路桥过渡段不均匀沉降原因及解决措施

路桥过渡段不均匀沉降原因及解决措施

窦庆伟

窦庆伟（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司）

摘要：路桥过渡段施工是铁路工程控制的重点，产生的不均匀沉降直接影响到了行车的速度，在新形势下提速是大势所趋。所以说对路桥段施工要严格的控制，本文通过分析沉降差产生的原因，处理方法，以及在施工过程中必须注意的一些问题，希望对以后的路桥段施工起到一些指导性作用。

关键词：过渡段沉降差处理方法

0引言

在铁道工程中，路桥过渡段是一项很重要的工程，他直接影响行车的平稳和安全。路桥过渡段是路基和桥梁的过渡结构。是实现路基刚性平稳过渡的关键部位。且由于桥台为线路纵向刚度突变的区域，列车在经过过渡段时会对桥台或其过渡段产生较大的冲击作用力，这种冲击作用力导致过渡段内产生道碴翻浆、路基下沉变形。当路基与桥梁之间的沉降差积累到一定程度会使列车通过时对线路产生较大的附加动力作用，导致轨面发生弯折，从而造成路桥过渡段轨道结构的破坏；所以必须采取有效措施将其不平顺性控制在一定范围之内，保证列车的最大的经济效益和社会效益。

1沉降差产生的原因

路桥过渡段沉陷的根本原因是由于路基与桥台的刚度差异悬殊，路基填料固结程度差，强度相对较低，而桥台的刚度较大，那么要改善二者的刚度差，使桥台一路基的刚度均匀渐变。就需要首先找出过渡段刚度不能均匀渐变的主要原因，下面是产生这种情况的主要原因：

1.1重桥梁轻路基的意识在我们国家的铁路系统当中以前一直都没有重视铁路路桥过渡段的处理，而设计及施工过程中的重桥梁轻路基的意识也严重影响了路桥过渡段的施工质量。在以往铁路建设的过程中，桥梁工程不仅建设规模巨大，投放的财力物力也比较大，而且有时还是保证线路正常通车的关键。在施工过程中，经常是路基和桥梁分家，重桥梁却轻路基。桥梁通常作为控制工程优先施工，路基工程一般是桥梁建成后施工，路桥过渡段集中填筑，几乎没有静置沉降和趋于稳定的时间，导致运行后的初期沉降变形较大。从而使路桥过渡段的施工质量成为整个过程中的薄弱环节。

1.2桥台与路基结构差异的原因桥台与路基本身所用的材料不同，路基一般是柔性的，但桥台却是刚性的，因此两者的刚度、自重、强度、变形模量及压缩模量等都不同。正是因为桥台和路基在结构上的这种差异，决定了它们的竖向位移、塑性变形等响应在受到动荷载作用时也必然存在着不同。路桥过渡段在外力作用下往往是应力集中的区域，但作为柔性路基和刚性桥台的结合位，过渡段在结构上又是塑性变形和刚度的突变体。在动荷载作用下，柔性路基和刚性桥台必然会产生不均匀变形，一般刚性桥台产生较小的塑性变形，而路基则变形会较大，进而产生沉降差。因此路桥过渡段是影响线路运营的薄弱环节，需要进行严格的控制。

1.3设计及施工原因以往在设计中没有把路桥过渡段作为一种结构物来考虑，也没有较为重视的进行合理设计要求。路桥过渡段的设计意图往往都过于简单和原则，参数指标和技术标准有一定的模糊性，基本上还是处于经验设计阶段和探索阶段。设计时对路桥过渡段的施工碾压过程以及桥下的地基处理考虑不够周全，没能找到一种合适的桩型进行沉降控制，对填料的要求不严格，填料的级配也没有也没有严格要求。桥台后排水设计也不严密，这些因素都会给施工质量造成严重的影响。还有路基填土因施工压实困难度压实度达不到设计要求。在施工过程中，由于路桥过渡段的位置特殊，压路机难以碾压到位，导致桥台后的填料不易压实，造成部分填土下沉，造成不均匀沉降。

1.4桥后填料选择的原因桥台后路堤填料一般全是用的填土，在施工过程中，由于路桥过渡段处场地有限造成作业面也相对狭小，施工机具的笨重，不能全面的对过渡段进行压实，加上填料的压实质量不容易控制，压料级配的选择不合理，会导致压实度达不到设计的要求。即使施工时填料的压实度达到了设计的要求，但是由于路基填料的易变性和抵抗荷载能力较差，在线路投入运营之后填料还会进一步的压缩变形，原因是在施工过程中，填料颗粒间的孔隙不可能随着压实设备的反复碾压而完全消除，始终存在一定的空隙。线路投入运营之后在列车反复动荷载及填料自重的静荷载作用下，还会被继续压缩，其空隙率也会继续减小，还会发生塑性变形，使得路桥过渡处出现沉降差。

2处理措施和方法

2.1一方面在列车动荷载影响下基床以上部分线路的抵抗变形能力，另一方面是土工结构的柔性路基和人工结构的刚性桥台之间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题。这两方面对高速列车的运行产生各不相同的不同程度的影响。所以说必须的根据实际情况采取合理的方法来处理它们之间的差异。

2.2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：第一种：在过渡段较软一侧，增大路基基床的竖向刚度值，减少路基结构物的工后沉降。如加筋土法、土质改性法、碎石填料填筑法(即碎石类材料填筑法)、过渡板法等；第二种：在过渡段较软一侧，增大轨道结构的竖向刚度值。如通过调整轨枕的长度和间距、增大轨排的抗弯模量或增加道床的厚度来提高轨道的刚度；第三种：在过渡段较硬一侧，减少轨道结构的竖向刚度。如通过设置轨下、枕下、碴底橡胶垫块等方法来减小轨道的竖向刚度。

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。

2.3不同土壤在相同压实机具下达到同等压实度时的压实变数和松铺厚度的关系，从试验结果比较各种土壤的技术指标，选出最适宜的土壤作为填料。由于基层质量不好而引起的干缩比较小。但对于矿质集料粒径过小，细集料较多的，则容易产生裂缝。

2.4针对刚柔性的过渡结构，产生轨道不平顺，进而对列车产生一些重要的影响。通过改变两种结构的对接形式，控制二者的沉降差，实现路桥过渡段平滑过渡。

3施工注意事项

施工过程中要严格的按照施工规则进行施工，下面是过渡段施工需要控制的要点及注意事项：

3.1对路基过渡段进行大面积施工时，应严格按照试验段取得的施工工艺参数进行施工，熟练的掌握一些施工技巧和施工规范。控制好工艺流程、松铺厚度、表面平整度、施工含水量、压实遍数、配套机械、填筑速度、检测方法等。

3.2施工中要严格的按照施工顺序进行合理的配料，进行合适的压实工艺。

3.3为了控制摊铺厚度，采用方格网控制填料量。施工过程中要消除粗细集料离析“窝”或“带”现象。当出现这种现象时，采用人工或机械进行现场掺拌，确保填筑质量，控制填筑标准。严禁出现弹簧、松散、起皮等现象发生。

3.4压路机碾压不到位时采用人工冲击夯夯实，对于质量可疑地段，应视情况增加检验的点数，采取适当的措施，控制好边角压实质量。

3.5施工过程中，要配备足够的人员来加强验检测过程控制，从而来缩短检测时间。在检测过程中，严格按照设计和规范要求进行各项指标检测，有条不紊的进行。

4结论

通过上文分析，对路桥过渡段存在的问题有了一个较全面的了解，对施工中采取的必要措施和注意的事项做了系统的总结。但是随着我国高速铁路的发展，对路桥过渡段提出了更高的要求。需要控制更多的技术指标，希望在本文的基础上进一步利用现有的模型软件，进行模拟预测，进而对路桥过渡段质量控制有更好的效果。

参考文献：

[1]颜胜才.遂渝铁路基床荷载特性及路涵过渡性能试验研究[D].成都：西南交通大学，2007.

[2]蒋应军，武建民等.桥头跳车成因分析及防治技术研究[J].公路.2004.7.