高速铁路路基与桥梁过渡段病害与处理措施

任聪

中铁十九局集团第二工程有限公司 辽宁辽阳 111000

高速铁路给国家经济建设和人们的出行带来了极大帮助和实惠，高速铁路路基与桥梁过渡段线路是整个铁路的重要部分，但在对高速铁路的建设中，还是存在着许多问题和通病，桥头跳车就是目前较为常见的病害之一，出现跳车现象会严重影响行车安全。引起桥头跳车的原因主要是桥台和台背填料衔接部分的不均匀沉降。车辆在高速行驶当中遇到桥台台背填料沉降时，会产生严重的跳车颠簸，问题严重的还会引起重大交通事故，直接降低高铁的通行能力。因此加强对高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构的优化处理，从铁路的路基与桥梁过渡段线路结构沉降问题出发解决土质问题，使得路基线路的土质强度得到一定程度的提高，减少路基变形或沉降，提高高速铁路的载重能力和使用周期。

1 高速铁路桥梁过渡段设置的重要性

由于受个别因素的影响，在高铁的路基建设方面与桥梁具有一定的高度差，路基变形是造成沉降差最为主要的一个原因，因此，为了保证高铁的稳定行驶，高铁设计通过设立过渡段来解决这个问题。建设过渡段，可以减小高铁路基与桥梁的高度差。采用对过渡段填料进行更大程度上的压实这一方法。而且在实际运营的过程中，因为动荷载的作用以及自重作用在路堤填土本身上会有相较于其他材料有更为显著的表现，那么填土会在作用的影响下出现压缩变形这一现象，这是该现象出现的另一个重要原因。对于过渡段部分来说，桥台基本上会存在不沉降或者是沉降的情况，其会直接导致出现沉降差。同时在填土的水平土压力作用上，桥台前的防护工程就会出现一定程度的水平位移情况，上述存在的位移情况会直接导致路基与桥梁过渡段处产生非常严重的路基沉降变形情况。承受架桥机的超重荷载情况分析，相比列车机车的其他方面来讲，路基面因架桥机造成的集中荷载情况而产生的问题是比较严重的。而且对于铁路来说，想要最大程度地减少轨下基础变形情况的出现，那么在一般情况下使用降低荷重这一方式是比较容易实现上述目的的，并在此基础上进一步减轻列车车体重量。在整理国内外许多研究结果后发现，在实际意义上的架桥的过程之中，路基一般需要承受非常大的超载作用，这会对路基与桥梁的过渡段位置的结构稳定造成较大程度的影响，进而影响列车行驶的稳定，对于列车的安全性具有不利影响。因此，需要严格控制列车的负载程度，严格按照设计要求或者相关规定来进行，在检查路基与桥梁的过渡段位置结构施工时一定要细致认真，最大程度地避免因为列车负载不合规定而造成的一系列安全隐患，避免对列车的行驶与运行造成影响，进而产生生命财产方面的损失[1]。

2 铁路路基与桥梁过渡段病害的原因

2.1 地基土质问题

不同的地区有不同的土地条件，有些土质较硬，而有些土质较软。在软土的地基上，不同的质量会有不同的沉降量，高铁路基和桥梁便会具有一定的沉降差。地基土的性质不同，对于地基上产生沉降的效果也不同。对于密度较低的地基，沉降完成的时间周期比较长，不同物体，完成沉降的时间也不尽相同。高铁铁路路基与桥梁由于地基条件问题，产生不同的沉降，形成高度差，导致路桥过渡段线路的变形。因此，在高速铁路设计的过程中，要对实际施工路段进行考察，了解地基条件相关的因素，并做出相应的技术手段进行处理。

2.2 路基与桥梁结构变形出现差异

高速铁路的路基与桥梁的结构具有很大的差异，高速铁路的路基一般是以柔软为主，而桥梁主要是以刚性为主。柔软度的不同，导致高速铁路路基与桥梁之间存在一定的沉降差，势必导致两者之间的地势不平。所以说，路基与桥台结构的差异是高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构变形不一致的主要原因之一，在当前高速铁路快速发展的情况下，要对路基与桥台结构的差异进行多元化处理，减少两者之间结构的变形差异[2]。

2.3 因路基排水不畅导致的问题

在工程修建好后，因长期承受荷载，会出现细小裂缝，长久会有雨水积水渗入其中，长期过载会导致路基道渣翻浆、过渡段变形、下沉、轨枕摆动悬空等一系列问题，这些都会影响到行车的安全性和铁路桥梁的使用寿命，危及到人的生命安全。

2.4 路基和桥体之间设计不科学合理

在施工过程中，路基与桥体的性质不同，路基较为柔软，桥体较为刚硬，因此二者在结合时易出现沉降差，尤其是铁路路基和桥梁过渡段的衔接部分，是压力较为集中的部分，所以要特别关注。在过渡段，安全性和稳定性较低，桥台承载较复杂，桥头部分会产生较大推力，因此在设计时需要尤其注意这些问题，从根本上保障过渡段的安全。

3 解决高速铁路路基与桥梁过渡段问题的措施

3.1 选择合适的填料

在高速铁路设计与建设中，填料的选择至关重要，合适的填料会大大的提高高速铁路的质量，让高速铁路的持久性更强。选择填料的时候，相关负责人要结合当地的实际情况，对于一般的地基，主要选择强度高、变形小的级配粗粒料，这种材料具有极高的稳定性，适用范围特别地广，成为一般高速铁路建设的标配填料，但是，在地基比较软的地区，高速铁路建设主要采用轻型材料，使用轻型材料，可以大大地减少对基地竖直压力和对桥梁的水平压力，大大地提高高速铁路的质量[3]。

3.2 对桥梁过渡段的结构进行合理设计

对于桥梁过渡段变形的问题，可以从以下几方面来解决。第一，严格监测过渡段路基施工；第二，对于桥梁边界进行连续性对斜坡设计；第三，选择合理强度对施工材料；第四，合理设计过渡段地基结构，将沉降差控制在5厘米内；合理设计路基结构，选择合理对施工材料，保证结构达到合理的强度和稳定性。

3.3 施工过程中做到完善的控制

在不同轨下基础轨道的连接处进行过渡问题的措施大致可以分为两种。第一，在轨道刚度较小的一侧增大路基基床地垂向刚度，以此来降低路基与桥梁之间的沉降差。这种方法实现的基本原理是加强路基的结构，减少高速铁路路基与桥梁在刚度和沉降量之间的差异。实现的方式主要依靠以下的几种，通过在高速铁路路基建设中，在路基中埋设一定数量的拉筋材料，以此加大高速铁路路基的强度，降低铁路路基变形的可能性。或者通过对地基的土质进行改善，通过种种的方法加大土质的强度，降低路基与桥梁的沉降量，降低地基变形的可能性。或者通过在高速路基建设过程中用碎石块对路基进行填充，采用变形小的碎石，比如说气泡混凝土填料，加大路基的硬度与强度，降低路基与桥梁地位沉降量。也可以采用过渡板法加大轨道的刚度。第二种类型是在轨道刚度较小的一侧增大轨道的垂向刚度。这种方法和第一种方法正好相反，第二种方法主要通过增大轨道的垂向刚度以来减少桥梁轨道的刚度。或者通过变轨枕的长度和间距法，在高速铁路路基与桥梁的过渡段，逐步地增大铁路路轨之间的长度以此来逐步地实现轨道刚度的过渡。或者通过附加钢轨法来增大轨道的垂向刚度，在高速铁路行驶的两侧设加钢轨，用钢轨的强度来减少地基地变形，以便增加轨道的刚度。

3.4 加筋土法

在目前我国的铁路工程建设中，为了解决高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构变形不一致的问题，最常用的方法之一就是加筋土法。所谓加筋土法，就是在铁路建设过程中，在路基中埋入一定数量的拉筋材料，用来提高路基本身的坚韧程度和抗压承重能力，从而减少高速铁路的变形程度，提高其生命周期。对于不同的高速铁路来说，根据其建设地区地理环境的不同、对自身抗压承重能力要求程度的不同以及桥梁假设的转弯程度不同等，需要对拉筋材料的增加数目、增加间隔、拉筋材料的成分进行严格的选取和设计，从而使得高速铁路路基与桥梁过渡段线路的建设能够达到更高的标准。所以说，使用加筋土法来解决高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构变形不一致的问题已经成为非常重要的处理措施[4]。

3.5 钢筋混凝土搭板法

在目前我国的铁路工程建设中，为了解决高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构变形不一致的问题还有非常重要的一个解决方式就是钢筋混凝土搭板法。所谓钢筋混凝土搭板法，就是将一个钢筋混凝土搭板的两端分别置于枕梁和刚性基础上，从而增强高速铁路路基与桥梁过渡段线路的刚度。钢筋混凝土搭板法的设计是可以多元化的，这主要是因为钢筋混凝土搭板可以随意地调整放置方式和钢筋混凝土搭板的厚度等，这就使得施工人员可以根据不同高速铁路建设路段的需要来自主灵活的对钢筋混凝土搭板进行选择，从而在最大程度上减轻高速铁路路基与桥梁过渡段线路的承载重量以及水平推动力。所以说，使用钢筋混凝土搭板法来解决高速铁路路基与桥梁过渡段线路结构变形不一致的问题已经成为非常重要的处理措施[5]。

3.6 利用排水固结法

排水固结法是指软土地基在附加荷载的作用下，使孔隙水慢慢地排出来，使孔隙慢慢地变小，从而固结变形。同时，在孔隙水慢慢流失的时候，会增加土的有效应力，也会增加地基地抗剪强度，并且还会提高沉降的速率。所以，在对高速公路路基过渡段施工时采用排水固结法会降低土中的含水量，也可以提高地基承载力和边坡的稳定性[6]。

4 高速铁路养护维修工作

4.1 填土碾压后进行养护工作

在填土碾压之后进行养护工作是非常重要的，可以进行洒水和覆盖的方式，要保持材料的湿度。并且在做好养护工作的时候，也要做好管理工作，工作人员要仔细地做好填土碾压的数据记录和实际情况。

4.2 利用地质雷达图像识别技术

地质雷达在检测高铁路基轨道板及底座板裂损、脱空、路基含水、下沉等方面效果是明显的，地质雷达法是利用超高频电磁波反射原理（106HZ-109HZ）来探测地下浅层地质构造的地球物理方法。是一种高分辨率探测技术。当路基中存在病害时路基结构层的成层性和连续性遭到破坏，在地质雷达检测图像上可形成同相轴不连续。由于高铁路基深度要求不大，并具有很好的成层性，因此地质雷达是一种有效的高铁路基病害普查方法。利用地质雷达法检测高铁路基可指导工务部门对铁路路基养护维修工作[7-8]。

5 结语

经济的发展促进了中国交通事业的发展，高速铁路作为中国现如今出行的主要方式，其速度快、稳定性强的特点深受人们的欢迎，为了带给人们更加舒适的出行体验，做好高速铁路建设工作至关重要。建设过程中，各相关单位要明确认识到影响路基与桥梁结构变形差异的因素，针对具体问题，采取对应措施，结合施工经验和现代化手段，对现有施工技术进行优化，在保障项目建设质量的基础上，提高高速铁路建设的社会效益和经济效益。