高速铁路安全防护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种高速铁路安全防护结构及其施工方法，涉及铁路建造技术领域，包括平行设置的内铁轨和外铁轨，所述内铁轨和外铁轨通过固定件固定在轨道板上，所述轨道板下侧设置有若干沿弯道径向设置的地基板，所述地基板下方中间位置设置有作为地基板沉降支点的凸脊，所述凸脊沿轨道延伸方向设置并埋于路基下方，所述地基板位于内铁轨一端下方的路基内预埋有配重梁，所述配重梁通过若干连接梁连接在地基板位于内铁轨的一端。解决铁道弯道外侧沉降过多的问题，通过轨道内轨一侧的结构限制外轨的沉降，具有减少后期外侧轨道过度沉降的优点。

Safety protection structure and construction method of high speed railway

【技术实现步骤摘要】
高速铁路安全防护结构及其施工方法
本专利技术涉及铁路建造
，特别涉及一种高速铁路安全防护结构及其施工方法。
技术介绍
随着经济水平的高速发展，火车在日常客运与货运领域有有这非常巨大的优势，在火车运行中时常会碰到过弯的情况，从而对于火车过弯时需要将整个轨道设置成有较多过弯半径的弧形轨道，而且火车在弧形轨道上行驶时，由于惯性离心力作用，将机车车辆推向外轨钢轨，加大了外轨钢轨的压力，使乘客产生不适，货物位移等，且会加大外轨钢轨的损耗，导致稳定性与安全性降低，因此时常需要进行大幅度的降速，导致能源损耗。为了解决该技术问题国内外普遍采用弧形轨道外轨超高设计，即在轨道施工时将轨枕远离弧心的一端适当的抬高，是轨枕靠近弧心的一端向下倾斜，从而使外轨略高于内轨，使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心惯性力，达到内外钢轨受力均匀和垂直磨损均匀，满足旅客舒适感，提高线路的温度性和安全性。但由于机车长时间的运行，尤其是轨道安装后的初期运行时，轨道会进行一定程度的沉降，且外轨受压的力略大，从而轨道外侧最容易产生较大的沉降，从而导致轨道两侧的沉降速度不一，从而在没有区域稳定前，容易导致弧形轨道外轨超高设计的设计效用减少，为了减少这种情况大部分在施工的时候加大弧形道床的宽度，减少沉降，但效果不大，且占用土地面积较大，植被减少，反而容易造成水土流失而加大沉降。为了弥补弧形轨道外轨超高设计的设计效用减少的问题目前有采用抬高设备进行外轨直接补偿的，但补偿设备基本上是针对部分机车过弯速度大于原轨道预设的过弯速度进行过弯时起补偿作用，不适合长期处于工作状态，如授权公告号为CN102041756B的中国专利公开了一种无砟轨道超高段轨道板防滑移方法，它通过电子检查轨道位移量，再通过反向施加压力进行平衡来实现稳定轨道，这些调节的范围非常有限，在轨道沉降范围过大时往往无法满足需要，均是后期的一种补救方式，且轨道以及设备维护的成本非常的高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高速铁路安全防护结构及其施工方法，通过轨道内轨一侧的结构限制外轨的沉降，具有减少后期外侧轨道过度沉降的优点。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高速铁路安全防护结构，包括平行设置的内铁轨和外铁轨，所述内铁轨和外铁轨通过固定件固定在轨道板上，所述轨道板下侧设置有若干沿弯道径向设置的地基板，所述地基板下方设置有作为地基板沉降支点的凸脊，所述凸脊沿轨道延伸方向设置并埋于路基下方，所述地基板位于内铁轨一端下方的路基内预埋有配重梁，所述配重梁通过若干连接梁连接在地基板位于内铁轨的一端。通过采用上述技术方案，在地基板的下方设置凸脊，凸脊作为支点，使轨道的地基板成为能够以凸脊作为旋转支点的杠杆，当轨道外侧受到列车施加的较大的压力时，地基板的外侧作为杠杆的一端会向下倾斜，但是在地基板的内侧通过连接梁安装有配重梁，配重梁作为杠杆的另一端会对地基板施加向下的拉力，从而对列车施加的压力进行抵消，能够减小地基板外侧的沉降量。作为优选，所述配重梁包括绑扎成钢筋笼的主梁以及外部的混凝土梁体，所述连接梁下端连接在主梁上。通过采用上述技术方案，配重梁有钢筋笼和混凝土梁体组成，配重梁更加坚固，能够承受更大的拉力，连接梁连接到钢筋笼的主梁上，能够缓解连接梁受到的拉力过大而与配重梁分离。作为优选，所述混凝土梁体侧表面设置有凿毛。通过采用上述技术方案，设置凿毛，能够增加配重梁表面的粗糙度，配重梁能够与夯实的路基泥土咬合得更紧，防止配重梁从路基下被拉出，保证杠杆结构的稳定。作为优选，所述凸脊的上端面为向上凸起的圆弧面，下端面是与路基表层平行的平面。通过采用上述技术方案，凸脊的上端面为向上凸起的圆弧面，方便地基板以凸脊为支点做轻微旋转，同时也使地基板能够贴合在凸脊上。作为优选，所述凸脊下侧设置有若干的支撑梁，所述支撑梁上端连接在凸脊上，下端埋入路基中至少1m的深度。通过采用上述技术方案，通过支撑梁支撑在凸脊上，防止凸脊受压过大而下陷到路基表面以下，更好地与地基板接触，支撑梁具有一定的深度，以便其能够接触到土层下层的硬土层或者岩石层，使其更好的支撑在凸脊上，防止凸脊沉降过大。作为优选，所述凸脊下端面设置有插接孔，所述支撑梁的上端插接在插接孔中。通过采用上述技术方案，支撑梁的上端插接在插接孔中，方便支撑梁与凸脊定位安装，能够避免凸脊受力方向偏移而导致支撑梁起不到支撑作用，能够保证支撑梁始终起到支撑作用。作为优选，所述凸脊下端面设置有横向的卡槽，所述支撑梁的上端设置有U形的卡件，所述卡件嵌入到卡槽中并贴合在凸脊的两侧。通过采用上述技术方案，能够增大支撑梁与凸脊的接触面积，同时通过U形的卡件对凸脊进行支撑，能够起到防止凸脊偏移的作用，也能够防止支撑梁倾斜。一种高速铁路安全防护结构的施工方法，包括以下步骤：步骤1、路基成型：通过挖掘机械在设计弯道位置挖掘出弧形的高铁路基，并用压路机械将高铁路基压实压平；步骤2、配重梁基坑挖掘：在设计弯道位置的内侧通过挖掘机械挖掘弧形的配重梁基坑；步骤3、配重梁浇筑：在配重梁基坑进行支模，然后将连接梁下端置于配重梁基坑中，连接梁上端从配重梁基坑向上伸出，向配重梁基坑内灌注混凝土并振捣，形成配重梁；步骤4、凸脊基坑挖掘：使用挖掘机械在设计弯道正下方沿轴线挖掘200mm-300mm深的凸脊基坑；步骤5、在凸脊基坑中浇筑出凸脊，凸脊上端与高铁路基表面齐平；步骤6、路基找平：通过混凝土和石块初步填平高铁路基；步骤7、地基板铺设：将预制好的地基板铺设在高铁路基表面上；步骤8：轨道板浇筑：在地基板上进行支模，模具内放置钢筋架，然后灌注混凝土，形成轨道板；步骤9：钢轨安装：将内铁轨和外铁轨平行铺设在轨道板上，然后使用固定件将两条钢轨固定。作为优选，所述地基板在预制时，其靠近内铁轨的一端设置有用于与连接梁连接的安装部。通过采用上述技术方案，方便将连接梁与地基板连接，降低了施工的难度，同时能够节省弯道结构的安装时间，保证连接梁对地基板施加稳定的拉力。作为优选，所述步骤3中配重梁基坑进行支模时，所述配重梁的模板内壁上设置有凸起部，能够在浇筑的配重梁表面形成凿毛面。通过采用上述技术方案，在支模浇筑的阶段就对配重梁进行预制凿毛，方便施工，节省施工时间，降低施工难度。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术利用杠杆原理，在轨道弯道下方设置支点，以弯道处的地基板作为杠杆，在弯道内侧连接在地基板上的配重梁，利用配重梁对地基板施加的拉力来抵消列车对轨道外侧施加的压力，进而减轻轨道外侧受到的压力，降低轨道外侧的沉降量，保证轨道弯道长时间的正常使用。2、配重梁埋设在高铁路基下，表面做凿毛处理，能够提供给地基板向下足够的拉力，增加与路基土层的吸附力，同时地基板不会被轻易的向上拉动，能够更好地抵消列车带给地基板的压力。3、凸脊下侧设置有竖直的支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路安全防护结构，其特征在于：包括平行设置的内铁轨（1）和外铁轨（2），所述内铁轨（1）和外铁轨（2）通过固定件（3）固定在轨道板（4）上，所述轨道板（4）下侧设置有若干沿弯道径向设置的地基板（5），所述地基板（5）下方设置有作为地基板（5）沉降支点的凸脊（6），所述凸脊（6）沿轨道延伸方向设置并埋于路基下方，所述地基板（5）位于内铁轨（1）一端下方的路基内预埋有配重梁（7），所述配重梁（7）通过若干连接梁（8）连接在地基板（5）位于内铁轨（1）的一端。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路安全防护结构，其特征在于：包括平行设置的内铁轨（1）和外铁轨（2），所述内铁轨（1）和外铁轨（2）通过固定件（3）固定在轨道板（4）上，所述轨道板（4）下侧设置有若干沿弯道径向设置的地基板（5），所述地基板（5）下方设置有作为地基板（5）沉降支点的凸脊（6），所述凸脊（6）沿轨道延伸方向设置并埋于路基下方，所述地基板（5）位于内铁轨（1）一端下方的路基内预埋有配重梁（7），所述配重梁（7）通过若干连接梁（8）连接在地基板（5）位于内铁轨（1）的一端。


2.根据权利要求1所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述配重梁（7）包括绑扎成钢筋笼的主梁（71）以及外部的混凝土梁体（72），所述连接梁（8）下端连接在主梁（71）上。


3.根据权利要求2所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述混凝土梁体（72）侧表面设置有凿毛。


4.根据权利要求1所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述凸脊（6）的上端面为向上凸起的圆弧面，下端面是与路基表层平行的平面。


5.根据权利要求4所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述凸脊（6）下侧设置有若干的支撑梁（9），所述支撑梁（9）上端连接在凸脊（6）上，下端埋入路基中至少1m的深度。


6.根据权利要求5所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述凸脊（6）下端面设置有插接孔（61），所述支撑梁（9）的上端插接在插接孔（61）中。


7.根据权利要求5所述的高速铁路安全防护结构，其特征在于：所述凸脊（6）下端面设置有横向的卡槽（62），所述支撑梁（9）的上端设置有U形的卡件（9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张煜，夏小刚，李军，谭任军，董超，张子洋，
申请(专利权)人：中铁一局集团天津建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12