浅议国内外处理路桥过渡段及方法

1、. 一、国外路桥过渡段的处理方法 国外许多国家在处理线路过渡段(包括桥头桥台，隧道出入口等)方面已有一定的基础，并积累了较丰富的经验，提出了一些经实践检验可行的技术处理措施。归结起来主要有以下几类。 1.在过渡段较软一侧，增大路基基床的竖向刚度，减小路基结构的沉降。该类处理方法的主要目的是通过加强路基结构来达到减小路基与桥台之间在刚度和沉降方面的差异，进而减小路桥间线路的不平顺，具体的处理方法有以下几种。 (1)加筋土法 在过渡段路基填土(必要时也可包括地基)中埋设一定数量的拉筋材料，形成加筋土路基结构。加筋土不仅能增加路基的强度。而且还能大幅提高路基的刚度，显著减少路基的变形。通过调整拉筋材

2、料的布置间距和位置可方便地达到路桥间线路平顺过渡的目的。 (2)土质改性法 使用各种方法对过渡段路基土进行土质改性，提高填土的强度，降低填土的压缩，增加路基的刚度和减小路基的变形。同样，不同的加固范围和位置可达到不同的处理目的。 (3)碎石类材料填筑法 使用强度高，变形小的优质材料(如碎石类填料)进行过渡段的填筑。该法是最常用的一种处理措施，几乎在各国的高速铁路设计规范中均推荐此方案。该方案的设计意图明确，材料性质可靠、易控制，刚度与变形均匀过渡。可能存在的问题是桥台背窄小空间的压实质量不易得到保证，相对较重的质量引起地基的沉降也较大。使用轻型力学性能较好的材料(如EPS、人工气泡混合土等)填

3、筑路桥过渡段是近年来国内外研究、开发和应用的一种减轻结构物自重的工艺方法。该法可显著减少桥台背填料自身的压缩变形、对地基的竖向加载作用及对桥台结构的水平压力，使填土对地基变形的影响减小，并可与地基处理进行综合考虑，降低地基处理的费用、减小地基处理的范围和缩短施工工期。 2.在过渡段较软一侧，增大轨道的竖向刚度。 该类处理方法的主要目的是通过提高轨道竖向刚度的方法来减小路桥间轨道刚度的变化率，不能解决由路桥间沉降差引起的轨面弯折问题，具体的处理方法有以下几种。 (1)通过调整轨枕的长度和间距来提高轨道的刚度在过渡段范围内通过使用逐步增长的超长轨枕和减小轨枕的间距可实现轨道刚度的逐步过渡。 (2)

4、通过增大轨排的抗弯模量来增加轨道的刚度德国在CIE高速铁路的Mhulberg隧道入口处采用了这种方法。其隧道内是板式结构，隧道外是有碴混凝土轨枕线路。过渡段长度约30米，是由四根附加在轨枕上的钢轨组成的，两根在运行轨之间，两根在运行轨外侧。 (3)通过加厚道床的厚度来提高轨道的刚度 道碴是一种强度高、变形小的优质散体材料，道床的模量一般比路基基床大。在过渡段范围内逐渐增加道床的厚度，减小路基的高度，也可逐步提高轨道的刚度。 3.在过渡段较硬一侧，通过设置轨下、枕下、碴底橡胶垫块(板)来减小轨道的竖向刚度。 对于桥梁或隧道等刚性结构物上的线路可通过调整轨下垫板的刚度和设置枕下垫块(无碴)，使轨道

5、的刚度值与较软一侧轨道的刚度值相适应。垫板(块)的刚度参数可通过室内试验，计算和现场测试确定。对于有碴轨道结构，由于列车荷载的动力作用较大，常使道碴发生磨损粉化。为了解决这个问题日本在高速铁路的刚性结构与道碴间铺设了一层约25mm厚的橡胶垫。该层橡胶垫的设置，也会降低轨道的竖向刚度，减小路桥间轨道的刚度差。 二、国内路桥过渡段的处理方法 1.桥头设置搭板和枕梁 上置式钢筋混凝土搭板是搭板立面布置的基本形式。它一端支撑在桥台上，另一端简支于枕梁上。搭板既可水平放置，也可倾斜布置。板厚可均匀，也可渐变。搭板的设计按简支板进行，枕梁按弹性地基梁计算。搭板的长度一般都小于10m，56m最多，极个别情况

6、可达15m。桥头搭板的设置，可使刚性桥台与柔性路基间的刚度逐渐变化。但由桥台基础和台后土体工后发生的沉降差将使桥头搭板的纵坡发生变化，从而影响行车的舒适性。经调检测，若由桥台与台后土体之间的工后沉降差引起的搭板纵坡变化值大于460时，就会对行车的舒适性产生影响。这说明，解决桥头跳车的问题除了使路面的刚度逐步过渡外，还必须使台后路基具有足够的强度和稳定性，严格控制路桥间的沉降差。否则，设置的桥头搭板将失去应有的功能。 2.粗粒级配料填筑 级配粗粒料(如碎石、砂砾石、水泥石灰稳定砂石土、低标号混凝土等)用于路桥过渡段的填筑，无论是铁路系统，还是公路系统都是一种最常用的减小路桥间沉降差的处理方法。即

7、使桥头设置了搭板，仍需在板下填筑级配粗粒土，防止搭板的纵坡变化超限，产生桥头跳车。桥头路基使用粗粒级配料的主要目的是减小路堤自身的压缩性。但如果使用了优质填料，而没有进行充分的压实，同样会产生较大的沉降，而不能发挥过渡段的功能。为此，必须对粗粒级配料的填筑压实和检测标准进行规定。 3.加筋土路基结构 利用Netofn土工网进行桥台跳车处理的现场试验，某大桥桥台基础下土质为中风化红砂岩，桥背填土为红砂岩风化土，桥台为砌块式U型台。一侧按常规用钢筋硅搭板处理，搭板两端置于桥台硬土路基上，搭板厚为30cm，长12.5cm，搭板下路基填土设计压实度要求大于90。另一侧用土工网处理，填土压实度要求大于8

8、5，铺设土工格网的工程费与搭板部分持平。沉降观测是沉降管穿过混凝土路面结构测试路基土表面的沉降。通过一年多的沉降观测，两侧桥背路基沉降趋于稳定。用Netlno土工网处理后路基沉降不仅大大减小，且是平稳过渡，总沉降只有几个毫米，完全达到了处理桥台跳车的目的。而另一侧路基的沉降不仅大，且呈跳跃性变化，并已影响到桥台两侧耳墙的变形。 三、路桥过渡段处理措施综述 根据路桥过渡段车辆/线路系统相互作用的特点，并综合参考国内外的有关技术资料，对高速铁路路桥过渡段的处理措施及设计方法可归纳如下。 1.路桥过渡段的处理包含两个方面的问题，一方面是受列车荷载影响较大范围内(基床以上部分)线路结构抵抗变形的能力，

9、即轨道综合模量(刚度)平顺过渡的问题：另一方面是人工结构的刚性桥台与土工结构的柔性路基间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题。这两个方面都对高速列车的运行产生影响，但产生的原因是各不相同的，影响的程度也不一样。在制定过渡段处理方案时，必须针对不同的影响因素和产生的原因，采取不同的加固方法，进行有的放矢地处理。这一处理原则，在过渡段的设计时应充分注意。 2.根据铁道线路的构造特点，路桥过渡段的处理措施可分为三大类，即： a)在过渡点较软一侧，增大路基基床的竖向刚度值，减小路基结构的沉降； b)在过渡点较软一侧，增大轨道结构的竖向刚度；c)在过渡点较硬一侧，减小轨道结构的竖向刚度。在高速铁路路桥过渡段的设计时，这三类方法都应考虑，综合处理。 3.国内外对路桥过渡段技术处理措施的基本原则都是一致的，处理方案也大同小异。