任聰

中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司 遼寧遼陽 111000

高速鐵路給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們的出行帶來了極大幫助和實(shí)惠，高速鐵路路基與橋梁過渡段線路是整個(gè)鐵路的重要部分，但在對高速鐵路的建設(shè)中，還是存在著許多問題和通病，橋頭跳車就是目前較為常見的病害之一，出現(xiàn)跳車現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響行車安全。引起橋頭跳車的原因主要是橋臺(tái)和臺(tái)背填料銜接部分的不均勻沉降。車輛在高速行駛當(dāng)中遇到橋臺(tái)臺(tái)背填料沉降時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的跳車顛簸，問題嚴(yán)重的還會(huì)引起重大交通事故，直接降低高鐵的通行能力。因此加強(qiáng)對高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理，從鐵路的路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)沉降問題出發(fā)解決土質(zhì)問題，使得路基線路的土質(zhì)強(qiáng)度得到一定程度的提高，減少路基變形或沉降，提高高速鐵路的載重能力和使用周期。

1 高速鐵路橋梁過渡段設(shè)置的重要性

由于受個(gè)別因素的影響，在高鐵的路基建設(shè)方面與橋梁具有一定的高度差，路基變形是造成沉降差最為主要的一個(gè)原因，因此，為了保證高鐵的穩(wěn)定行駛，高鐵設(shè)計(jì)通過設(shè)立過渡段來解決這個(gè)問題。建設(shè)過渡段，可以減小高鐵路基與橋梁的高度差。采用對過渡段填料進(jìn)行更大程度上的壓實(shí)這一方法。而且在實(shí)際運(yùn)營的過程中，因?yàn)閯?dòng)荷載的作用以及自重作用在路堤填土本身上會(huì)有相較于其他材料有更為顯著的表現(xiàn)，那么填土?xí)谧饔玫挠绊懴鲁霈F(xiàn)壓縮變形這一現(xiàn)象，這是該現(xiàn)象出現(xiàn)的另一個(gè)重要原因。對于過渡段部分來說，橋臺(tái)基本上會(huì)存在不沉降或者是沉降的情況，其會(huì)直接導(dǎo)致出現(xiàn)沉降差。同時(shí)在填土的水平土壓力作用上，橋臺(tái)前的防護(hù)工程就會(huì)出現(xiàn)一定程度的水平位移情況，上述存在的位移情況會(huì)直接導(dǎo)致路基與橋梁過渡段處產(chǎn)生非常嚴(yán)重的路基沉降變形情況。承受架橋機(jī)的超重荷載情況分析，相比列車機(jī)車的其他方面來講，路基面因架橋機(jī)造成的集中荷載情況而產(chǎn)生的問題是比較嚴(yán)重的。而且對于鐵路來說，想要最大程度地減少軌下基礎(chǔ)變形情況的出現(xiàn)，那么在一般情況下使用降低荷重這一方式是比較容易實(shí)現(xiàn)上述目的的，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步減輕列車車體重量。在整理國內(nèi)外許多研究結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際意義上的架橋的過程之中，路基一般需要承受非常大的超載作用，這會(huì)對路基與橋梁的過渡段位置的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成較大程度的影響，進(jìn)而影響列車行駛的穩(wěn)定，對于列車的安全性具有不利影響。因此，需要嚴(yán)格控制列車的負(fù)載程度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求或者相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行，在檢查路基與橋梁的過渡段位置結(jié)構(gòu)施工時(shí)一定要細(xì)致認(rèn)真，最大程度地避免因?yàn)榱熊囏?fù)載不合規(guī)定而造成的一系列安全隱患，避免對列車的行駛與運(yùn)行造成影響，進(jìn)而產(chǎn)生生命財(cái)產(chǎn)方面的損失[1]。

2 鐵路路基與橋梁過渡段病害的原因

2.1 地基土質(zhì)問題

不同的地區(qū)有不同的土地條件，有些土質(zhì)較硬，而有些土質(zhì)較軟。在軟土的地基上，不同的質(zhì)量會(huì)有不同的沉降量，高鐵路基和橋梁便會(huì)具有一定的沉降差。地基土的性質(zhì)不同，對于地基上產(chǎn)生沉降的效果也不同。對于密度較低的地基，沉降完成的時(shí)間周期比較長，不同物體，完成沉降的時(shí)間也不盡相同。高鐵鐵路路基與橋梁由于地基條件問題，產(chǎn)生不同的沉降，形成高度差，導(dǎo)致路橋過渡段線路的變形。因此，在高速鐵路設(shè)計(jì)的過程中，要對實(shí)際施工路段進(jìn)行考察，了解地基條件相關(guān)的因素，并做出相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行處理。

2.2 路基與橋梁結(jié)構(gòu)變形出現(xiàn)差異

高速鐵路的路基與橋梁的結(jié)構(gòu)具有很大的差異，高速鐵路的路基一般是以柔軟為主，而橋梁主要是以剛性為主。柔軟度的不同，導(dǎo)致高速鐵路路基與橋梁之間存在一定的沉降差，勢必導(dǎo)致兩者之間的地勢不平。所以說，路基與橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的差異是高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)變形不一致的主要原因之一，在當(dāng)前高速鐵路快速發(fā)展的情況下，要對路基與橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的差異進(jìn)行多元化處理，減少兩者之間結(jié)構(gòu)的變形差異[2]。

2.3 因路基排水不暢導(dǎo)致的問題

在工程修建好后，因長期承受荷載，會(huì)出現(xiàn)細(xì)小裂縫，長久會(huì)有雨水積水滲入其中，長期過載會(huì)導(dǎo)致路基道渣翻漿、過渡段變形、下沉、軌枕擺動(dòng)懸空等一系列問題，這些都會(huì)影響到行車的安全性和鐵路橋梁的使用壽命，危及到人的生命安全。

2.4 路基和橋體之間設(shè)計(jì)不科學(xué)合理

在施工過程中，路基與橋體的性質(zhì)不同，路基較為柔軟，橋體較為剛硬，因此二者在結(jié)合時(shí)易出現(xiàn)沉降差，尤其是鐵路路基和橋梁過渡段的銜接部分，是壓力較為集中的部分，所以要特別關(guān)注。在過渡段，安全性和穩(wěn)定性較低，橋臺(tái)承載較復(fù)雜，橋頭部分會(huì)產(chǎn)生較大推力，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要尤其注意這些問題，從根本上保障過渡段的安全。

3 解決高速鐵路路基與橋梁過渡段問題的措施

3.1 選擇合適的填料

在高速鐵路設(shè)計(jì)與建設(shè)中，填料的選擇至關(guān)重要，合適的填料會(huì)大大的提高高速鐵路的質(zhì)量，讓高速鐵路的持久性更強(qiáng)。選擇填料的時(shí)候，相關(guān)負(fù)責(zé)人要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對于一般的地基，主要選擇強(qiáng)度高、變形小的級配粗粒料，這種材料具有極高的穩(wěn)定性，適用范圍特別地廣，成為一般高速鐵路建設(shè)的標(biāo)配填料，但是，在地基比較軟的地區(qū)，高速鐵路建設(shè)主要采用輕型材料，使用輕型材料，可以大大地減少對基地豎直壓力和對橋梁的水平壓力，大大地提高高速鐵路的質(zhì)量[3]。

3.2 對橋梁過渡段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

對于橋梁過渡段變形的問題，可以從以下幾方面來解決。第一，嚴(yán)格監(jiān)測過渡段路基施工；第二，對于橋梁邊界進(jìn)行連續(xù)性對斜坡設(shè)計(jì)；第三，選擇合理強(qiáng)度對施工材料；第四，合理設(shè)計(jì)過渡段地基結(jié)構(gòu)，將沉降差控制在5厘米內(nèi)；合理設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)，選擇合理對施工材料，保證結(jié)構(gòu)達(dá)到合理的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.3 施工過程中做到完善的控制

在不同軌下基礎(chǔ)軌道的連接處進(jìn)行過渡問題的措施大致可以分為兩種。第一，在軌道剛度較小的一側(cè)增大路基基床地垂向剛度，以此來降低路基與橋梁之間的沉降差。這種方法實(shí)現(xiàn)的基本原理是加強(qiáng)路基的結(jié)構(gòu)，減少高速鐵路路基與橋梁在剛度和沉降量之間的差異。實(shí)現(xiàn)的方式主要依靠以下的幾種，通過在高速鐵路路基建設(shè)中，在路基中埋設(shè)一定數(shù)量的拉筋材料，以此加大高速鐵路路基的強(qiáng)度，降低鐵路路基變形的可能性。或者通過對地基的土質(zhì)進(jìn)行改善，通過種種的方法加大土質(zhì)的強(qiáng)度，降低路基與橋梁的沉降量，降低地基變形的可能性?；蛘咄ㄟ^在高速路基建設(shè)過程中用碎石塊對路基進(jìn)行填充，采用變形小的碎石，比如說氣泡混凝土填料，加大路基的硬度與強(qiáng)度，降低路基與橋梁地位沉降量。也可以采用過渡板法加大軌道的剛度。第二種類型是在軌道剛度較小的一側(cè)增大軌道的垂向剛度。這種方法和第一種方法正好相反，第二種方法主要通過增大軌道的垂向剛度以來減少橋梁軌道的剛度。或者通過變軌枕的長度和間距法，在高速鐵路路基與橋梁的過渡段，逐步地增大鐵路路軌之間的長度以此來逐步地實(shí)現(xiàn)軌道剛度的過渡。或者通過附加鋼軌法來增大軌道的垂向剛度，在高速鐵路行駛的兩側(cè)設(shè)加鋼軌，用鋼軌的強(qiáng)度來減少地基地變形，以便增加軌道的剛度。

3.4 加筋土法

在目前我國的鐵路工程建設(shè)中，為了解決高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)變形不一致的問題，最常用的方法之一就是加筋土法。所謂加筋土法，就是在鐵路建設(shè)過程中，在路基中埋入一定數(shù)量的拉筋材料，用來提高路基本身的堅(jiān)韌程度和抗壓承重能力，從而減少高速鐵路的變形程度，提高其生命周期。對于不同的高速鐵路來說，根據(jù)其建設(shè)地區(qū)地理環(huán)境的不同、對自身抗壓承重能力要求程度的不同以及橋梁假設(shè)的轉(zhuǎn)彎程度不同等，需要對拉筋材料的增加數(shù)目、增加間隔、拉筋材料的成分進(jìn)行嚴(yán)格的選取和設(shè)計(jì)，從而使得高速鐵路路基與橋梁過渡段線路的建設(shè)能夠達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。所以說，使用加筋土法來解決高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)變形不一致的問題已經(jīng)成為非常重要的處理措施[4]。

3.5 鋼筋混凝土搭板法

在目前我國的鐵路工程建設(shè)中，為了解決高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)變形不一致的問題還有非常重要的一個(gè)解決方式就是鋼筋混凝土搭板法。所謂鋼筋混凝土搭板法，就是將一個(gè)鋼筋混凝土搭板的兩端分別置于枕梁和剛性基礎(chǔ)上，從而增強(qiáng)高速鐵路路基與橋梁過渡段線路的剛度。鋼筋混凝土搭板法的設(shè)計(jì)是可以多元化的，這主要是因?yàn)殇摻罨炷链畎蹇梢噪S意地調(diào)整放置方式和鋼筋混凝土搭板的厚度等，這就使得施工人員可以根據(jù)不同高速鐵路建設(shè)路段的需要來自主靈活的對鋼筋混凝土搭板進(jìn)行選擇，從而在最大程度上減輕高速鐵路路基與橋梁過渡段線路的承載重量以及水平推動(dòng)力。所以說，使用鋼筋混凝土搭板法來解決高速鐵路路基與橋梁過渡段線路結(jié)構(gòu)變形不一致的問題已經(jīng)成為非常重要的處理措施[5]。

3.6 利用排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是指軟土地基在附加荷載的作用下，使孔隙水慢慢地排出來，使孔隙慢慢地變小，從而固結(jié)變形。同時(shí)，在孔隙水慢慢流失的時(shí)候，會(huì)增加土的有效應(yīng)力，也會(huì)增加地基地抗剪強(qiáng)度，并且還會(huì)提高沉降的速率。所以，在對高速公路路基過渡段施工時(shí)采用排水固結(jié)法會(huì)降低土中的含水量，也可以提高地基承載力和邊坡的穩(wěn)定性[6]。

4 高速鐵路養(yǎng)護(hù)維修工作

4.1 填土碾壓后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作

在填土碾壓之后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作是非常重要的，可以進(jìn)行灑水和覆蓋的方式，要保持材料的濕度。并且在做好養(yǎng)護(hù)工作的時(shí)候，也要做好管理工作，工作人員要仔細(xì)地做好填土碾壓的數(shù)據(jù)記錄和實(shí)際情況。

4.2 利用地質(zhì)雷達(dá)圖像識別技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)在檢測高鐵路基軌道板及底座板裂損、脫空、路基含水、下沉等方面效果是明顯的，地質(zhì)雷達(dá)法是利用超高頻電磁波反射原理（106HZ-109HZ）來探測地下淺層地質(zhì)構(gòu)造的地球物理方法。是一種高分辨率探測技術(shù)。當(dāng)路基中存在病害時(shí)路基結(jié)構(gòu)層的成層性和連續(xù)性遭到破壞，在地質(zhì)雷達(dá)檢測圖像上可形成同相軸不連續(xù)。由于高鐵路基深度要求不大，并具有很好的成層性，因此地質(zhì)雷達(dá)是一種有效的高鐵路基病害普查方法。利用地質(zhì)雷達(dá)法檢測高鐵路基可指導(dǎo)工務(wù)部門對鐵路路基養(yǎng)護(hù)維修工作[7-8]。

5 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了中國交通事業(yè)的發(fā)展，高速鐵路作為中國現(xiàn)如今出行的主要方式，其速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)深受人們的歡迎，為了帶給人們更加舒適的出行體驗(yàn)，做好高速鐵路建設(shè)工作至關(guān)重要。建設(shè)過程中，各相關(guān)單位要明確認(rèn)識到影響路基與橋梁結(jié)構(gòu)變形差異的因素，針對具體問題，采取對應(yīng)措施，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)代化手段，對現(xiàn)有施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在保障項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高高速鐵路建設(shè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。