关于高速铁路路桥过渡段沉降控制的思考

摘 要：高速铁路建设工程中，常发生因路基与桥梁的刚性差异导致的不均匀沉降和轨面弯折现象，造成了线路结构的不稳定和维修成本的增加，甚至可能给高速行进中的列车带来重大的安全风险。因此，建设人员应在设计和施工环节加强路桥过渡段的沉降控制，在最大程度上确保轨道平顺可靠，为实现列车的高速安全运行奠定坚实的基础。

关键词：高速铁路 路桥过渡段 沉降 控制

中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0047-01

近年来，高速铁路因其速度快、能耗低、载客能力强、舒适便捷等优点逐渐成为了我国公共交通建设中不可或缺的重要组成部分。在高速的运行状态下，铁路系统整体的可靠性对确保列车的安全和舒适至关重要，这就要求铁路建设工作者提高整个线路中桥梁、隧道、路基等各种结构物的施工质量，在最大程度上确保轨道坚实、平顺，为实现列车的高速安全运行奠定良好的基础。在实际工程中，由于路基与桥梁存在着较大的刚性差异，其沉降的不一致性常使轨面出现弯折，不利于路线结构的稳定，不但会造成运营使用阶段中维修成本的大幅增加，甚至还可能给高速行进中的列车带来重大的安全风险。因此，建设人员必须在设计、施工、验收等各个环节提高对路桥过渡段的重视程度，全面了解沉降差的产生原因，有针对性地做好过渡段的沉降控制工作。

1 高速铁路路桥过渡段产生沉降差的原因

首先，桥台和路基的结构差异是造成沉降差的根本性原因。相较于刚性的桥台，路基通常是柔性的，二者在材质重量、强度和基础应力等方面的不同，必然导致工后会出现不一致的沉降量。经过一段时间的使用后，填料会在自重和列车等外力下产生塑性变形，使孔隙率发生变化。而过渡段常生产微小的伸缩裂缝，也让雨水更加容易渗透并带走其中的细粒土，这一现象将使孔隙率进一步改变，最终导致过渡段沉降变形越来越显著。

其次，设计中对碾压条件考虑不足、排水设计不合理，施工中对软基处理不当、对填料级配的要求不严格、压实设备功率未达标准等人为因素也是导致沉降差产生的重要因素。以过渡段的填土施工为例，与近刚性的桥台相比，桥台后路基的固结度很难达到100%，特别是其狭窄的工作面往往会造成碾压质量的下降，使过渡段的沉降问题进一步加剧。

2 路桥过渡段沉降的具体控制方法

2.1 设计环节对高速铁路路桥过渡段的沉降控制

高速铁路路桥过渡段的设置，主要是通过一定长度内刚度的逐渐变化，最大限度地降低路桥沉降差给铁路运行造成的不良影响，从而确保高速列车的安全性和舒适度。在过渡段的结构设计中，应首先制定合理的地基处理方法，如用水泥粉煤灰碎石桩加土工合成材料对软土路基进行处理，该方法可有效缩短填料的固结时间，在保证工期的基础上减少沉降形变对线路的影响。其次，应针对具体的工程情况正确选择填料的强度和级配，通常应采用强度高、刚度大的级配粗粒料，包括掺水泥级配碎石、级配砂砾石等。此外，还应在过渡段设置相应的排水设施，降低雨水侵蚀对路基沉降变形的影响。

2.2 施工中的沉降处理技术

2.2.1 加筋土路堤处理技术

加筋土路堤处理技术是指通过在路桥过渡段中埋设一定数量的加筋材料，以增加路基强度，大幅度提高路堤刚度，减小路基变形。通过调整拉筋材料的布置间距和位置，可将桥背路基与桥梁交界处的台阶式跳跃沉降变成连续斜坡式沉降，从而达到使路桥过渡段平顺的目的。现场试验和室内试验研究表明，加筋土路堤结构能有效地处理由桥背路基土的沉降而引起的线路不平顺。在施工中，应按照一定的压实标准填筑，选用适当的拉筋材料，并将桥背路基表面沉降控制在4～5 cm内，使其形成线形连续型沉降。

2.2.2 钢混过渡搭板的设置技术

工程中可将一钢筋混凝土搭板设置于过渡段，其一端简支在枕梁上；另一端则支撑在刚性桥台上。通过搭板的设置，可以使刚性桥台和柔性路基之间的变化趋缓。搭板的长度多在5～6 m之间，且通常≤10 m，其放置方式和厚度应依据实际情况决定。研究显示，当搭板纵坡变化值在0.1%～0.4%以下时，不会影响行车舒适性。但应该注意的是：搭板的设置能显著增加轨道刚度，但不能减小路基下部及地基变形，因此必须配以其他处理措施才能有效地控制由此而引起的轨面弯折。

2.2.3 粗粒料级配填筑技术

粗粒料级配填筑技术是指将砂砾石、碎石、低等级混凝土、水泥石灰稳定砂石土等强度高、形变小的级配粗粒料用于路桥过渡段的填筑施工中，以减少填料的压缩性，最大限度地消除路桥之间的沉降差异。在实际操作中，应在确认基坑尺寸合格后，及时进行基底压实。无法使用压路机时，可用质量为300～700 kg的小型手推式电动打夯机压实，压实合格后，方可进行填筑。首先填筑青石碴，每层青石碴的松铺厚度应≤20 cm，并摊铺均匀。整平后，用质量为500～700 kg的手推式电动夯机压实至没有明显碾压痕迹后，用灌沙法测定干容重，合格后方可转入下一层，直至达到标高要求，再填筑二灰碎石。每层二灰碎石的松铺厚度也应≤20 cm。含水量适宜的混合料应采用集中机拌，运至工地摊铺、整平，用12～15 t的压路机慢速碾压。对于边角部位，可用质量为500～700 kg的小型手推式打夯机补压。

4 结语

综上所述，高速铁路路桥过渡段的沉降控制是确保行车安全性和舒适度的关键环节，必须得到建设方充分的重视。除在设计阶段指定正确的地基处理方法及填料标准外，施工中也必须依照具体情况选择加筋土路堤处理技术、钢混过渡搭板设置技术、粗粒料级配填筑技术等一系列的控制手段，降低沉降形变对工程的影响。此外，合理的施工组织和工艺监测也是确保工程质量必不可少的一环。相信随着工程标准的不断规范和工艺技术的不断改进，我国高速铁路路桥过渡段沉降问题终将得到有效的控制和解决。

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