高速铁路中泡沫轻质混凝土的运用研究论文_张东生

高速铁路中泡沫轻质混凝土的运用研究论文_张东生

鲁南高速铁路有限公司 山东济南 250000

摘要:泡沫轻质混凝土在应用过程中能够增加路基基床竖向刚度,减轻道路在特殊路段的自身荷载,能够直接降低路基沉降度。本文将以泡沫轻质混凝土为主体,阐述其在高速铁路中的应用方式,期望能够与同行相互探讨。

关键词:泡沫轻质混凝土;高速铁路;运用研究

高速铁路建设过程中不同路段的工程存在较大的差异性,因此极易在轨道刚度变化和轨面弯折变形处出现不平顺的现象,若无法良好的处理该种现象,高速铁路建设必然会受到影响。因此在高速铁路建设过程中对于此种路段的建设就需要采用泡沫轻质混凝土材料。泡沫轻质混凝土具有轻质、自立、经济性强等特征,是其本身就存在的优势,既能够给道路施工提供刚度,有能够控制特殊路段的沉降,是高速铁路施工过程中所必备的重要施工材料。

一、泡沫轻质混凝土的基础性研究

(一)泡沫轻质混凝土概述

泡沫轻质混凝土主要通过相应的物理方法,将相应剂量的发泡剂水溶液制备成泡沫的形状,发泡直径在30~300μ,是一种球体的形状,同时还需要注意必须与组分水泥基胶凝材料、水、可选组分集料、掺合料、外加剂等材料进行融合,在配比过程中需要根据一定比例来完成,然后经过物理化学作用完成硬化,形成固体的形式,拥有混凝土的强度。

(二)不同配合比下泡沫轻质混凝土的力学特性

在研究泡沫轻质混凝土力学性质过程中,首先需要对材料的抗压、抗折、劈裂抗拉的强度,临界动应力,动弹性模量、阻尼特性等等进行相应的性能检验工作,并通过无侧限、劈裂抗拉、抗折、动静三轴这四种实验方式,并将四种实验后的数据进行整理分析,同时得出以下的结论:无加筋泡沫轻质混凝土抗压、抗拉、抗折轻度会随着材料配合比例的密度增加而出现增加现象,在材料的目标密度处于600~800kg/m3的范围之内时,材料的抗压、抗折、抗拉强度会出现大幅度的提升,但是当材料的目标密度处于800~1000kg/m3的范围是,材料的抗压、抗拉、抗折强度的增速则会十分的缓慢。

高速铁路无砟轨道路基基床表层和底层的静应力处于50~65kpa和60~110kpa之间,表层的厚度大约为0.4m,底层的厚度约为2.3m。泡沫轻质混凝土的配合比例的密度达到500kg/m3之后,泡沫轻质混凝土的抗压强度会大于280kpa,说明路基荷载环境下的泡沫轻质混凝土骨架并不会被轻易的破坏。高速铁路无砟轨道机动应力设计值处于100kpa时,安全系数便会处于2.0条件之下,但是当泡沫轻质混凝土配合比例的密度达到600kg/m3之后,泡沫轻质混凝土的临界动应力便达到基床表层动应力所需要的环境。

二、高速铁路施工过程中的主要问题及处理措施

既有车站内正线及到发线的轨道类型全部都是无砟轨道,该种类型的高速铁路对于变形有较高的要求,邻近既有无砟轨道高速铁路帮帮宽路基,新建的陆基荷载会导致既有高速铁路出现沉降现象,尤其是临近高速铁路施工过程中必然会对既有高速铁路路基地段产生各种影响,极易导致既有高速铁路出现变形的情况,随之便会引起轨道的不平顺现象,导致高速铁路施工安全风险增加。要控制既有高速铁路的沉降在合理的范围之内,就必须要在接轨帮宽路段路基基底使用深埋式桩板结构,对既有铁路进行加固,钻孔灌注桩与承载板直接进行刚性的连接工作,承载板上部分为填方路基。但是,由于帮宽填筑路段的高度及宽度有与普通的路段有差异,若是采用一般的形式对其进行路基填筑工作,必然会导致桩板机构承载板以上的填土荷载出现较大的现象,仍然会对既有高速铁路产生较为严重的影响。但是在帮宽路段建设过程中,使用泡沫轻质混凝土便无需进行碾压工作,因为泡沫轻质混凝土的重度较小,所以可以在帮宽路基施工中使用泡沫轻质混凝土。

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三、高速铁路帮宽路基设计方案

接轨帮宽路段路基基床表层的厚度为0.6m,然后搭配碎石掺上5%的水泥进行施工,表层下方为0.6m强度的强加筋轻质混凝土的顶面下0.3m以内,普通泡沫轻质混凝土底面以上的0.5m一枚,以及泡沫轻质混凝土和基友铁路路基坡台阶面上的0.2m以内为强化实际施工刚度,可铺设镀锌钢丝网,并在高墙加筋泡沫轻质混凝土的顶层面喷涂防水层,提升其防水能力。泡沫轻质混凝土在浇筑之前,必须要对既有铁路路基进行坡边开挖工作,并将其形成宽度为2.0m的台阶状,开挖完成之后需要使用轻型设备对其进行碾压工作,完成碾压之后便需要铺设复合土工膜,与泡沫轻质混凝土和既有铁路相连接,同时在连接底部过程中需延伸至泡沫轻质混凝土浇筑地区的1m之内。既有铁路边要与帮填路基间设置可以将其联结的钢筋,钢筋之间的距离需要保证在1m,以梅花形状来布置,同时要对联结的钢筋进行防锈处理,提升其适用年限。帮填路基沿线路纵向,在每10m1的距离之内,设置一道可伸缩的缝隙,确保缝隙的宽度在2cm,然后采用泡沫轻质混凝土在缝隙内进行填充工作,完成之后便可以在伸缩缝外铺设止水带。泡沫轻质混凝土与土质路基纵向施工缝处铺设止水带。泡沫轻质混凝土在帮填路基地段过程中,需要在既有铁路旁边的边坡上进行顶部开挖工作,并在台阶处布置相应的止水带。防水层需要等待止水带完成深入泡沫轻质混凝土内。

四、泡沫轻质混凝土在高速铁路施工过程中的注意事项

(一)施工顺序

在施工过程中,需要与既有高速铁路的管理部门进行联系,将影响施工路段的工程进行临时迁改处理,同时要在实际施工地做好排水工作。泡沫轻质混凝土在施工前必须要根据既有高速铁路自动监测系统中提示的施工内容进行相应的施工,在完成泡沫轻质混凝土帮填地基处理施工之后,必须要对其施工完成度进行检验,确保其施工至。在高速铁路施工的区域之内,必须要根据自上至下的开挖方式对既有高速铁路的提边坡进行台阶式的开挖工作,台阶必须要保持在每阶宽度2.0m,完成一级台阶的开挖工作后,便需要在台阶的面上铺设复合土工膜,并设置相应的联结钢筋。在安装模板过程中,需要根据实际施工情况,对其进行分层,分区域,然后进行泡沫轻质混凝土的浇筑工作,同时根据设计要求设置相应的施工娱乐伸缩缝。泡沫轻质混凝土浇筑到镀锌钢丝网所涉及的位置之后,就需根据设计要求进行钢丝网的铺着工作,然后继续进行泡沫轻质混凝土浇筑,直到达到设计标准。完成浇筑后的止水带设置也要根据施工需求来进行。

(二)泡沫轻质混凝土的浇筑

泡沫轻质混凝土在浇筑过程中要进行分层、分区域的方式,每层的浇筑厚度需要保持在0.6m,施工平面浇筑长度在10m以内。单个浇筑层必须要控制泡沫轻质混凝土的初凝时间,并在此期间一次性完成浇筑。在同一个区段进行浇筑时,先进行下层浇筑作业,再进行上层浇筑作业。若当天的施工温度高于15℃,上下两层的浇筑间隔时间需要控制在8-12h之内,若低于15℃的间隔时间需高于24小时。单个浇筑去浇筑过程中需根据自左至右的方式进行浇筑,两条以上浇筑管可以自左至右并排浇筑,浇筑时的出料口需要埋入泡沫轻质混凝土之内。浇筑过程中的浇筑管需要适时的进行前后移动。扫平面过程中需要将浇筑管提出已经完成浇筑的泡沫轻质混凝土表面。

结语:

随着现代社会的不断发展,我国高速铁路建设过程中开始应用泡沫轻质混凝土,尤其是在面对铁路弯道及轨面弯折变形的施工部分,泡沫轻质混凝土的应用更是极为常见,在应用过程中需要根据高速铁路建设类型,选择相应合适比例的轻质混凝土,提升高速铁路建设质量。

参考文献:

[1]杨毅.泡沫轻质混凝土在既有无砟高铁接轨段的应用[J].工程与建设,2018,32(06):935-938.

[2]苏谦,姜瑞雪,赵文辉,郭源浩,王亚威.泡沫轻质混凝土浇筑效果影响因素及机理分析[J].铁道建筑,2017,57(08):143-145+150.

[3]周川滨. 高性能轻质混凝土路桥过渡段材料特性与数值分析[D].西南交通大学,2016.

论文作者:张东生

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/4

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高速铁路中泡沫轻质混凝土的运用研究论文_张东生
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