高速鐵路無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基理論與實(shí)踐

1緒論

1.1樁板結(jié)構(gòu)簡介

1.2應(yīng)用現(xiàn)狀

1.3研究概況

2設(shè)計(jì)方法的探討

2.1容許應(yīng)力法

2.2極限狀態(tài)法

2.3計(jì)算說明

3靜力性能分析

3.1滬杭高鐵樁板結(jié)構(gòu)靜力性能分析

3.2不同結(jié)構(gòu)形式性能比較

3.3結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力分析

3.4結(jié)構(gòu)構(gòu)造參數(shù)的影響

3.5基礎(chǔ)剛度對結(jié)構(gòu)性能影響

4動力測試分析

4.1試驗(yàn)列車

4.2測試內(nèi)容及方案

4.3評定標(biāo)準(zhǔn)

4.4測試結(jié)果

5動力性能分析

5.1結(jié)構(gòu)動力特性分析

5.2車板空間耦合振動分析

6動力設(shè)計(jì)參數(shù)分析

6.1結(jié)構(gòu)變形

6.2撓跨比對動力響應(yīng)的影響

6.3差異沉降對列車運(yùn)營性能的影響

6.4樁板結(jié)構(gòu)與過渡段路基差異沉降對列車運(yùn)營性能的影響

7離心模型試驗(yàn)及沉降觀測

7.1離心模型試驗(yàn)簡介

7.2模型設(shè)計(jì)

7.3試驗(yàn)結(jié)果分析

7.4沉降觀測

8施工質(zhì)量控制

8.1基本要求

8.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

9設(shè)計(jì)方面的建議

9.1結(jié)構(gòu)形式

9.2設(shè)計(jì)荷載

9.3伸縮溫度應(yīng)力

9.4梯度溫度應(yīng)力

9.5結(jié)構(gòu)變形

9.6構(gòu)造規(guī)定

樁板結(jié)構(gòu)是高速鐵路無砟軌道一種新的環(huán)保型路基結(jié)構(gòu)形式，因其具有強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性和耐久性好以及建筑成本適當(dāng)、施工工藝簡單等特點(diǎn)，目前已在國內(nèi)外多條高速鐵路路基以及普通鐵路不良地基處理中得到一定應(yīng)用，并將會作為一種有效控制基礎(chǔ)變形尤其是工后沉降的地基處理方式而得到廣泛應(yīng)用。

盡管樁板結(jié)構(gòu)從其傳力路徑上看類似于板式橋梁結(jié)構(gòu)，但兩者本質(zhì)上還是存在較大差別的，其一是樁板結(jié)構(gòu)沒有墩臺結(jié)構(gòu)，也未設(shè)置支座，承載板與樁基或托梁的連接方式也明顯不同于梁墩連接構(gòu)造;其二是傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)每個(gè)墩臺基礎(chǔ)大多采用群樁基礎(chǔ)，單個(gè)墩臺樁基的根數(shù)、長度及樁徑均明顯多于或長于樁板結(jié)構(gòu)的單個(gè)樁基。因此，針對樁板結(jié)構(gòu)具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)，研究總結(jié)高速鐵路無砟軌道樁板結(jié)構(gòu)路基的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制理論和方法，對于推廣應(yīng)用樁板結(jié)構(gòu)路基具有重要的理論和工程意義。

2010年10月26日，上海鐵路局管內(nèi)的滬杭高速鐵路開通運(yùn)營，在整個(gè)建設(shè)過程和系統(tǒng)調(diào)試過程中，參建各方對樁板結(jié)構(gòu)路基段進(jìn)行了大量的現(xiàn)場試驗(yàn)和理論分析工作，從樁板結(jié)構(gòu)的施工過程受力監(jiān)測、樁板結(jié)構(gòu)路基靜動力性能分析以及高速動車組行車試驗(yàn)等方面，系統(tǒng)開展了樁板結(jié)構(gòu)在高速鐵路沿海濱海相軟土地基處理中的應(yīng)用研究。本書結(jié)合滬杭高鐵的實(shí)踐，闡述樁板結(jié)構(gòu)路基的受力及變形機(jī)理，推導(dǎo)樁板結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的計(jì)算公式，明確了樁板結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算方法，提出樁板結(jié)構(gòu)的合理結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造參數(shù);模擬高速動車組通過樁板結(jié)構(gòu)路基及過渡段的全過程，計(jì)算分析高速列車一樁板結(jié)構(gòu)一沿海濱海相軟土地基系統(tǒng)的空間耦合振動響應(yīng)，并與現(xiàn)場動力測試結(jié)果進(jìn)行綜合比較，在兩者基本吻合的基礎(chǔ)上，深入探討了高速列車在樁板結(jié)構(gòu)路基上的運(yùn)營性能和結(jié)構(gòu)振動特性，補(bǔ)充了樁板結(jié)構(gòu)的動力設(shè)計(jì)參數(shù)，完善了樁板結(jié)構(gòu)路基的動力設(shè)計(jì)理論。最后，對樁板結(jié)構(gòu)路基的施工方法也進(jìn)行了探討，提出了高速鐵路樁板結(jié)構(gòu)路基設(shè)計(jì)若干建議。