表面沉降控制在 4 ～ 5 厘米內(nèi)， 且沉降為線性連續(xù)性。 鋼筋混凝土搭板法：在路橋過渡段范圍內(nèi)路基填土上可設(shè)置一鋼筋混凝土搭板，一端支承在剛性基礎(chǔ) ( 橋臺 )，另一端簡支于枕梁上?？衫娩摻罨炷链畎宓目箯潉偠葋碓龃筌?道的剛度。搭板可水平放置，以可傾斜放置。板后可均勻， 也可漸變。設(shè)計(jì)時(shí)，搭板按簡支梁設(shè)置，可使剛性橋臺與柔性路基的剛度逐漸變化。由于橋臺基礎(chǔ)和臺后路基土體的工后沉降差， 使得搭板竣工是會發(fā)生縱坡變化。實(shí)測資料表明，其變化值的大小是從分發(fā)揮搭板作用，改善橋頭行車舒適性的重要控制指標(biāo)。當(dāng)大板縱坡變化值在 1 ～ 8 4 %以下時(shí)，不會影響行車舒適度。 輕型材料填筑法：由于級配粗粒料含量相度較大，容易引起地基的過大沉降。為此，近年來研究發(fā)展了一種減輕結(jié)構(gòu)物自重的工藝方法。該方法可以顯著減小橋背路堤填料自身的壓縮變形 ，減弱對地基的豎向加載作用以及對橋臺結(jié)構(gòu)的水平壓力，從而使填料對地基的變形影響減小。如果該方法與地基處理綜合考慮，可降低地基處理的費(fèi)用。減小地基處理范圍以及縮短施工工期。常用的輕型材料有 EPS( 聚苯乙烯泡沫塑料 ) 、人工氣泡混合土 (泡沫水泥砂漿 ) 、火山灰、粉煤灰等。這些輕型填料都具有良好的力學(xué)強(qiáng)度。改變路堤與橋臺的連接形式：改進(jìn)橋頭線路結(jié)構(gòu)的形式， 顯著改善兩個(gè)對接的性質(zhì)完全不同的線路下部結(jié)構(gòu)體系在抗垂直能力方面的差異，使路基材料的模量能逐步過渡?？纱蟠蟾纳七^渡段的動(dòng)力特性。 臺背路堤填筑前的排水施工： 臺背路堤的施工應(yīng)按《 鐵路 路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，充分注意填土的排水，防止水對填土的浸泡和沖刷，可以通過設(shè)置橫向泄水管和盲溝． 使施工填土不至于被浸泡而滿足填筑壓實(shí)度的要求， 通過多年施工發(fā)現(xiàn)可以取得良好的施工效果。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 陳果元 ,唐小弟 ,魏麗敏 . 客運(yùn)專線路橋過渡段沉降規(guī)律的對比分析 [J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào) , 2021,(02) . 9 [2] 李東 . 路橋過渡段施工技術(shù)的處理措施 [J]. 民營科技 , 2021,(02) . 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