一种无砟轨道基床结构及其条形基础宽度的确定方法技术

本发明专利技术涉及高速铁路路基工程领域，特别是一种无砟轨道基床结构及其条形基础宽度的确定方法，其中无砟轨道基床结构包括基床，还包括至少两个水平间隔设置的条形基础，相邻所述条形基础之间设置有消能装置，所述消能装置为弹性结构件，所述条形基础顶部连接有支撑板，所述支撑板顶部连接有所述基床。本发明专利技术所述的一种无砟轨道基床结构，设置有条形基础和消能装置能够有效防止膨胀岩膨胀导致基床上拱，且该结构只需要由下而上分层施工即可，施工便捷，工程造价低。

A method to determine the structure of ballastless track bed and the width of its strip foundation

【技术实现步骤摘要】
一种无砟轨道基床结构及其条形基础宽度的确定方法
本专利技术涉及高速铁路路基工程领域，特别是一种无砟轨道基床结构及其条形基础宽度的确定方法。
技术介绍
伴随着我国高铁建设的快速发展，穿越膨胀岩地区的无砟轨道高速铁路越来越多。膨胀岩膨胀力较大，地表水下渗后引起路堑基床上拱，影响高铁运营平顺性，危害列车运营安全。申请号201710603423.6的专利技术专利公开了一种无砟轨道铁路膨胀岩石路堑结构及施工方法，该方法提出了一种由预应力锚索+锚拉板+卸压孔组合的抗上拱结构；申请号201710609816.8的专利技术专利公开了一种无砟轨道铁路膨胀土路堑结构及施工方法，该方法主要应用于膨胀土地基，其释放的变形空间有限，在用于膨胀岩石地基条件时，如要完全抵抗较大上拱力，需加大CFG桩的设置深度和密度，其施工过程复杂，工程投资增加。申请号201810424707.3的专利技术专利公开了一种膨胀软质岩无砟轨道路堑基床的抗隆起结构及施工方法，通过在岩体内纵横向设置深消能孔、浅消能孔来消除隆起变形。但上述专利设计锚索、纵横向消能孔等，施工过程复杂，且工程投资较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的膨胀岩石路堑基床结构，施工过程复杂，且工程投资较大的问题，提供一种无砟轨道基床结构及其条形基础宽度的确定方法，在能够有效防止膨胀岩膨胀导致基床上拱，且施工便捷，工程造价低。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种无砟轨道基床结构，包括基床，还包括至少两个水平间隔设置的条形基础，相邻所述条形基础之间设置有消能装置，所述消能装置为弹性结构件，所述条形基础顶部连接有支撑板，所述支撑板顶部连接有所述基床。本专利技术所述的一种无砟轨道基床结构，使用时，所有条形基础和消能装置均设置在膨胀岩路堑之上，条形基础之间设置消能装置，条形基础上设置支撑板，支撑板上设置基床，因为所述消能装置为弹性结构件，消能装置下方的膨胀岩所产生的膨胀力均由消能装置吸收，而不会将膨胀力传递至基床，条形基础之下的膨胀岩所产生的膨胀力则直接传递至基床，该膨胀力可由条形基础、支撑板和基床的自身重力所抵消，通过减小基床与膨胀岩岩体之间的接触面积从而有效减小基床受到膨胀力，并利用基床及支撑板的自身重力抵消所受到的有效膨胀力，达到避免基床上拱的目的，从而能够有效防止膨胀岩膨胀导致基床上拱。而且该结构只需要由下而上分层施工即可，施工便捷，工程造价低。综上所述，本专利技术所述的一种无砟轨道基床结构，设置有条形基础和消能装置能够有效防止膨胀岩膨胀导致基床上拱，且该结构只需要由下而上分层施工即可，施工便捷，工程造价低。优选地，所述消能装置为至少两个，且间隔设置，相邻所述消能装置之间设置有所述条形基础。对于单线铁路可于左右两侧各设置一道条形基础；对于双线铁路，可设置两个消能装置，在每个消能装置两侧均设置有条形基础，两个消能装置之间共用一个条形基础。优选地，所有所述消能装置水平布置。优选地，所述条形基础与所述支撑板一体设置。优选地，条形基础与支撑板支之间设置连接钢筋。优选地，所述条形基础为混凝土制成的结构件。优选地，所述支撑板为钢筋混凝土制成的结构件，优选地，所述条形基础沿水平方向的宽度大于或者等于30cm，所述条形基础沿竖向的高度大于或者等于30cm，所述支撑板沿竖向的厚度大于或者等于40cm。优选地，所述条形基础沿水平方向的宽度与所述基床底面相同。优选地，所述基床包括基床表层和基床底层。本专利技术还公开了一种用于所述的无砟轨道基床结构中所述条形基础宽度的确定方法，包含以下步骤：测定膨胀岩的膨胀力fp及容许承载力σ0；计算所述基床的重力；根据所述膨胀力fp确定所述条形基础宽度bj的最大值；根据所述容许承载力σ0确定所述条形基础宽度bj的最小值；根据所述最大值及所述最小值来选定所述条形基础宽度。本专利技术所述的一种用于所述的无砟轨道基床结构中所述条形基础宽度的确定方法，根据膨胀岩膨胀力小于其上部承载的重力，以及膨胀岩容许承载力大于实际膨胀岩的承载力来确定条形基础的宽度。其具体步骤为：测定膨胀岩的膨胀力fp及容许承载力σ0；拟定条形基础高度hj、支撑板厚度hz，支撑板宽度B，条形基础数量n；计算基床受到的膨胀力合力FpFp＝fp×bj×n；计算基床结构的重力；W0＝q1×b+q0×b0；Wb＝γb×hb×B；Wd＝γd×hd×B；Wz＝γc×hz×B；Wj＝γc×hj×bj×n；根据膨胀岩膨胀力确定条形基础宽度bj取值范围；W0+Wb+Wd+Wz+Wj≥Fp根据膨胀岩容许承载力确定条形基础宽度bj取值范围；W0+Wb+Wd+Wz+Wj≤σ0×bj综合选定条形基础宽度bj；其中，W0为轨道结构重量，单位：kN/m；q1为轨道自重均布荷载，单位：kN/m2；b为轨道自重分布宽度，单位：m；q0为线间均布荷载，单位：kN/m2；b0为线间荷载宽度，单位：m；Wb为表层自重，单位：kN/m；γb为表层重度，单位：kN/m3；hb为表层厚度，单位：m；B为支撑板宽度，单位：m；Wd为底层自重，单位：kN/m；γd为底层填料重度，单位：kN/m3；Wz为支撑板自重，单位：kN/m；γc为混凝土重度，单位：kN/m3；hz为支撑板厚度，单位：m；Wj为条形基础自重,单位：kN/m；hj为条形基础高度，单位：m；bj为条形基础宽度，单位：m。综上所述，本专利技术所述的根据膨胀岩膨胀力小于其上部承载的重力，以及膨胀岩容许承载力大于实际膨胀岩的承载力来确定条形基础的宽度，相比较纵横向设置深消能孔、浅消能孔来消除隆起变形来说，整个结构受力清晰，计算简单，其安全稳定性能高，且该结构只需要由下而上分层施工即可，施工便捷，工程造价低。优选地，根据膨胀岩膨胀力确定所述条形基础宽度bj取值范围：其中，bj为所述条形基础宽度，单位：m；W0为轨道结构重量，单位：kN/m；Wb为表层自重，单位：kN/m；Wd为底层自重，单位：kN/m；Wz为支撑板自重，单位：kN/m；Wj为条形基础自重，单位：kN/m2；fp膨胀力，单位：KPa；γc为混凝土重度，单位：kN/m3；hj为条形基础高度，单位：m；n条形基础数量。优选地，根据膨胀岩容许承载力确定条形基础宽度bj取值范围；其中，bj为所述条形基础宽度，单位：m；W0为轨道结构重量，单位：kN/m；Wb为表层自重，单位：kN/m；Wd为底层自重，单位：kN/m；Wz为支撑板自重，单位：kN/m；Wj为条形基础自重，单位：kN/m2；容许承载力σ0，单位：KPa；γc为混凝土重度，单位：kN/m3；hj为条形基础高度，单位：m；n条形基础数量。本专利技术还公开了一种用于所述条形基础宽度的确定系统，包括至少一个处理器，以及与至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无砟轨道基床结构，包括基床(2)，其特征在于，还包括至少两个水平间隔设置的条形基础(5)，相邻所述条形基础(5)之间设置有消能装置(4)，所述消能装置(4)为弹性结构件，所述条形基础(5)顶部连接有支撑板(3)，所述支撑板(3)顶部连接有所述基床(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道基床结构，包括基床(2)，其特征在于，还包括至少两个水平间隔设置的条形基础(5)，相邻所述条形基础(5)之间设置有消能装置(4)，所述消能装置(4)为弹性结构件，所述条形基础(5)顶部连接有支撑板(3)，所述支撑板(3)顶部连接有所述基床(2)。


2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道基床结构，其特征在于，所述消能装置(4)为至少两个，且间隔设置，相邻所述消能装置(4)之间设置有所述条形基础(5)。


3.根据权利要求2所述的一种无砟轨道基床结构，其特征在于，所有所述消能装置(4)水平布置。


4.根据权利要求3所述的一种无砟轨道基床结构，其特征在于，所述条形基础(5)与所述支撑板(3)一体设置。


5.根据权利要求3所述的一种无砟轨道基床结构，其特征在于，所述条形基础(5)沿水平方向的宽度与所述基床(2)底面相同。


6.一种用于如权利要求3-5任意一项所述的无砟轨道基床结构中所述条形基础宽度的确定方法，其特征在于，包含以下步骤：
测定膨胀岩的膨胀力fp及容许承载力σ0；
计算所述基床(2)的重力；
根据所述膨胀力fp确定所述条形基础(5)宽度bj的最大值；
根据所述容许承载力σ0确定所述条形基础(5)宽度bj的最小值；
根据所述最大值及所述最小值来选定所述条形基础(5)宽度。


7.根据权利要求6所述的条形基础宽度的确定方法，其特征在于，根据膨胀岩膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东卿，薛元，刘菀茹，肖雄，肖子卫，刘强，李斌，肖朝乾，张建文，封志军，代伟，邱永平，张涛，张硕，姜瑞雪，李睿，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51