浙江禾洲市政园林有限公司 311800
【摘 要】市政建设是由不同形态、性质各异的桥、隧道、路基和轨道构成的，它们之间相互连接、相互作用和相互补充，以此构成了一条平滑的铁路线路。为了保障高速客运列车安全、舒适的运行，有效控制铁路沿线纵向差异沉降，尤其是控制路基和桥涵等构筑物的差异沉降是铁路线路设计的重要环节。所以，研究市政路桥过渡段的设置型式，综合分析各种过渡段的差异和不同结构类型所达到的效果，对保证客运专线平顺，降低后期维护成本，提高列车行驶速度具有重要意义。
【关键词】市政；过渡段；结构
1市政设置过渡段的重要作用
市政以安全、舒适、快捷为发展重点，而这些在某种程度上都取决于铁路系统在各方面的高品质服务。其中，市政铁路的稳定性和平顺性是必不可少的条件之一。由于铁路组成的各个结构物在形变、强度、刚度和材料等方面都存在着很大的差异，并随着时间、外界气温、气候和温度等变化；以及列车负载的随机性和重复性；铁路轨道结构的组合性与松散性；养护维修周期等。以上这些方面都会影响轨道的变形和刚度在线路上的变化。尤其当轨下基础的结构不同时，轨道的变形和刚度就会随之产生明显的突变，出现显著的过渡段问题。例如，桥上线路和两段的路基线路、隧道内线路和隧道外线路、填方路基线路和挖方路基线路、道岔外轨道和道岔内轨道等交接部位，都是铁路沿线容易产生不平顺的重要地方。
为了满足客运列车安全、舒适和不间断的运行特点，我们必须把铁路轨道的不平顺问题控制在允许范围之内。铁路轨道不平顺问题分为静不平顺与动不平顺。其中，路堤和桥梁的连接处，主要因为路堤和桥梁的沉降性质不同，在路桥的连接处周围容易出现沉降差，导致轨道表面产生弯曲变形，出现静不平顺问题；此外，路堤和桥梁结构的刚度差异巨大，能够引起轨道刚度的大幅变化，出现动不平顺的问题。当客运专线列车通过该连接处时，由于轨下基础引起的轨道变形和刚度突变，会加大列车和线路的震动，从而增加列车和线路之间的相互作用力，加快了铁路线路的变形和损坏，从而影响客运专线列车的舒适性和平顺性，甚至危害行车安全。
在路堤和桥梁之间设置一定距离的过渡段，不仅可以有效的减少路堤和桥梁之间的沉降差，促使轨道刚度逐渐变化，还可以起到降低列车和铁路线路之间的震动，减缓结构破损和变形的恶化，从而保证客运专线的安全运行。
2.过渡段问题的原因分析
市政与铁路路桥过渡段出现的跳车问题，严重影响行车安全，同时后续还会产生道碴翻浆、路基下沉、铁路线路损坏和轨面变化等严重问题。主要原因有以下几个方面。
2.1地基因素
当前，我国许多既有铁路线路修建在地基条件差，未经很好处理的软地基土上。这上面的路桥过渡段的路和桥施工后的沉降量是不同的，在路基过渡处一定会出现沉降差。路桥过渡段因为机构要求，桥头路基的填筑高度一般都比较大，由此产生的基础应力也高，所以在过渡段出现的沉降比其他路段相对较大。地基施工后沉降是造成桥头不平顺的主要原因。
2.2桥台后填料原因
桥台后路堤填料大多用的是回填土。但由于施工原因，作业面通常相对较小，碾压质量不容易控制，压实度一般达不到设计标准要求。即使压实度达标，而在客运专线运行时，路堤填土本身的自重和动负荷作用，也会将路堤填土压缩变形，当这一变形量是填土高度的0.5%——1%时，就会出现过渡段的沉降差。同时桥台受到防护工程土压力的水平作用，就会出现水平位移，从而产生过渡处的路基沉降变形，导致后期的细小伸缩裂缝，再经过地表水或者雨水的渗透，就会严重产生沉降。
2.3设计和施工原因
过去传统的铁路施工设计，往往没有把路桥过渡段作为结构物重点考虑，缺少合理的设计要求。在设计诗对路桥过渡区域的施工碾压欠缺考虑，对填料要求不严格和排水设计不妥等问题，都将会影响后期的施工质量。
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2.4重桥轻路的错误认识
过去以往的铁路建设中，桥梁一般建设巨大，投资较多，而且存在路桥分家，重桥轻路的错误认识。桥梁施工时，集结了大量的工程技术人员，而路基施工却未能大投入，这将导致路桥过渡区域的质量控制有所下降。在市政运行一段时间后，过渡区的问题才得以显现。
2.5轨道技术的影响
市政要求轨上竖向的综合刚度要保持均匀一致，也就是桥上的竖向刚度和路基上的竖向刚度要保持一致。路桥过渡区域的内轨枕垫刚度是否匹配和传递到路基与桥头上的作用力大小息息相关。
2.6外部环境影响
当前在降水量多的地区，路桥过渡段经常会出现细小的伸缩裂缝，经过雨水和地表水的渗透以及列车负荷的反复作用，会使得过渡区域出现道碴翻浆、路基下沉和线路损坏等问题。
3.过渡段的处置措施
市政路基和桥梁过渡段的处理方法应综合考虑以下几个方面：（1）利用加强路基结构来增加基床的竖向刚度，从而有效减少路基沉降。（2）在路基侧采用提高轨道竖向刚度的方法，较少路桥间轨道刚度的变化率。（3）在桥梁侧设置轨下、枕下和碴底橡胶垫减少轨道竖向刚度。
3.1过渡区域较软侧，加大基床刚度、较少路基沉降
这种方法主要是通过加强路基结构来减少路桥间刚度和沉降方面的差异。
（1）填筑优质填料。使用高强度和变形小的填料。如，碎石、水泥稳定粒料等进行过渡区域的填筑。这种方法可以有效减少填料自身的压缩变形，有效降低沉降。
（2）加筋。在过渡区域路基填土时，埋设一定数量的拉筋，形成拉筋土路基结构。这样不仅可以增加路基的强度，还可以增加路基的刚度，有效减少路基的变形。
（3）过渡板法。在路桥过渡区域路基填土上先浇筑一块钢筋混凝土的厚板，并使得板的一段支撑在刚性桥台上，利用钢筋混凝土厚板的抗弯刚度来增加轨道结构的刚度和消除错台。
（4）土质改良法
通过应用各种土质改良的方法，对过渡区域的路基填料进行处理，从而提高填土的强度，减少填土的压缩性，加大路基的刚度和减少变形。
3.2过渡区域较软侧，增加轨道刚度
这种方法主要通过提高轨道刚度来减少路桥间刚度的变化率。
（1）调整轨枕长度和间距。随着轨枕长度的逐渐变化，轨枕在道床上的职称面积逐渐减小，从而保证轨道刚度的连续变化。
（2）增大轨排刚度。通过设置附加轨增加较软侧的轨道刚度。如，隧道内是无碴轨道，隧道外是有碴混凝土枕轨道，由四根附加在轨枕上的钢轨组成，两根在运行轨道之间，另外两根在运行轨道外侧。通过这种方法，四根附加轨与两根运行轨形成良好的整体，可以加大轨道的刚度，减少内外轨道的刚度差异。
（3）加厚道床。在市政的过渡区域逐渐增加道床厚度，以逐渐提高轨道刚度，减少路桥连接两侧的刚度差异。
3.3过渡区域较硬侧，降低轨道刚度
对桥梁和隧道等刚性结构物的轨道，可以通过调整轨下垫板的刚度，设置枕下垫块等方法，使轨道的刚度值和较软侧轨道刚度值相匹配。
结束语
综上所述，本文通过分析市政过渡段病害的原因和防治措施，可以有效保证客运列车的行车安全，对我国铁路建设的发展有着重要意义。
参考文献：
[1]李献民，王永和，杨果林，肖宏彬.高速下过渡段路基动响应特性研究[J].岩土工程学报.2004（01）.
[2]聂志红.高速铁路轨道路基竖向动力响应研究[D].中南大学 2005.
[3]李献民.高速铁路加筋过渡段静动力特性数值分析及试验研究[D].中南大学 2004.
论文作者:魏思佳
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第5期
论文发表时间:2016/8/24
标签：刚度论文; 路基论文; 轨道论文; 平顺论文; 路堤论文; 铁路论文; 线路论文; 《低碳地产》2015年第5期论文;