【正文】 此方案性價比較低。 鋪面斷裂、錯臺、破碎 鋪面露筋 鋪面及軌道臟污 鋪面損壞 斷裂、破碎：由于鋼筋混凝土板鋪面大多采用預(yù)制，鋪面與軌枕 12 以及其他設(shè)施接觸處不能很好的結(jié)合，且鋪面板與軌道間無連接部件，在車輛荷載（尤其是重載車輛）作用下，導致鋪面受力不均勻，發(fā)生斷裂。由于排水不暢，車輛經(jīng)過鋪面時，受動荷載的作用，鋪面板下的水不斷沖刷路基，路基的細骨料在水的作用下被帶出，形成唧泥，同時鋪面板逐漸下沉。車輛通過道口時，道口板在剎車、跳車等水平、豎向沖擊力的作用下，磨損、破損加劇，露骨、露筋現(xiàn)象較為普遍。 瀝青路面與道口銜接處，受車輛制動、軌面附近豎向與橫向沖擊、重載交通、排水不暢、路基強度不足等因素影響，路面龜裂、沉陷、車轍、松散、啃邊等病害較為普遍，由于車輛制動 產(chǎn)生的沖擊力，減速帶破損情況較為普遍。 道口鋪面坑洼不平，道口與公路平面交叉路面接壤處凹凸不平，車況較差的機動車易造成發(fā)動機熄火或轉(zhuǎn)向失靈卡在道口內(nèi)。 車輛產(chǎn)生的沖擊力 F=200*1000*（ 4010） *1000/3600/8== 噸 ，結(jié)構(gòu)受到破壞，造成積水。 控制公路與鐵路銜接部的差異沉降 (1)控制位移標準：公鐵銜接部 公路一側(cè) 豎向位移 ≦ 6mm 路面結(jié)構(gòu)的耐久性 使用壽命 15 年 17 施工時盡量減少對鐵路的影響 考慮道路基層施工時需碾壓，影響鐵路 的正常運營。 18 第 4 章 平交道口鐵路范圍的處理 路面破壞特點 因車輛頻繁撞擊鋼軌 ,道口鋼軌彎曲變形 ,導致軌距超限 。 道口鋪面板破損 ,受荷載反復沖擊碾壓 ,道口護木腐朽 ,護軌離縫翹起 ,護軌頂面超出鋼軌面 。 19 嵌絲橡膠道口板 嵌絲橡膠道口板具有隨力強 ,防震性能 ,絕緣性能好 ,耐磨 ,屢經(jīng)壓縮變形少 ,強度高 ,耐老化 ,不翻泥漿 ,使用壽命長等特點 ,經(jīng)模擬由 15萬次提高到 45 萬次 ,使用壽命長達 1015 年 ,符合鐵路提速及環(huán)保要求 .使用它可提高機動車輛的運輸能力 ,減少道口維修次數(shù) ,避免因機動車 輛熄火而引起的交通事故 .無論從安全 ,經(jīng)濟 ,環(huán)保 ,社會效益等方面都值得推廣應(yīng)用 .(水泥道口板容易損壞 ,鐵道口板噪音大 .)該產(chǎn)品較原鋪面板使用壽命高達 3 倍以上 ,經(jīng)北京鐵路局 ,呼局 ,沈局 ,哈局等單位實施結(jié)果 ,壓力均達 80 噸以上 ,性能穩(wěn)定 ,無變形。 整體式道口板 鐵路公路的平交道口上，能承載火車和汽車安全平穩(wěn)地通過的一種道口鋪面。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的制造工藝更體現(xiàn)了造價的經(jīng)濟性、幾何形狀的可塑性（適應(yīng)線 路參數(shù)的變化）、使用的耐久性（ 15 年以上的使用壽命）以及大型構(gòu)件特有的整體穩(wěn)定性。 ① 路面結(jié)構(gòu)一（適用于重載車輛行駛的水泥混凝土路面）： 面層： 32cmC30 鋼筋混凝土 （設(shè)計彎拉強 度 ） 基層： 15cm 貧 混凝土 底基層： 18cm 水泥穩(wěn)定碎石 總厚度： 65cm ② 路面結(jié)構(gòu)二（適用于非重載車輛行駛的水泥混凝土路面） 面層： 26cmC30 鋼筋混凝土（設(shè)計彎拉強度 ） 基層： 18cm 水泥穩(wěn)定碎石 底基層： 20cm 級配碎石 總厚度： 64cm 混凝土路面結(jié)構(gòu)計算 根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》按設(shè)計基準期內(nèi)設(shè)計車道所承受的標準軸載累計作用次數(shù)，路面結(jié)構(gòu)二（適用于非重載車輛行駛的水泥混凝土路面） Ne(104)=2020 23 Kr 考慮接縫傳荷載 能力的應(yīng)力折減系數(shù) = 設(shè)計基準期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù) Kf=Nev= Kc 考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級查表 = 混凝土板厚 = 米，采用 C30 混凝土 , fr混凝土彎拉強度(MPa)=5, ac混凝土的線膨脹系數(shù)（ 1/176。但地基土在沖擊荷載和水滲流作用下，容易產(chǎn)生塑性變形，這種不可恢復的變形使得剛性混凝土面層與地基土局部脫空，從而導致混凝土面層或者結(jié)構(gòu)面層應(yīng)力增加，其幅值可能超過混凝土強度，致使面層板斷裂。這樣 可以 避免復雜的計算，而且 對于解決問題來說 更為有效。 實踐表明，地基土在沖擊荷載作用下的塑性變形，并不能隨時間而減小。由于混凝土路面在荷載作用下產(chǎn)生的變形很小，混凝土面層的模量遠大于其下面的基（墊）層和路床的模量，其間的摩阻力一般也不大，通常采用彈性地基板理論分析路面板的應(yīng)力狀況。它對路面板僅有豎向的支承反力，也即假設(shè)地基與板之間無摩阻力（能自由滑 26 動）；同時，假定地基和板完全接觸（不脫空），即板底面與地基須面的豎向位移始終是相同的。 板內(nèi)的應(yīng)力狀況原是三維的，但作了上述三項假設(shè)，便可簡化成平面問題。若地基上作用軸對稱荷載（反力） q（ r），則任一點的撓度 W（ r）為 () 式中， 為反力 q (r) 的零階亨格爾 (Hankel) 變換式； 這樣，就 可按各種邊界條件，解上述四階微分方程，得撓度 W ，進而計算板的應(yīng)力和內(nèi)力（彎矩等）值。通過分析薄板與厚板理論計算結(jié)果的差異，一般來說，當 δ ＜ 時，可近似地用當量計算半徑： () 替代式 ()中的 δ ，以計算應(yīng)力。 在溫度梯度和地基塑性變形的影響下，板角也會同地基脫開。板角受荷時產(chǎn)生的最大應(yīng)力，在板角末翹 起的情況下低于板邊受荷時；但在板角翹起時，則超過板邊受荷的應(yīng)力。因而，對于圓形 均布荷載，可以按集中荷載計算其撓度值。 另外，必須指出，只有當荷載作用中心 與板邊緣的距離大于相對剛度半徑的 倍時，才能應(yīng)用上述無限大板的公式解算彎矩 M ，再按下列公式計算板的應(yīng)力： () 另外，對比兩種地基上無限大板的解可知，如果兩者相對剛度半徑相等，則所得板的應(yīng)力是一致的。根據(jù)單元體斜截面上的應(yīng)力關(guān)系，可推得板內(nèi)不同方向彎矩的轉(zhuǎn)換公式： () 31 彈性地基板的有限元解 對半無限地基上的有限尺寸矩形板（四邊自由），將車軸一側(cè)雙輪組輪載簡化成雙方形荷載圖式，可借助于有限元法計算分析軸載在板上不同位置時板內(nèi)的應(yīng)力狀況。 同時，對有限元法的計算結(jié)果進行回歸分析，可得荷載應(yīng)力 σ（ MPa）公式如下： () 式中 P——單軸軸重或雙軸總重（ kN）； h——混凝土面層板厚（ cm）； l——板的相對剛度半徑（ cm）； A,m,n ——回歸系數(shù)。 此外，接縫（相鄰板之間）具有部分傳荷能力以及板邊和板角處同地基脫空時板內(nèi)的應(yīng)力，不論是文克勒地基假設(shè)或是半無限地 基假設(shè)，均可采用有限元法解算。 （ 1） 脹縮應(yīng)力 設(shè)有一長度（ x 方向）和寬度（ y 方向）均很大的板，在整個板溫的升降下板內(nèi)任一點的 應(yīng)變?yōu)? () 式中 ——混凝土的線膨脹系數(shù)，按材料性質(zhì)變動于 10 － 5 ～ x 10 － 5 ／ ℃ 之間，通常取用 l 10 5 ／ ℃ ； ——板溫的升降幅度（ ℃ ），升高取正值，降低取負值。 對于窄長的 路面板，約束板長變化的地基摩阻力隨板的重量而變，也即同離板自由端的距離 x 成正比，由此產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力（又稱摩阻應(yīng)力）為 () 式中 —— 混凝土的容重，通常可取 ／ m3 ； —— 板與地基之間的摩擦系數(shù)，同板下的基層類型、板的位移情況等因素有關(guān)，一般采用 1~2 。若板長取 6m ，則 σt 只有 左右，可不予考慮。 板的翹曲變形受到來自兩方面的約束： ① 一方面是板的截面在翹曲變形后仍保持為平面的傾向，它約束了由于溫度滑板截面呈曲線分布而產(chǎn)生的那部分超出平面狀態(tài)的應(yīng)變。 半無限地基板的溫度翹曲應(yīng)力，目前尚無解析解。板較厚時，采用溫度沿截面呈線性分布的假設(shè)，按板頂與板底溫度差確定的溫度梯度計算翹曲應(yīng)力，會得到較大的偏差。但這種脫空現(xiàn)象會由于同時承受 37 輪載作用而部分消失，并且由自重約束而增加的翹曲應(yīng)力又可適當?shù)嘏c剩余脫空現(xiàn)象相抵銷。 3~5m也做豎向增強體使用注漿管褥墊層路面結(jié)構(gòu) （ a）均勻布管 也做豎向增強體使用注漿管褥墊層路面結(jié)構(gòu)3m5m （ b）長短管 圖 2 鋼管注漿加固土體 38 水泥注漿地基是漿水泥漿，通過壓漿泵、灌漿管均勻地注入土體中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走巖石裂隙中或土顆粒間的水分和氣體，并填充其位置，硬化后將巖土膠結(jié)成一個整體，形成一個強度大、壓縮性低、抗?jié)B性高和穩(wěn)定性良好的新的巖土體，從而使地基得到加固，可防止或減少滲透和不均勻的沉降，在 建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。 水泥壓漿泵多用泥漿泵或砂漿泵代替。 （ 2）水 用一般飲用淡水，但不應(yīng)采用 含硫酸鹽大于 %、氯化鈉大于%以及含過量糖、懸浮物質(zhì)、堿類的水。 施工工藝方法要點 （ 1）水泥注漿的工藝流程為：鉆孔 → 下注漿管、套管 → 填砂 →拔套管 → 封口 → 邊注漿邊拔注漿管 → 封孔。地基表面空隙用 1： 3 水泥砂漿或粘土、麻絲填塞，而后拔 出套管，用壓漿泵漿水泥漿壓入射管而透入土層孔隙中，水泥漿應(yīng)連續(xù)一次壓入，不得中斷。 （ 4）灌漿完后，拔出灌漿管，留孔用 1： 2 水泥砂漿或細砂礫石填塞密實；亦可用原漿壓漿堵口。檢測結(jié)果的分析 41 方法可采用面積積分平均法。檢查孔數(shù)為總量的 2%~5%，不合格率大于或等于 20%時應(yīng)進行 2 次注漿。20 用鋼尺量 3 注漿孔深 mm 177。 樁基礎(chǔ)應(yīng)驗算在沖擊荷載下的樁頂豎向位移和水平位移。端承型樁，取 e? ＝ ；摩擦型樁，當 l/d≤30時，取 e? ＝ 2/3； l/d≥50時，取 e? ＝ 1/2；介于兩者之間可線性插值； ? ——沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，無當?shù)亟?jīng)驗時，可取 。 （ 5）樁側(cè)阻力分布可采用下列模式： 46 基樁側(cè)阻力分布簡化為沿樁身均勻分布模式，即取 ?? ??1 。 （ c）忽略樁身與土之間的黏著力和摩擦力對抵抗水平力的作用。水平荷載 H、豎向荷載 N+G、彎矩 M 均通過坐標原點。 忽略豎向荷載的影響，彈性樁微分方程簡化為： 404 0dxE I m b yxdy ?? （ ） 0b 為樁身計算寬度 (m)。 對式（ ）求四階導數(shù)： 4 44 0 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) iiidx i i i i a ydy? ??? ? ? ?? （ ） 50 將式（ ）、（ ）代入式（ ），得 41040( 1 ) ( 2 ) ( 3 )iiiiiimbi i i i a y a yEI??????? ? ? ? ??? 那么上式應(yīng)該為一恒等式，即 41040( 3 ) ( 2 ) ( 1 )iiiiiimbi i i ia y a yEI??????? ? ? ? ??? （ ） 展開即為 2 3 44 5 6 7 842 3 4 100 1 2 31 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 7 5 6 7 8( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 )()nnnna a y a y a y a yn n n n a ymb a y a y a y a y a yEI??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 比較此恒等式兩邊，得出系數(shù)： 4 0a? ， 05015!mbaaEI?? ， 0612!6!mbaaEI?? ， 0723!7!mbaaEI?? ， 0834!8!mbaaEI?? ， 0945! 09!mbaaEI? ? ?， （ ） 由此可見，除 4 0a? 外，其余系數(shù)通式為： 014 ( 4 ) ( 3 ) ( 2 ) ( 1 )nn m b aa E I n n n n?? ?? ? ? ? ? （ ） 式中， 1 2 3 4n ? ??????、 、 、 上述通式可進一步歸納為： 510ka ? ? （ ） 050( 5 4 ) ! !( 1 ) ( ) ( 5 ) !kkk mb kaaE I k??? 05 1 1( 5 3 ) ! !( 1 ) ( ) ( 5 1 ) !kkk mb kE I k? ??? ? 05 2 22 ( 5 2 ) ! !( 1 ) ( ) ( 5 2 ) !kkk mb kaaE I k