某高速铁路路段典型区域大面积路基沉降整治技术研究

赵军

摘 要：我國的高速铁路事业发展速度在不断的加快，而且发展规模逐渐的扩大，加强高速铁路的运营维护工作，是影响到日后的正常运行的重要因素，必须要高度的重视。对于路基沉降而言，属于高速铁路路段中比较常见的一种问题，要采取科学的策略进行处理，维护铁路安全可靠的运行。本文以实际案例的介绍形式，分析整治高速铁路路段典型区域大面积路基沉降的技术。

关键词：高速铁路;典型区域;大面积路基沉降;整治技术

我国已经建设完成“四纵四横”高铁网，不断的增加运营里程。但是在高速铁路运行期间，也不断的显示出运营维护问题，其中最典型的就是路基沉降情况，严重的影响到列车的安全运行。而且我国研究大面积路基沉降问题方面还较少，整治经验并不多，所以加强分析高速铁路路段典型区域大面积路基沉降整治技术至关重要。

一、工程病害概况

本文所讲的高速铁路具有每小时350千米的运行速度，产生大面积路基沉降的部分是在K567+820—K567+950，沉降值超出扣件调整范围允许的区间，最大是48.0mm。当下此区段为了维护列车安全可靠的运行，主要是进行限速控制，即每小时运行速度是120千米。并且由于此区段应用的铺设方式为双块式无砟轨道，所以主要的沉降分布状态就是：在此段路，K567+840部位产生了最大的轨面沉降问题，超出了48.0mm，同时K567+880—K567+920段，基本上是在45mm，K567+820—K567+850段、K567+890—K567+900段，具有最大的轨面弯折角，分别是7.10%以及4.68%，跟规范标准相比较均显著的超出正常值（1.50%）。所以为确保列车可以稳定的运行工作，就要基于了解到这种问题影响到列车运行的效果基础上，找到科学的处理策略。

二、分析高速铁路路段典型区域大面积路基沉降对于列车安全运行的影响

在列车运行过程中，需要很多指标处于健康的状态中，才能确保运行可靠性，主要就是轮重减载率、垂向加速度、横向轮轨作用力等。为了观察以上的病害问题影响到列车安全运行的效果情况，下面选择不同的轨面弯折角（从1%o到8%o几种状态）进行仔细的阐述。

首先，展开仿真分析准备工作。构建现场车辆、轨道以及路基参数的基础上，形成三维数值仿真分析模型，即车辆-轨道-路基模型，进行分析此段高速列车基于K567+820—K567+950段的运行安全性情况。车辆主要是采取CRH390型动车组参数展开仿真，轨道的铺设运用到每米60kg的钢轨，以线性梁单元展开仿真。另外，对于基床底层和表层、轨道板、路基填土以及摩擦板等等参数，主要是进行室内试验所得。其次，仿真分析结果。展开仿真计算期间，对于距车辆启动在100米、制动100米的部位进行建立相异的轨面弯折角以后，列车在此部位通过的时候显示，在轨面弯折角超过3%o以上时，车辆出现了脱轨的情况，所以4%o及以上的数值中断计算，仅获得1%o、2%o、3%o几种状态的数值。综合观察显示，高速列车每小时350千米的运行情况下，虽然可以在1%o-3%o的弯折角中通过，但是只是在1%o时，列车相应指标（轮轨横向力、轮轨垂向力、垂向加速度、横向加速度、脱轨系数、轮重减载率）没有出现超标的现象，在标准的范围内，应该重视2%o、3%o状态中的不满足规范的情况。

三.整治高速铁路路段典型区域大面积路基沉降的举措和应用效果

采取抬升底座板的模式展开解决这种问题，需要注意的事项就是，要维护线路上部结构不受破坏影响，也就是具备良好的完整性，以此为前提进行抬升，而且抬升以后，在板底部位需要进行填充材料，凝结时间、凝结强度需要达到天窗点的作业标准。

首先，整治策略。本次抬升于板顶的位置采取H型钢梁，经化学锚栓连接轨道板，并且对H型钢梁抬升的时候，推动轨道板上升，可以有效的防止抬升期间出现各抬升点出现不相同的竖向位移情况、轨道板损伤以及变形等问题。采取最优的板底灌注材料，运用最佳的灌注举措，这是一项重点工作，也属于难点。此次的板底灌注材料主要是选取改性环氧砂浆，因为这种材料比较适合板底环境，能够采取现有的注浆设备展开灌注操作，而且价格经济实惠。整治过程就是：抬起道板，按照抬升的高度，将板底注浆量科学计算，再通过运用砂浆泵，在底座板两侧部位展开一起灌注，在浆液已经具有饱满状态的填充之后，以及符合初凝强度，再收回千斤顶油缸，完成落板，操作结束。

其次，进行数值分析测算。按照以上的提升策略以及有关参数，形成数值分析模型，并且轨道板以及结构板，采取实体模型。此次顶升考虑结构自重，1.5倍的安全系数，大概是1200kN的总顶升荷载，明确顶升点一共是22个（底座板的两侧分别是11个）。数值分析工作对于抬板全过程进行模拟，并探究抬升后的轨道板、螺栓以及结构板受力状态，得到支撑点部分所受应力，按照作用面积得到各根螺栓实际受力情况是13.28kN，跟M18螺栓设计最大拉力（40.43kN）相比明显更小，所以表明本次的抬升是可靠且安全的。

最后，复测抬升后轨面的不平顺性。基于前期阶段仿真计算的前提下，予以K567+820—K567+950段结构板以及轨道板展开抬升，并且进行全部轨面平顺性的复测，结果显示抬升以后的轨面具有3.06mm的最大沉降量，而且具有0.31%o的最大弯折角，都达到规范标准之内的效果。

结 语

本文进行介绍某一高速铁路路段路基沉降病害问题，针对这一问题给行车产生的危害性，主要是进行数值模拟以及理论计算系统研究，并联系起现场的实际状况，提出科学的整治大面积路基沉降的举措，结果显示应用效果理想，可以提供给解决高速铁路类似的工程问题重要借鉴。

参考文献

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