高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法，从上到下依次包括基床表层、基床底层上部和基床底层下部；侧面设置有面板，面板下部设置有条形基础；基床表层为级配碎石制备，上部设置有多个加强筋，加强筋形成防翻浆格室；基础表层底部设置有防排水层，防排水层从一侧向另一侧倾斜；防排水层位于下部一侧对应面板处设置有排水孔；基床底层上部为掺杂短纤维的泡沫轻质土制备，其内部设置有土工格栅；基床底层下部为泡沫轻质土制备；本发明专利技术结构具有更高的强度、稳定性和耐久性，能够有效减小路基沉降、翻浆冒泥等病害，提高施工效率，减小建设开支和运维成本，适应高速铁路无砟轨道路基在特殊土区域及过渡段的建造需求。建造需求。建造需求。

【技术实现步骤摘要】
高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及高速铁路路基
，具体涉及高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国高速铁路的建设与发展，许多线路不可避免的经过膨胀土、软土和湿陷性黄土等特殊土及多雨地区。在特殊土地区进行路堤与过渡段建设及其运营过程中，面临以下问题：(1)采用传统的路基结构型式和施工方法，在特殊土地基上建造路堤时，由于填料自重大，沉降变形大；为控制工后沉降以满足设计要求，需要对特殊土地基进行加固，往往加固费用会占到总造价的约三分之二，加固花费巨大；(2)在建造过渡段路基时，由于施工作业面区域狭小，中大型压实机械无法进场，致使基床压实质量难以保证。因此为保证过渡段路基刚度并满足不均匀沉降控制要求。现有工艺是采用倒梯形过渡段结构及提高填料标准，虽然有一定的工程效果，但长期运营后还是不可避免的发生不均匀沉降，同时工程费用及造价较高。(3)后期运营过程中，传统土质路基受水的浸湿软化，在列车动载作用下形成沿道砟空隙向路基表面涌出的泥浆，产生翻浆冒泥现象，致使道床脏污、道砟板结及基床弹性减小，大大降低了线路运行质量，导致后期维护费用大幅增加。
[0003]为解决特殊土地区路基建设采用传统填料自重大，沉降变形大的问题并满足过渡段路基刚度及不均匀沉降控制需求。如专利号为2015101130596一种泡沫轻质混凝土铁路路基结构，提出了一种泡沫轻质混凝土铁路路基结构，这种结构虽然可以减小路基本体自重，减少路基沉降。但是其结构型式固定，不适合过渡段等施工作业面狭小区域采用，在无预应力施加的条件下，受施工荷载和运营荷载影响，要达到路基预期强度和耐久性所需泡沫轻质土密度应不低于1200kg/m3，导致路基造价翻倍，经济性下降。
[0004]路基基床表层产生翻浆冒泥病害的原因是：在雨季期间，水的渗入并在基床表层局部区域蓄积，使该区域级配碎石填料迅速达到饱和状态，在列车高周频动载作用下使得该区域形成动力流固耦合效应，导致该区域级配碎石填料产生翻浆病害。因此防止翻浆冒泥产生的根本措施也应该从如何有效控制路基的含水量或改善列车动应力在基床中的传播两个方面入手。防止翻浆的主要手段，目前是采用将水泥掺入级配碎石封闭水的渗流通道及树脂砂浆等材料填充底座板之间的伸缩缝的主动防护处理工艺，虽有一定的效果，但随着材料的劣化及列车动载作用不可避免地产生水泥开裂问题，同样会导致水分渗入，使基床含水量上升，同时该工艺排水能力十分有限，总体而言抵制翻浆能力较差，翻浆现象仍频繁出现。
[0005]目前翻浆冒泥主要处理技术也有同时采用主动防护(采用防水结构)和被动防护(排水结构)相结合的方法。如专利号为201310221787X季节性冻土地区无砟轨道高速铁路路堑基床结构；专利号为201820622943无砟轨道防排水路基基床结构等。上述均能实现防水和排水的功能，但是不具备抗翻浆的能力。如果局部路段由于填料质量和施工条件影响导致基床表层填料渗透性较差，仍然会产生翻浆的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的问题提供一种在提高基床防排水能力的同时，从源头抑制翻浆冒泥病害发生的高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构及施工方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，从上到下依次包括基床表层、基床底层上部和基床底层下部；侧面设置有面板，面板下部设置有条形基础；基床表层为级配碎石制备，上部设置有多个加强筋，加强筋形成防翻浆格室；基础表层底部设置有防排水层，防排水层从一侧向另一侧倾斜；防排水层位于下部一侧对应面板处设置有排水孔；基床底层上部为掺杂短纤维的泡沫轻质土制备，其内部设置有土工格栅；基床底层下部为泡沫轻质土制备。
[0009]进一步的，所述基床表层厚度为0.4m；基床底层上部厚度为0.6m；基床底层下部厚度为1.7m；翻浆格室为多个加强筋阵列式排列形成，设置在基床表层上表面下2cm处。
[0010]进一步的，所述防排水层坡度为2％。
[0011]进一步的，所述防排水层包括排水板和两布一膜，两布一膜设置在排水板下方；排水板为凹凸型排水板。
[0012]进一步的，还包括设置在面板内侧的立柱，土工格栅两侧分别连接两个立柱；立柱下部埋设在条形基础内。
[0013]进一步的，所述面板为多个预制板连接构成，上下两个预制板上分别设置有预埋环，两个相邻预制板通过连接钢筋连接；立柱通过拉杆连接连接钢筋。
[0014]进一步的，所述立柱靠近土工格栅一侧设置有多个工字钢；多个工字钢通过固定钢筋连接；土工格栅两侧分别连接设置在对应侧的固定钢筋。
[0015]进一步的，所述基床底层上部中的短纤维为耐碱玻璃纤维，纤维直径为15μm；短纤维的长度为6mm；其在泡沫轻质土中按质量百分比掺杂量为0.6％；土工格栅为双向玻璃纤维土工格栅，网格尺寸为12～15cm
×
cm；土工格栅设置在基床底层上部上表面以下0.3m处。
[0016]进一步的，所述基床底层下部底面设置有底部土工格栅；底部土工格栅两侧分别连接到条形基础内设置的钢筋。
[0017]一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构的施工方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：施工准备工作完成后，绑扎两侧条形基础钢筋，将底部土工格栅两侧分别连接到两侧条形基础钢筋上，浇筑条形基础；安装固定设置在面板内侧的立柱和面板；
[0019]步骤2：分层分区泵送浇筑泡沫轻质土形成基床底层下部，单次浇筑高度为0.5～0.8m，单节浇筑长度为15～20m，每节之间形成伸缩缝，缝宽2cm；伸缩缝内填充聚苯乙烯泡沫板；浇筑到设计高度后，在表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护；
[0020]步骤3：浇筑泡沫轻质土至土工格栅设计位置；
[0021]步骤4：布设土工格栅，用铁丝绑扎网格角点形成绑扎点；采用紧线器连接固定钢筋；在紧线器和土工格栅之间设置立模；两侧的立模和立柱之间均形成第二次浇筑区，两侧立模之间形成第一次浇筑区；首先对第一次浇筑区进行浇筑；浇筑至设计高度后，采用人工抹面的方式在基床底层上部表面设置横向排水坡；
[0022]步骤5：基床底层上部养护成型后，剪断铁丝，回收紧线器；将立模拆除；浇筑第二次浇筑区；
[0023]步骤6：在基床底层上部表面铺设两布一膜和排水板形成防排水层；
[0024]步骤7：填筑级配碎石至防翻浆格室设计位置，填筑过程中进行压实，压实度合格后转入步骤8；
[0025]步骤8：张拉防翻浆格室，张拉完成后采用U型钢筋固定在基床表层；填筑级配碎石至基床表层设计高度，即完成施工过程。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027](1)本专利技术采用在基床表层设置防翻浆格室，能够改善基床表层的应力分布，减少静、动应力对基床表层的不良影响，提高基床稳定性；
[0028](2)本专利技术设置有凹凸型排水板和两布一膜组成的防排水层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，从上到下依次包括基床表层(1)、基床底层上部(2)和基床底层下部(3)；侧面设置有面板(4)，面板(4)下部设置有条形基础(5)；基床表层(2)为级配碎石制备，上部设置有多个加强筋，加强筋形成防翻浆格室；基础表层(2)底部设置有防排水层，防排水层从一侧向另一侧倾斜；防排水层位于下部一侧对应面板(4)处设置有排水孔(6)；基床底层上部(2)为掺杂短纤维的泡沫轻质土制备，其内部设置有土工格栅(7)；基床底层下部(3)为泡沫轻质土制备。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所述基床表层(1)厚度为0.4m；基床底层上部(2)厚度为0.6m；基床底层下部(3)厚度为1.7m；防翻浆格室为多个加强筋阵列式排列形成，设置在基床表层(1)上表面下2cm处。3.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所述防排水层坡度为2％。4.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所述防排水层包括排水板和两布一膜，两布一膜设置在排水板下方；排水板为凹凸型排水板。5.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，还包括设置在面板(4)内侧的立柱(12)，土工格栅(7)两侧分别连接两个立柱(12)；立柱(12)下部埋设在条形基础(5)内。6.根据权利要求5所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所述面板(4)为多个预制板连接构成，上下两个预制板上分别设置有预埋环(16)，两个相邻预制板通过连接钢筋(15)连接；立柱(12)通过拉杆(13)连接连接钢筋(15)。7.根据权利要求6所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所述立柱(12)靠近土工格栅(7)一侧设置有多个工字钢(10)；多个工字钢(10)通过固定钢筋(9)连接；土工格栅(7)两侧分别连接设置在对应侧的固定钢筋(9)。8.根据权利要求1所述的一种高速铁路无砟轨道复合加筋预应力基床结构，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊杰，王鑫越，贺鑫，邓浩然，黄志超，卢洺宇，闫凯旋，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：