楊長(zhǎng)衛(wèi)，張建經(jīng)，朱浩波，謝曉安

(1.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031;2.中國(guó)水電集團(tuán)京滬高鐵三標(biāo)項(xiàng)目部，山東泰安 271000)

高速鐵路路橋(涵)過(guò)渡段的新型設(shè)計(jì)方法研究＊

楊長(zhǎng)衛(wèi)1，張建經(jīng)1，朱浩波2，謝曉安2

(1.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610031;2.中國(guó)水電集團(tuán)京滬高鐵三標(biāo)項(xiàng)目部，山東泰安 271000)

高速鐵路路橋(涵)過(guò)渡段一直是高速鐵路路基中最薄弱的環(huán)節(jié)，為了改進(jìn)過(guò)渡段的性能，保證軌道的平順性，介紹了一種由碾壓混凝土和變態(tài)級(jí)配碎石組成的新型路橋(涵)過(guò)渡段。為了檢驗(yàn)其過(guò)渡效果，建立了考慮路基結(jié)構(gòu)層之間相互作用的路橋過(guò)渡段垂向動(dòng)力學(xué)模型，分析了該過(guò)渡段在高速列車作用下的動(dòng)力性能。結(jié)果表明:新型過(guò)渡段的軌面彎折角沿線路方向基本不變，軌面沉降沿線路方向呈線性分布，說(shuō)明由碾壓混凝土和變態(tài)級(jí)配碎石組成的新型過(guò)渡段能夠較好地實(shí)現(xiàn)由剛性橋臺(tái)向柔性路基的過(guò)渡;比較了過(guò)渡段沉降量的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果，兩者較接近，進(jìn)一步驗(yàn)證了新型過(guò)渡段的合理性和優(yōu)越性。

高速鐵路;路橋(涵)過(guò)渡段;變態(tài)級(jí)配碎石;碾壓混凝土;數(shù)值分析

控制線路的平順性是高速鐵路設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一，是保證高速列車安全、可靠、舒適運(yùn)行的前提。無(wú)論是既有線路還是新建線路，路橋過(guò)渡段均是影響線路平順性的重要路段。在我國(guó)的相關(guān)規(guī)范［1－3］中規(guī)定路橋(涵)過(guò)渡段應(yīng)采用倒梯形結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)由剛性橋臺(tái)(涵洞)向柔性路基的過(guò)渡。但是，從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，過(guò)渡段常存在以下2個(gè)問(wèn)題:首先，過(guò)渡段的剛度過(guò)大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)范要求的臨界值(見(jiàn)表1)，容易造成過(guò)渡段－路基連接處在列車荷載的重復(fù)作用下出現(xiàn)較大的工后沉降差，而過(guò)大的工后沉降差又容易造成該處倒梯形過(guò)渡段的上表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，甚至開裂等破壞;其次，在橋臺(tái)后2 m范圍內(nèi)采用小型機(jī)具進(jìn)行碾壓，其壓實(shí)質(zhì)量難以得到保證，當(dāng)高速列車通過(guò)該區(qū)段時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)附加沖擊力作用，加大了該處路基的累積變形，惡化線路狀態(tài)，降低軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命，影響列車運(yùn)行的舒適度。因此，有必要針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)由剛性橋臺(tái)向柔性路基平穩(wěn)過(guò)渡的問(wèn)題開展深入研究。

針對(duì)上述問(wèn)題，以京滬高速鐵路第3標(biāo)段為工程依托，借鑒水工、壩工的工程經(jīng)驗(yàn)，提出了一種新型路橋(涵)過(guò)渡段，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的土性參數(shù)和試驗(yàn)條件，選取典型工點(diǎn)，從數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)2個(gè)方面對(duì)新型路橋(涵)過(guò)渡段的合理性和優(yōu)越性進(jìn)行綜合對(duì)比分析。

1 新型路橋(涵)過(guò)渡段概況

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［1－3］的要求，京滬高速鐵路第3標(biāo)段采用摻5%水泥的級(jí)配碎石進(jìn)行過(guò)渡段填筑，并對(duì)其壓實(shí)效果進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。但檢測(cè)結(jié)果具有一定的離散性，本文采用格拉布斯法剔除其中可疑數(shù)據(jù)，求得摻5%水泥級(jí)配碎石過(guò)渡段壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的平均值，見(jiàn)表1。

表1 級(jí)配碎石過(guò)渡段壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表Table 1 Compaction quality test results for graded gravel transition section

由表1可知，對(duì)于摻5%水泥的級(jí)配碎石過(guò)渡段，在碾壓后4 h內(nèi)的檢測(cè)結(jié)果能夠較好地滿足規(guī)范要求。但是，第2 d和第3 d的檢測(cè)結(jié)果顯示摻5%水泥級(jí)配碎石的各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)范的要求。出現(xiàn)上述現(xiàn)象可能是由于碾壓后4 h內(nèi)水泥漿液處于凝結(jié)階段，過(guò)渡段的強(qiáng)度主要由級(jí)配碎石提供，而2 d以后水泥漿液處于硬化階段，過(guò)渡段的強(qiáng)度主要由水泥膠結(jié)的碎石塊體來(lái)提供，前者的強(qiáng)度低，可塑性強(qiáng)，而后者則恰恰相反。

針對(duì)上述問(wèn)題，借鑒水工、壩工碾壓混凝土和變態(tài)混凝土的工程經(jīng)驗(yàn)，本文提出了適合高速鐵路建設(shè)的新型路橋(涵)過(guò)渡段，即在橋臺(tái)后0～2 m范圍內(nèi)采用變態(tài)級(jí)配碎石，而在過(guò)渡段的其他部位采用碾壓混凝土進(jìn)行填筑。所謂變態(tài)級(jí)配碎石是指采用摻入一定比例粉煤灰的混合水泥漿液，通過(guò)人工加漿的方式，將其注入級(jí)配碎石中，然后使用混凝土振搗器進(jìn)行振搗而形成的混凝土類似物。碾壓混凝土則是采用摻入水泥和粉煤灰的改良級(jí)配碎石來(lái)代替只摻入5%水泥的級(jí)配碎石，同時(shí)借用碾壓混凝土技術(shù)而形成的一種新型工藝。這樣既可以通過(guò)高強(qiáng)度的變態(tài)級(jí)配碎石來(lái)解決橋臺(tái)后2 m范圍內(nèi)采用小型機(jī)具進(jìn)行碾壓，其壓實(shí)質(zhì)量難以得到保證的問(wèn)題，又可以利用碾壓混凝土來(lái)適當(dāng)降低過(guò)渡段的剛度，增強(qiáng)自身的可塑性，減小過(guò)渡段－路基連接處的工后沉降差，降低了倒梯形過(guò)渡段上表面出現(xiàn)拉應(yīng)力的危險(xiǎn)，同時(shí)，使用粉煤灰代替部分水泥，降低了工程造價(jià)，節(jié)約成本。

綜合以上分析可知，碾壓混凝土和變態(tài)級(jí)配碎石制作的核心是變態(tài)漿液的確定，即摻入水泥和粉煤灰的比例。京滬高速鐵路第3標(biāo)段在曲阜東站試驗(yàn)段開展了大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，具體結(jié)果見(jiàn)圖1～圖4。

圖1 Ev2隨粉煤灰含量的變化關(guān)系圖Fig.1 Relation diagram between static deformation modulus Ev2and the content of coal ash

圖2 Evd隨粉煤灰含量的變化關(guān)系圖Fig.2 Relation diagram between dynamic deformation modulus Evdand the content of coal ash

圖3 K30隨粉煤灰含量的變化關(guān)系圖Fig.3 Relation diagram between the coefficients of subgrade reaction K30and the content of coal ash

圖4 n隨粉煤灰含量的變化關(guān)系圖Fig.4 Relation diagram between porosity n and the content of coal ash

綜合分析圖1～圖4可知，采用摻水泥和粉煤灰的改良級(jí)配碎石進(jìn)行路橋(涵)過(guò)渡段填筑壓實(shí)時(shí)，各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果均能滿足規(guī)范要求，且在碾壓后4 h以內(nèi)，Ev2，Evd，K30以及n的檢測(cè)結(jié)果均隨粉煤灰含量的增加而增加，在粉煤灰含量達(dá)到60%時(shí)出現(xiàn)峰值，而在碾壓后12 h和24 h，Ev2，Evd以及K30的檢測(cè)結(jié)果顯示隨粉煤灰含量的增加而減小。因此，依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合地基系數(shù)K30，Evd，Ev2以及n的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況，并綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的干擾，選擇粉煤灰摻量為60%。

2 數(shù)值分析

為了研究新型路橋過(guò)渡段和摻5%水泥的級(jí)配碎石的路橋過(guò)渡段在350 km/h高速列車荷載作用下各自的動(dòng)力響應(yīng)，本文首先通過(guò)仿真軟件ADAMS建立車輛—軌道動(dòng)力學(xué)模型來(lái)計(jì)算輪軌作用力，之后利用有限元軟件MIDAS/GTS建立軌道—路基動(dòng)力學(xué)模型來(lái)計(jì)算路基的動(dòng)力響應(yīng)，兩者通過(guò)輪軌作用力進(jìn)行耦合。

2.1 車輛—軌道—路基耦合系統(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)分析模型

以京滬高速鐵路DK533+440.5工況點(diǎn)的倒梯形過(guò)渡段為工程依托，建立車輛—軌道—路基耦合垂向動(dòng)力學(xué)分析模型。該模型主要包括車輛—軌道動(dòng)力學(xué)模型、軌道—路基動(dòng)力學(xué)模型，兩者通過(guò)輪—軌間作用力進(jìn)行耦合，如圖5所示。圖中車體被簡(jiǎn)化為剛體，鋼軌被簡(jiǎn)化為具有連續(xù)點(diǎn)支撐的歐拉梁［4］;軌道板簡(jiǎn)化為彈性基礎(chǔ)上的有限長(zhǎng)自由梁;鋼軌、軌道板、支撐層、摩擦板之間采用連續(xù)點(diǎn)彈簧單元和阻尼單元進(jìn)行連接;摩擦板和路基之間的水泥瀝青砂漿，簡(jiǎn)化為連續(xù)分布的線性彈簧單元和阻尼單元(KCA，CCA)?；脖韺?、基床底層、路基本體、級(jí)配碎石等結(jié)構(gòu)層離散化為剛性質(zhì)量塊，結(jié)構(gòu)層之間分布連續(xù)彈簧單元、阻尼單元以及應(yīng)力單元(Ki，Ci，σmaxi)，且參數(shù)沿路橋過(guò)渡段走向逐漸變化。級(jí)配碎石與基床底層、路基本體之間設(shè)置連續(xù)分布的彈簧單元和阻尼單元(Kj，Cj)，以考慮它們之間的相互作用。該模型中所涉及的物理參數(shù)詳見(jiàn)文獻(xiàn)［5］。

圖5 路橋過(guò)渡段車輛—軌道—路基耦合系統(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)分析模型Fig.5 Vertical dynamic analysis models of vehicle－track－subgrade coupled system

2.2 計(jì)算模型

選取京滬高速鐵路DK533+440.5路橋過(guò)渡段作為典型工點(diǎn)來(lái)進(jìn)行研究，具體幾何尺寸如下:基床表層厚0.7 m，基床底層厚2.3 m，路堤填土厚6 m，CRTSⅡ型軌道板尺寸(長(zhǎng) ×寬 ×高)為6.45 m ×2.55 m ×0.2 m;水硬性材料支撐層頂面寬度為 2.95 m，底面寬度為 3.25 m，厚度為 0.3 m;摩擦板寬9.0 m，厚 0.4 m;水泥乳化瀝青調(diào)整層的設(shè)計(jì)厚度為0.03 mm，過(guò)渡段采用倒梯形設(shè)置形式，梯形下邊界長(zhǎng) 3.0 m，坡比為 1∶2.7，幾何模型見(jiàn)圖6?；脖韺硬捎眉?jí)配良好的碎石進(jìn)行填筑，路基本體和基床底層采用摻28%碎石的改良土，地基是風(fēng)化花崗片麻巖。對(duì)于新型過(guò)渡段，在橋臺(tái)后0～2 m范圍內(nèi)采用變態(tài)級(jí)配碎石，其他部位采用碾壓混凝土進(jìn)行填筑;對(duì)于原設(shè)計(jì)要求的過(guò)渡段，采用摻5%水泥的級(jí)配碎石進(jìn)行填筑。依據(jù)上述幾何模型，采用2.3.2節(jié)所確定的列車荷載，利用有限元軟件MIDST/GTS對(duì)路橋過(guò)渡段進(jìn)行數(shù)值建模，數(shù)值模型見(jiàn)圖7。

圖6 過(guò)渡段幾何模型圖Fig.6 Geometric model of transition section

圖7 過(guò)渡段數(shù)值模型圖Fig.7 Numerical model of transition section

2.3 計(jì)算參數(shù)的確定

2.3.1 材料參數(shù)的確定

由于在振動(dòng)下邊界反射對(duì)路橋過(guò)渡段的動(dòng)力響應(yīng)存在較大影響，因此本文通過(guò)施加黏彈性邊界來(lái)消除該影響。根據(jù)材料的力學(xué)特性來(lái)選取合理的本構(gòu)模型，具體力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 材料的物理、力學(xué)特性參數(shù)Table 2 Physical and mechanical characteristic parameters for the materials

2.3.2 列車荷載的確定

本文選取高速客車［5］的相關(guān)參數(shù)建立車輛模型，利用仿真軟件ADAMS建立車輛－軌道－路基空間耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型。該車輛模型運(yùn)行時(shí)速為350 km/h，施加300 000個(gè)輪載循環(huán)(相當(dāng)于京滬線正常運(yùn)行約24 d)，以考慮高速列車荷載的重復(fù)作用。為了考慮軌道的不平順性，本文選取中南大學(xué)和長(zhǎng)沙悅誠(chéng)機(jī)電科技有限公司對(duì)京滬高速鐵路第3標(biāo)段軌面平順性的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整結(jié)果［6］進(jìn)行分析，以提高仿真效果。由于ADAMS自身的局限性，不能很好模擬土體的本構(gòu)特性。因此，通過(guò)在路基與軌道之間沿線路方向均勻布置非線性點(diǎn)彈簧單元和阻尼單元來(lái)考慮軌道－路基間的相互作用，仿真模型見(jiàn)圖8，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖9。

圖8 機(jī)車—軌道—路基耦合系統(tǒng)模型軸視圖Fig.8 Vehicle － track － subgrade coupling system model(axis view)

圖9 輪載時(shí)程曲線示意圖Fig.9 Wheel load versus time curve

2.4 計(jì)算結(jié)果

本文所采用的軌面彎折角均為軌道表面某點(diǎn)的切向轉(zhuǎn)角，而非割線轉(zhuǎn)角。

材料剛度大小的分布規(guī)律:變態(tài)級(jí)配碎石＞摻5%水泥級(jí)配碎石＞碾壓混凝土。

針對(duì)新型過(guò)渡段和摻5%水泥的級(jí)配碎石過(guò)渡段(原設(shè)計(jì)過(guò)渡段)，研究高速列車作用下各自的動(dòng)力響應(yīng)，具體計(jì)算結(jié)果如圖10～11。

圖10 軌面豎向沉降量沿縱向分布圖Fig.10 Diagrams for longitudinal distribution of the volume of vertical settlement on rail－surface

圖11 軌面彎折角沿縱向分布圖Fig.11 Diagrams for longitudinal distribution of rail－ surface bending angle

由圖10可知，在過(guò)渡段部分，新型過(guò)渡段的最大沉降量大于原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的最大沉降量;在路基部分，新型過(guò)渡段的最大沉降量與原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的最大沉降量基本一致;在過(guò)渡段—路基連接處，原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的沉降差約為新型過(guò)渡段沉降差的2.0倍，而過(guò)大的沉降差又容易造成鋼軌上表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。圖11顯示了在過(guò)渡段部分，新型過(guò)渡段的最大軌面彎折角小于原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的最大軌面彎折角，且前者的軌面彎折角沿線路方向基本不變;在路基部分，兩者的軌面彎折角基本一致，接近 0;在過(guò)渡段—路基連接處，原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的軌面彎折角突然增大的幅度約為新型過(guò)渡段的4倍，而軌面轉(zhuǎn)折角較大的突變又將會(huì)嚴(yán)重影響線路的平順性。出現(xiàn)上述現(xiàn)象可能是由于新型路橋過(guò)渡段使用了碾壓混凝土，而碾壓混凝土是在滿足質(zhì)量要求的前提下適當(dāng)降低了自身的強(qiáng)度，增強(qiáng)了自身的可塑性，增大了自身的沉降量，從而減小了過(guò)渡段—路基連接處的沉降差以及該處軌面彎折角突變的幅度，降低了倒梯形過(guò)渡段上邊界因受拉而出現(xiàn)開裂的危險(xiǎn)，充分體現(xiàn)了碾壓混凝土的優(yōu)越性。同時(shí)，在橋臺(tái)接觸區(qū)內(nèi)采用高強(qiáng)度的變態(tài)級(jí)配碎石，有效抵御了列車荷載在此處附加沖擊力作用，減小了沉降量，使得軌面的沉降量沿其線路方向呈線性分布，較好地實(shí)現(xiàn)了由剛性橋臺(tái)向柔性路基的過(guò)渡，充分體現(xiàn)了變態(tài)級(jí)配碎石的優(yōu)越性。

綜合以上分析可知，碾壓混凝土能夠有效地解決過(guò)渡段剛度過(guò)大的問(wèn)題，降低了倒梯形過(guò)渡段上邊界出現(xiàn)開裂的危險(xiǎn)，同時(shí)變態(tài)級(jí)配碎石則能夠有效地解決橋臺(tái)后2 m范圍內(nèi)采用小型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)，其壓實(shí)質(zhì)量不能得到保證的問(wèn)題。因此，新型路橋(涵)過(guò)渡段能夠較好的實(shí)現(xiàn)由剛性橋臺(tái)向柔性路基的平穩(wěn)過(guò)渡，具有一定的優(yōu)越性。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)

新型路橋(涵)過(guò)渡段在京滬高速鐵路第3標(biāo)段已經(jīng)成功應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為以后在高速鐵路建設(shè)中的推廣應(yīng)用提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證新型路橋(涵)過(guò)渡段的可行性，京滬高速鐵路第3標(biāo)段選擇了路橋過(guò)渡段數(shù)值分析模型的原型DK533+440.5工況點(diǎn)，采用與其他過(guò)渡段相同的施工機(jī)械進(jìn)行施工，選取由變態(tài)級(jí)配碎石+碾壓混凝土組成的新型過(guò)渡段形式，并在距離橋臺(tái)25 m的基床底層頂部埋入沉降觀測(cè)設(shè)備，定期進(jìn)行沉降觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖12。

圖12 沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)Fig.12 Dates of settlement observation

由圖12可知，在工后24 d，測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)沉降量為4.06 mm，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與其基本一致。在工后48 d以后，基床底層頂部的沉降量已經(jīng)基本趨于穩(wěn)定，且工后最大沉降量小于15 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。因此，上述新型路橋(涵)過(guò)渡段是可行的。

4 結(jié)論

(1)將碾壓混凝土和變態(tài)混凝土施工工藝的設(shè)計(jì)理念和指導(dǎo)思想引入高速鐵路建設(shè)領(lǐng)域，可有效改善路橋過(guò)渡段的工作性態(tài)。

(2)在列車荷載的重復(fù)作用下，對(duì)于摻5%水泥的級(jí)配碎石過(guò)渡段(原設(shè)計(jì)過(guò)渡段)和由變態(tài)級(jí)配碎石+碾壓混凝土組成的新型過(guò)渡段來(lái)講，在過(guò)渡段部分，原設(shè)計(jì)過(guò)渡段軌面的最大沉降量小于新型過(guò)渡段軌面的最大沉降量，而新型過(guò)渡段軌面的豎向沉降量沿線路方向呈線性分布;原設(shè)計(jì)過(guò)渡段軌面的最大彎折角大于新型過(guò)渡段軌面的最大彎折角，且原設(shè)計(jì)過(guò)渡段的軌面彎折角沿線路方向分布極不均勻，最大值出現(xiàn)在橋臺(tái)后5 m處，而新型過(guò)渡段的軌面彎折角沿線路方向基本不變。在路基部分，2種過(guò)渡段的軌面沉降量、軌面彎折角基本一致。在過(guò)渡段－路基連接處，原設(shè)計(jì)過(guò)渡段軌面的沉降差大于新型過(guò)渡段軌面的沉降差，且原設(shè)計(jì)過(guò)渡段軌面彎折角的突變幅度也大于新型過(guò)渡段軌面彎折角的突變幅度。因此，新型路橋過(guò)渡段能夠更好地實(shí)現(xiàn)由剛性橋臺(tái)向柔性路基的過(guò)渡。

(3)從數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)2個(gè)方面對(duì)由碾壓混凝土和變態(tài)級(jí)配碎石組成的新型路橋(涵)過(guò)渡段進(jìn)行綜合性分析，得出該過(guò)渡段具有較突出的優(yōu)越性。首先，使用粉煤灰代替部分水泥，降低了工程造價(jià)。其次，粉煤灰的粒徑與水泥的粒徑不同，摻入粉煤灰不僅能夠較好地改善級(jí)配碎石的級(jí)配組成，提高了壓實(shí)質(zhì)量，而且能夠通過(guò)適當(dāng)降低過(guò)渡段的剛度來(lái)增強(qiáng)自身的可塑性，有效地解決過(guò)渡段剛度過(guò)大的問(wèn)題，降低了倒梯形過(guò)渡段上邊界出現(xiàn)開裂的危險(xiǎn)。最后，在橋臺(tái)后2 m范圍內(nèi)采用變態(tài)級(jí)配碎石來(lái)取代小型振動(dòng)壓實(shí)設(shè)備，改善了壓實(shí)質(zhì)量，提高了作業(yè)效率，降低了工程造價(jià)，并且有效解決了橋臺(tái)后2 m范圍內(nèi)采用小型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)其壓實(shí)質(zhì)量不能得到保證的問(wèn)題。

［1］客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南(TZ212－2005)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2006.

Passenger dedicated line railway subgrade engineering construction technology guidelines.(TZ212 －2005)［S］.Beijing:Railway Publishing House of China，2006.

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Research on the new design method of high－speed railway bridge(culvert)－subgrade transition section

YANG Chang-wei1，ZHANG Jian-jing1，ZHU Hao-bo2，XIE Xiao’an2

(1.Civil Engineering Department，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China;2.Third Section of Beijing－Shanghai High－speed Railway of SINOHYDRO，Taian 271000，China)

Bridge－subgrade transition section is always the weak link of high－speed railway subgrade.This paper introduced a new type of bridge－subgrade transition section which is composed of the roller compacted concrete and the abnormal graded gravel in order to improve the performances of transition section and guarantee the smoothness of railway.Establishing a vertical dynamic analysis model of bridge－subgrade transition section which considered the interaction among different structural layers in the subgrade system furtherly，this paper analysed the dynamic performances of this new transition section in order to check the transition effects.The results show that the bending angle of rail surface is almost constant along the rout and the settlement along the rout is linearly distributed，which verifies the new transition can realize the transition from the rigid abutment to the flexible subgrade.At last，the rationality and the superiority of the new transition are verified because the results of on－site settlement observation are close to the results of numerical analysis.

high speed railway;bridge(culvert)－subgrade transition sections;abnormal concrete numerical model;roller compacted concrete;numeric analysis

U442.5

A

1672－7029(2011)05－0006－06

2011－06－30

國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃項(xiàng)目(41030742);鐵道部科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2009G010－c)

楊長(zhǎng)衛(wèi)(1987－)，男，河南洛陽(yáng)人，博士研究生，從事高速鐵路路基動(dòng)力學(xué)研究