基于桩板结构的既有高铁站场路基上拱成因及变形控制研究
简介：为解决高速铁路路基上拱导致轨道平顺性差、路基结构受力不均而引起列车运营不安全的问题,依托某高速铁路站场上拱路段整治工程,分析了上拱病害成因并提出增设桩板结构加固的整治方法.采用路基膨胀等效理论,开展室内土样膨胀试验与数值模拟,推导了路基在湿度场下膨胀关系式.结合路基膨胀关系,建立了路基上拱数值模型,对比分析了通过增设桩板结构整治前后钢轨、路基结构形变、应力分布以及桩板结构服役状态.最后,对现场上拱路段整治前后轨道形位进行了静态轨检.研究结果表明:经检测,该上拱路基基床土样存在钙矾石和硅灰石膏等反应膨胀物质而其余膨胀性物质未超限,推断路基上拱成因为硫酸盐和基床内水泥发生反应,造成体积膨胀;基于路基膨胀等效理论,发现上拱路基土样含水率变化对数与等效温度膨胀系数呈线性关系,并拟合得到了其函数关系式;经数值分析,增设桩板结构整治前后路基上拱段钢轨竖向位移由14 mm降低至4 mm,横向位移由4.6 mm降低至0.7 mm,应力峰值降低57.7%.桩板结构加入后能有效地承担基床膨胀力,降低了上拱引起的基床位移与应力峰值.桩板结构应力峰值均在结构承载设计范围内,结构设计安全;经轨检,增设桩板结构前后轨检上拱数据与模拟设计计算结果一致,整治效果较为显著,达到了轨道精调至相关验收规范以内的要求.研究结果可为路基上拱病害整治和保障高铁安全运营提供参考.展开
资助基金：铁路基础研究联合基金资助项目;国家自然科学基金;52078434
在线出版日期：2025-02-28 （网站首发日期）
