一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法技术

本发明专利技术公开了一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，该加固评判方法是依据过渡段路基压实度与过渡段路基外观、沉降存在的内在联系，利用台阶测量法、道床视高度测量法、路肩宽度测量法，路肩反坡法、路基空洞法、路肩陷穴法、或路基边坡溜坍法对路桥过渡段路基进行表面观察测量。本发明专利技术无需开挖道砟，不必为了勘探承载力审批“天窗时间”，可借助白天行车间隙进行测量，对既有铁路运营基本没有影响，评判效率大大提高，节约大量的勘探费用。

A Method for Evaluating the Necessity of Reinforcement of Roadbed and Bridge Transition Section Based on Table Observation

The invention discloses a method for evaluating whether the roadbed of bridge transition section needs reinforcement based on table observation. The method is based on the internal relationship between the compactness of roadbed of transition section and the appearance and settlement of roadbed of transition section. The method uses step measurement method, roadbed apparent height measurement method, shoulder width measurement method, shoulder anti-slope method, roadbed cavity method, shoulder subsidence method, or roadbed side method. The slope sliding method is used to observe and measure the surface of the roadbed in the transition section of road and bridge. The invention does not need to excavate ballast, and does not need to examine and approve \skylight time\ for exploration bearing capacity. It can be measured by daytime workshop gap, which has little influence on the operation of existing railway, greatly improves the evaluation efficiency and saves a lot of exploration costs.

【技术实现步骤摘要】
一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法
本专利技术涉及铁路路基加固建筑
，尤其涉及一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法。
技术介绍
铁路是由不同特点、性质迥异的构筑物(桥、隧、路基等)和轨道构成的，它们相互作用，相互依存，相互补充共同构成了一条平滑的线路，衔接路基和桥部分称为路桥过渡段。桥梁一般由钢筋混凝土构成，桥梁一般建在桩基础上，有刚度大、沉降量小的特点。对于过渡段路基是由土填筑而成的，特别是一些建造较早的线路，路桥过渡段是由C组填料填筑而成，因此过渡段路基的刚度小、沉降量大。由于桥、路在材料、强度、刚度、沉降等方面的差异巨大，必须会引起轨道不平顺。当列车从桥面驶向路基方向或路基方向驶向桥梁时，在过渡段某处会产生较大的冲击作用，引起路基动应力的增加，从而加快路基状况的恶化。由于中国经济的发展，许多既有铁路不能满足运能的需求，需要进行提速改造。既有铁路经过多年运营后，过渡段路基的性状发生了改变，部分过渡段在荷载作用下发生了压实作用，另外一部分由于原来压实系数低，路基发生过大沉降，引起多种过渡段路基病害。由于部分过渡段路基承载力不足，部分路基仍然在发生持续沉降，如果要在这些线路提速开行动车组时，这些过渡段路基就需要加固。而部分过渡段由较好的砂砾石填料组成，或者虽然使用了粘性土，便表层采用了水泥或石灰改良且下层粘性土压实系数高，路基状况较好，则这一类过渡段路基在提速的过程中基本不用加固。而另一部分过渡段路基采用了C组粘性土填料，路基压实度不足，表层的改良层由于下面承载力不足在动应力作用下已经发生了破损，引起了路基的道砟囊、道砟槽、陷穴、空洞等病害，则这部分过渡段路基需要加固。因此既有铁路提速前，必须了解掌握过渡段路基的承载情况，根据《铁路200-250km/h既有线技术管理办法》(TG/02-2008，铁科技2008)222号)，要求基床表层的承载力不低于180kPa，基床底层不低于150kPa，路基面的Evd值不低于40MPa。要掌握过渡段路基的承载特性，必须进行路基勘探。现有技术的主要缺点1)勘探对既有铁路运营影响较大传统掌握路基承载性状的方法为轻型动力触探法和动态变形模量测试法，需要扒开道砟，在离轨道较近的地方测试。因为需要扒开路基，则需要向铁路局申报“天窗”时间，在规定的晚上进行勘探。勘探完成后需要回填道砟和捣固道砟，由于道砟密实度很难达到开挖前的密实程度，因此勘探完成后需要24小时的慢行时间，慢行速度一般设定为40km/h，严重影响了既有铁路的运营。2)工人劳动强度大，勘探费用较高由于轻型动力触探需要勘探路基面以下所有基床层，既勘探深度为2.5m，勘探工作量，也不宜并行作业，勘探效率非常低下。一般情况下，一个晚上利用“天窗”时间仅能勘探完成一个过渡段勘探，需要20人共10组工人，其中勘探4组共8人，扒道砟、回填道砟、捣固道砟共6组，12人。而对于一条铁路全线往往有100-200座桥，过渡段路基有200-400个(每座桥两端有2个过渡段)，如此大的工作量在短时间完成是不可能的，且需要动用大量的工人，投入较大的资金才能完成。根据计量，按每人每晚200元计算，则需要4000元，另外还要计算捣固的油费、仪器损耗费用约1000元等，勘探10座中桥的费用约为5万元。3)勘探效率低由于传统勘探需要扒开道砟，每次作业时间长达3小时，因此必须向铁路局申报“天窗”时间，而且要申报列车慢行时间。另外勘探本身效率也较慢，每个勘探点的扒砟时间约为60分钟，每个勘探点的时间约30分钟(2.5m)回填道砟、捣固道砟也需要近1小时。如果协调不好，一座桥的两个过渡段在一个“天窗”时间还无法完成。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，无需开挖道砟，不必为了勘探承载力审批“天窗时间”，可借助白天行车间隙进行测量，对既有铁路运营基本没有影响，评判效率大大提高，节约大量的勘探费用。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，该加固评判方法是依据过渡段路基压实度与过渡段路基外观、沉降存在的内在联系，利用台阶测量法、道床视高度测量法、路肩宽度测量法，路肩反坡法、路基空洞法、路肩陷穴法、或路基边坡溜坍法对路桥过渡段路基进行表面观察测量。作为本专利技术的进一步改进，所述的台阶测量法是利用卷尺测定过渡段路基上最上面一个台阶与桥面板的距离，该距离为台阶沉降量，台阶沉降量与承载力的关系式如式(1)所示：f＝-0.031s3+1.6787s2-32.804s+327.94(1)式中f—过渡段路基的平均承载力(kPa)s—过渡段路基中心点的沉降(cm)，根据公式(1)，若台阶沉降小于8.6cm，则过渡段路基不需要加固；若台阶沉降大于等于17cm，则过渡段路基需要加固；若台阶沉降处于8.6-17cm，过渡段路基存在陷穴、空洞、边坡溜坍、路肩反坡，则过渡段路基需要进行加固，否则不需要加固。作为本专利技术的更进一步改进，所述的道床视高度测量法是利用一个2m长的一端搭在轨枕的顶面上、另一端人工调整水平的水平尺，并利用卷尺量测路肩顶面至水平尺之间的高度，若道床视高度小于88.6cm，过渡段路基不需要加固；若道床视高度大于等于97.6cm，过渡段路基需要加固；若道床视高度处于88.6-97.6cm，如果过渡段路基存在陷穴、空洞、边坡溜坍、路肩反坡病害的，需要进行加固，否则不需要加固。作为本专利技术的进一步改进，所述的路肩宽度测量法是利用卷尺测量道床坡脚与过渡段路基边缘之间的距离；若路肩宽度大于等于63.8cm，过渡段路基不需要加固；若路肩宽度小于20.1cm，过渡段路基需要加固；若路肩宽度处于20.1-63.8cm，如果过渡段路基存在陷穴、空洞、边坡溜坍、路肩反坡病害的，需要进行加固，否则不需要加固。作为本专利技术的进一步改进，所述的路基反坡法是通过观察路肩，若路肩比坡脚处的路基高，且有水浸痕迹，则需要进行加固。作为本专利技术的进一步改进，所述的路基空洞法是通过观察在路桥接触处附近3-4米的锥坡和路桥接触处的路基，若锥坡和路桥接触处的路基出现明洞，则需要进行加固。作为本专利技术的进一步改进，所述的路肩陷穴法是通过观察硬路肩的塌陷情况，若路肩出现明显塌陷，则存在陷穴，需要进行加固。作为本专利技术的进一步改进，所述的路基边坡溜坍法是通过观察路肩或边坡，若路肩或边坡上打有加固木桩或者边坡有块石反压边坡，则需要进行加固。与现有技术相比，本专利技术的基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法的有益效果如下：1)大大降低工人劳动强度传统的轻型动力触探法需要小型挖机挖开道砟，人工进行轻型动力触探需要2人一组，要求在“天窗”时间3小时内完成2个过渡段的勘探工作，每组工人需要反复提起10kg的锤击打，每组需要击打约160次。要在规定时间完成勘探工作，需要10组人员配合作用，挖砟、勘探、回填道砟的工作劳动强度均较大，且是夜间作业，容易疲劳引起安全事故。而本专利技术仅需要测量台阶相对沉降，测定道床视高度、路肩宽度、是否存在反向坡、锥坡或路肩是否存在陷穴或空洞病害，需要工具为卷尺、水平尺，携带方便，测量时间短，利用本专利技术的界限值，可以很方便的评判路桥过渡段路基是否需要加固。且距离测量工作相对于挖砟、勘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，其特征在于，该加固评判方法是依据过渡段路基压实度与过渡段路基外观、沉降存在的内在联系，利用台阶测量法、道床视高度测量法、路肩宽度测量法，路肩反坡法、路基空洞法、路肩陷穴法、或路基边坡溜坍法对路桥过渡段路基进行表面观察测量。

【技术特征摘要】
1.一种基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，其特征在于，该加固评判方法是依据过渡段路基压实度与过渡段路基外观、沉降存在的内在联系，利用台阶测量法、道床视高度测量法、路肩宽度测量法，路肩反坡法、路基空洞法、路肩陷穴法、或路基边坡溜坍法对路桥过渡段路基进行表面观察测量。2.如权利要求1所述的基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，其特征在于：所述的台阶测量法是利用卷尺测定过渡段路基上最上面一个台阶与桥面板的距离，该距离为台阶沉降量，台阶沉降量与承载力的关系式如式(1)所示：f＝-0.031s3+1.6787s2-32.804s+327.94(1)式中f-过渡段路基的平均承载力(kPa)s—过渡段路基中心点的沉降(cm)，根据公式(1)，若台阶沉降小于8.6cm，则过渡段路基不需要加固；若台阶沉降大于等于17cm，则过渡段路基需要加固；若台阶沉降处于8.6-17cm，过渡段路基存在陷穴、空洞、边坡溜坍、路肩反坡，则过渡段路基需要进行加固，否则不需要加固。3.如权利要求1所述的基于表观测量路桥过渡段路基是否需要加固评判方法，其特征在于：所述的道床视高度测量法是利用一个2m长的一端搭在轨枕的顶面上、另一端人工调整水平的水平尺，并利用卷尺量测路肩顶面至水平尺之间的高度，若道床视高度小于88.6cm，过渡段路基不需要加固；若道床视高度大于等于97.6cm，过渡段路基需要加固；若道床视高度处于88...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵秀绍，莫林利，陈莘莘，邹远航，余超，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西,36